基于仿真实验的城市交通系统宏观现象研究

对交通出行者分类,并将路段、路口以及各类出行者分别指定为相应的agent,利用multi-agent方法和swarm仿真平台,通过规则设计,构造出较合理的抽象的宏观城市仿真系统.利用该仿真系统进行三组实验:出行规模实验、出行者实验、路网结构实验,对比分析不同微观组成的城市交通系统在仿真实验环境下的演化过程,从系统规模、系统结构两方面,发现并说明了城市交通系统中存在的缘自于微观机理的宏观现象,并指出了其中可能属于涌现范畴的现象.     

基于驾驶员行为的元胞自动机模型研究

从研究驾驶员行为入手,分析了驾驶员行为作用机理,并结合元胞自动机(CA)模型,将与车辆自身速度、相对速度、车间距和安全车间距有关的驾驶员行为作用机理引入CA模型(简称ACA).并利用ACA模型进行微观交通仿真观察到亚稳态、相分离和回滞现象,并将ACA模型与只考虑车辆自身速度和车间距的CA模型(简称BCA)的仿真结果进行比较可得:宏观方面,从最大车流量、稳定性和堵塞消溶效率三方面进行对比,ACA模型的仿真结果显示有更高并更接近实测数据的最大流量值,有更强的稳定性,堵塞消溶的效率更高;微观方面,从车辆速度波动和车头间距波动两方面进行对比,ACA模型的仿真结果显示车辆不会骤然加速或减速,车辆能够相对均匀地分布在道路上.这些结果说明相对速度和安全间距对驾驶员行为会产生重要影响,也说明ACA模型与实际情况更符,有一定实际意义.     

最优速度模型与元胞自动机模型的比较研究

用解析分析与数值仿真的手段研究了一种典型的车辆跟驰模型(OV模型)与元胞自动机模型(NS模型)之间的区别与联系.首先通过对模型规则的分析,证明了确定NS模型是OV模型的一种离散形式.随后针对两模型更复杂的具体形式,通过数值仿真的手段进行了模型的密度-流量关系与模型在开放边界下的动态特性的研究.实验结果表明,从现象来看,OV模型与NS模型具有非常近似的性质,但两种模型的机制不相同,并且各自具有不能相互替代的优势.为交通流模型的使用和改进提供了参考.     

Analytical investigation of the boundary-triggered phase transition dynamics in a cellular automata model with a slow-to-start rule

Previous studies suggest that there are three different jam phases in the cellular automata automaton model with a slow-to-start rule under open boundaries.In the present paper,the dynamics of each free-flow-jam phase transition is studied.By analysing the microscopic behaviour of the traffic flow,we obtain analytical results on the phase transition dynamics.Our results can describe the detailed time evolution of the system during phase transition,while they provide good approximation for the numerical simulation data.These findings can perfectly explain the microscopic mechanism and details of the boundary-triggered phase transition dynamics.