平面环行交叉路口交通流的研究

从道路结构出发,对具有内、外环道的平面环形交叉路口建立了具有多个道路瓶颈的元胞自动机模型,对平面环行交叉路口的交通流进行研究.计算机模拟结果表明,环形交叉路口的内环道中与入环车道接壤处是最容易发生阻塞的地方,内环道中车辆之间的非线性相互作用的效应随刹车概率的增大而增强,流量随之减小;而转向概率的增加有助于提高系统交通流量. 关键词： 平面环形交叉路口 元胞自动机模型 瓶颈 自组织     

开放边界条件下平面环行交叉路口交通流的相图研究

运用具有内、外环车道的平面环形交叉路口元胞自动机模型,对开放边界条件下平面环行交叉路口的交通流进行研究.计算机模拟结果表明:边界条件和道路瓶颈影响着平面环形交叉路口交通流的性质,产生概率和消失概率均只在一定范围内影响系统流量的变化.根据系统流量与产生概率和消失概率的关系,将系统分为三个相区,并对相图进行研究,为实际交通控制提供参考.     

Traffic flow of a roundabout crossing with an open boundary condition

This paper presents a cellular automaton traffic flow model with an open boundary condition to describe the traffic flow at a roundabout crossing with an inner roundabout lane and an outer roundabout lane. The simulation results show that the boundary condition, bottlenecks and the self-organization affect the traffic flow at the roundabout crossing. Because of the effect of bottlenecks, jams easily appear on the inner roundabout lane. To improve the capacity of the roundabout system, proper values of the enter probability α and the out probability $\beta $ can be chosen.     

智能交通灯对交叉路口交通流的影响

以改进的NaSch模型为基础,采用开放边界条件,分别对普通交通灯和智能交通灯控制下的十字交叉路口交通流进行模拟.结果表明,主干道车辆较多时,智能交通灯控制下的主干道车辆平均速度和流量都比普通交通灯控制下高,并可减少车辆的无谓等待时间. 关键词： 元胞自动机 交叉路口 智能交通灯 NaSch模型     

Combined bottleneck effect of on-ramp and bus stop in a cellular automaton model

The combined bottleneck effect is investigated by modeling traffic systems with an on-ramp and a nearby bus stop in a two-lane cellular automaton model. Two cases, i.e. the bus stop locates in the downstream section of the on-ramp and the bus stop locates in the upstream section of the on-ramp, are considered separately. The upstream flux and downstream flux of the main road, as well as the on-ramp flux are analysed in detail, with respect to the entering probabilities and the distance between the on-ramp and the bus stop. It is found that the combination of the two bottlenecks causes the capacity to drop off, because the vehicles entering the main road from the on-ramp would interweave with the stopping (pulling-out) buses in the downstream (upstream) case. The traffic conflict in the former case is much heavier than that in the latter, causing the downstream main road to be utilized inefficiently. This suggests that the bus stop should be set in the upstream section of the on-ramp to enhance the capacity. The fluxes both on the main road and on the on-ramp vary with the distance between the two bottlenecks in both cases. However, the effects of distance disappear gradually at large distances. These findings might give some guidance to traffic optimization and management.     

公交车停靠诱发交通瓶颈的元胞自动机模拟

利用双车道元胞自动机模型,研究公交车停靠对道路混合交通流的影响.针对港湾式和非港湾式两种不同公交车站设置,在开放边界下模拟了公交车停靠所产生的交通瓶颈问题,给出了车辆入流概率-公交车比例相平面上的相图,区分了自由流相和拥挤相,研究了相图各区中公交车站附近的平均密度和速度分布图,比较了两种公交车站情况下的道路交通流的动力学特征.研究发现,当公交车比例较小时,与非港湾式车站相比,港湾式车站可以显著改善车站处的交通状况. 关键词： 元胞自动机 混合交通流 交通瓶颈 公交车站     

基于元胞自动机模型的道路突发瓶颈现象研究

针对特殊交通事件诱发的道路突发瓶颈现象,结合驾驶员在瓶颈现象发生前后的行为变化,提出了一个考虑驾驶员在瓶颈处驾驶特性的元胞自动机模型,并利用该模型分析了瓶颈现象对驾驶特性的影响.结果发现,该模型可以刻画不对称换道和瓶颈处抢道行为所产生的一些复杂的交通现象.研究表明,在瓶颈处实行不对称交替通行可以提高系统流量.     

