交通流双车跟驰模型与数值仿真

基于全速度差(FVD)模型,考虑双前车信息的影响,提出了交通流双车跟驰模型.通过线性稳定性分析,得到了改进模型的稳定性条件. 与FVD模型对比研究表明,改进模型的稳定区域有明显增加.数值模拟结果表明,改进模型通过调节次近邻前车信息,可以避免FVD模型中因为反应系数较小时出现负速度的缺陷.同时也表明次近邻前车对交通流存在不可忽视的影响. 关键词： 交通流 双车跟驰模型 模拟     

考虑动态车间距的一维元胞自动机交通流模型

基于NaSch元胞自动机交通流模型, 考虑司机复杂的性格特征和驾驶行为差异, 引入相邻车辆的动态车间距, 提出了一个改进的单车道元胞自动机交通流模型. 通过数值模拟得到了流量-密度关系, 在中高密度区域呈现出一种弥散分布的状态而非惟一确定的关系, 再现了交通系统中的自由流、同步流及宽幅运动阻塞, 表明道路上即使没有交通瓶颈也会出现同步流和拥挤交通, 同时揭示了在同步流中存在的车辆高速跟驰现象, 高速跟驰率与交通实测结果较为符合.     

随机计及相对速度的交通流跟驰模型

从研究微观个体车辆行为出发，考虑车辆加速过程的不确定性，提出了随机计及相对速度的 交通流跟驰模型(SR-OV模型).对随机相对速度的跟驰模型的动力学方程进行稳定性分析，得 到与Bando跟驰模型不同的稳定性判据，其稳定性优于Bando模型.运用摄动理论分析交通过 程中密度波的变化，结果表明，在发生交通阻塞相变时，交通密度波以mKdV方程描述的扭结 -反扭结波演化.对随机相对速度跟驰模型进行数值模拟和分析，结果发现车流速度的变化小 于Bando模型的速度变化，而且与随机概率有关，当随机考虑相对速度的概率增大时，初始 的小扰动不会放大对车流产生影响，甚至长时间就消失，这与Bando模型完全不同.数值模拟 所得到的相图与解析解相符合,而且交通流稳定区域大于Bando模型.从车间距-速度演化图上 ，随着随机概率的增大，SR-OV模型在初始时存在的滞后现象，随着时间的增长，趋于稳定 状态后，滞后曲线收敛于一小区域，滞后效应被削弱.这完全不同于Bando模型，在Bando模 型中，滞后曲线由一点向外扩散，滞后曲线区域越来越大，车流趋于不稳定状态. 关键词： 交通流 跟驰模型 稳定性判据 相对速度     

弯道交通流跟驰建模与稳定性分析

为发现弯道道路条件下交通流的演化特性及稳定条件,在全速度差最优模型的基础上,研究了弯道情况下的交通流跟驰模型表达式,并以状态空间法和控制系统的稳定性判据对其进行了稳定性分析,得到弯道情况下交通流的稳定条件,最后进行了数值模拟,验证了模型稳定条件的正确性.研究结果表明在相同的初始交通流密度情况下,弯道道路随着道路弧度的增大,交通流稳定性逐渐降低.     

考虑自适应巡航车辆影响的上匝道系统混合交通流模型

在考虑自适应巡航(adaptive cruise control, ACC)车辆的交通流模型的基础上, 建立了考虑ACC车辆影响的上匝道系统混合交通流模型, 研究ACC车辆引入对上匝道交通系统交通流的影响. 为了描述ACC车辆和手动驾驶车辆在交通流运行中的差异, 分别构建了基于常车头时距原则的ACC 车辆跟驰子模型和手动驾驶车辆MCD元胞自动机子模型; 基于上匝道车辆合流驶入主线的需求, 建立了换道子模型, 引入了表征驾驶员换道心理的参数λ. 通过对混合交通流模型进行