Energy-optimal control model for train movements

In this paper, we propose a new cellular automaton (CA) model for train movement simulations under mixed traffic conditions. A kind of control strategy is employed for trains to reduce energy consumption. In the proposed CA model, the driver controls the train movements by using some updated rules. In order to obtain a good insight into the evolution behaviours of the rail traffic flow, we investigate the space--time diagram of the rail traffic flow and the trajectories of the train movements. The numerical simulation results demonstrate that the proposed CA model can well describe the dynamic behaviours of the train movements. Some complex phenomena of train movements can be reproduced, such as the train delay propagations, etc.     

元胞自动机交通流模型的相变特性研究

系统地研究 VDR模型和T²模型在不同车流密度时车辆位置的相关性. 通过VDR模型、BJH模型和T²模型的序参量计算，确定在这三个模型中车流从自由流动到阻塞的相变特性，结果发现引入慢启动规则后，在不同的延迟概率和最大速度情况下，将引起交通相变特性的改变. 关键词： 交通流 元胞自动机 相关函数 序参量     

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.     

基于心脏腔式结构的心电图元胞自动机建模

建立了包含心房肌、心室肌、房室腔、室间隔并考虑心室肌分层结构的心电图元胞自动机模型.利用所建立的模型,仿真了电信号在心脏中的传导,计算了正常和缺血情况下的场点电势走势.数值结果表明:正常情况下,模拟所得的场点电势呈现与标准心电图一致的P波、QRS波群、T波和J波;在心内膜下肌细胞缺血情况下,出现T波倒置的现象;在心外膜下肌细胞缺血情况下,T波变得高耸;在透壁缺血情况下,T波提前形成,QT间期缩短.将正常和异常情况下的场点电势走势与临床结果进行了对比,并分析了其形成与持续机制.研究结果可为准确阐明心电图与心肌细胞电活动之间的关系、探讨心电图的产生与持续机制提供参考.     

基于元胞自动机的行人和机动车相互干扰机理研究

在行人流量大的人行横道处,机动车和行人之间存在较为严重的干扰.通过引入行人和机动车的冲突干扰规则, 构建了能够刻画人行横道处机动车和行人相互干扰行为的元胞自动机模型.通过数值模拟研究了行人到达率、机动车到达率、 行人冒险穿越机动车道的阈值以及行人对机动车敏感系数等因素对机动车和行人流量的影响. 模拟结果显示,所提出的模型很好地反映了行人与机动车之间的干扰特性;随着行人冒险穿越机动车道的阈值的增加, 机动车流量增大,行人流量减小;随着行人对机动车敏感系数的增加,行人避让概率减小,机动车流量减小,行人流量增大. 所得结果对混合交通的控制和管理具有一定的指导意义.     

准移动闭塞系统的元胞自动机模型及列车延迟传播规律的研究

在NaSch模型的基础上，针对铁路交通的特点提出一种用于模拟准移动闭塞系统的元胞自动机模型.应用该模型模拟了准移动闭塞系统列车延迟传播的交通现象，分析了准移动闭塞系统中的轨道定位单元长度、发车时间间隔、初始延迟时间等因素对列车延迟传播的影响. 关键词： 元胞自动机 交通流 准移动闭塞     

高速公路入匝控制的一个元胞自动机模型

采用元胞自动机模型研究高速公路入匝控制问题. 利用主路上测定区域内的车辆数设计了一种新型入匝信号控制方法,模拟分析了各种参数对主路和匝道交通的影响. 结果表明,设置匝道信号灯可以保证主路交通畅通,尤其是匝道处的车辆到达率比较高时效果非常明显. 测定区域位置、抑制入匝车流量以及并道区长度的不同组合可以导致不同的主路和匝道交通流,合理搭配这三个参数可以兼顾主路和匝道的流量和通行时间.测定区域应该设置在并道段前或并道段上游的适当位置. 关键词： 交通流 元胞自动机 入匝控制 并道规则     

一个新的用于元胞自动机模拟微观组织的溶质分配模型及其计算验证

在已有的几种溶质再分配计算模型的基础上, 建立了一个新的更为合理的溶质再分配模型.该模型充分考虑了枝晶生长过程中可能出现的固/液界面元胞的各种状态及其邻居元胞的各种状态, 根据这两者的不同状态, 分别建立不同的计算公式展开计算. 利用所建立的模型消除了原有的扩散控制的元胞自动机(CA)生长模型存在的在晶界处元胞不凝固的缺陷. 接着, 为了进一步验证模型的可靠性, 在Kurz-Giovanola-Trivedi方法控制的CA生长模型中引入新的溶质再分配计算模型, 对Al-4.7 wt%Cu 合金铸锭进行了模拟计算, 并与实验结果进行了金相组织和成分分布两方面的对比, 表明新模型具有较好的精确性. 关键词： 元胞自动机方法 微观组织模拟 溶质再分配     

纯物质枝晶凝固的元胞自动机模型

采用元胞自动机模型模拟了纯物质凝固微观组织演化行为. 与以往采用KGT模型简化考虑不同,采用界面能量守恒方程来自洽地确定液固界面的生长动力学,考察了模型的网格尺寸相关性和时间相关性,并对模型的稳定性进行了验证. 采用这个模型模拟了纯丁二腈在过冷熔体中的自由枝晶生长,并与Glicksman的等温枝晶生长实验(isothermal dendritic growth experiment,IDGE)和LM-K临界稳定性原理进行了对比. 模拟的形貌再现了实验形貌的特征,并且特征参数与理论结果及实验结果符合得很好. 关键词： 元胞自动机 界面 凝固 临界稳定性原理     

交叉口混合交通流元胞自动机模型及仿真研究

本文以右转机动车和直行自行车为对象研究交叉口混合交通流特性.基于交叉口机非干扰特性,将机动车元胞模型和自行车元胞模型进行了耦合,建立了考虑自行车穿越机动车延时、机动车穿越自行车间隙和冲突区占据处置等规则的交叉口混合交通流元胞自动机模型(NS-BCA).对右转机动车与直行自行车混合交通流进行了仿真,从流量-车辆到达率关系、交通流相位相变、交通流相位-到达率-混合交通流状态等方面研究了交叉口混合交通流的机非干扰机理.     

混合交通流元胞自动机FI模型的能耗研究

研究了在周期边界条件下,最大速度、混合比例、车辆长度、随机减速概率对(fukui-ishibashi,FI)交通流模型能耗的影响.数值模拟结果表明,FI交通流模型的能耗随着车辆最大速度的增大而增加;随着混合比C的增大而增加,长车的比例越多能耗越大;随长车车长的增长而增加.FI交通流模型的能耗不同于NaSch模型能耗,对于FI交通流模型,在最大流量之处交通能耗发生下降的突变趋于零,其左右各存在交通能耗极大值.     

开放性边界条件下双车道元胞自动机交通流模型耦合效应研究

在一种改进的Nagel-Schrekenberg元胞自动机交通流模型的基础上，提出一个高速公路双车 道元胞自动机模型来模拟开放性边界条件下的车流运动，并考虑两车道之间左边界开放程度 的比例系数α及车辆加减速概率p的影响.计算机数值模拟结果表明，在车流状态的演化过程 中，通过确定车道耦合系数b来控制车流量，不同的b值车流量不同，对车辆运动出现堵塞项 的相变点有影响. 关键词： 元胞自动机 交通流模型 耦合效应     

The ferrimagnetic phase of the Blume-Emery-Griffiths model on the cellular automaton

The Blume-Emery-Griffiths model is simulated using the cooling algorithm which is improved from the Creutz cellular automaton (CCA) under periodic boundary conditions. The simulations are carried out on a simple cubic lattice at K/J = −1.5 in the range of −3.5 < D/J < 0.5, with J and K representing the nearestneighbour bilinear and biquadratic interactions, D being the single-ion anisotropy parameter. The phase diagram characterizing phase transition of the model is obtained. We found different kinds of phase transitions between the ferromagnetic, quadrupolar, staggered quadrupolar and ferrimagnetic phases for K/J = −1.5. In particular, the region of the phase diagram containing a ferrimagnetic phase is explored and compared to those obtained by other methods. The simulations confirm that the ferrimagnetic phase occurs in the narrow interval −3.006 ≤ D/J < −3. This result is in a good agreement with Monte Carlo renormalization group and closer to the cluster variation method result than the mean field approximation result.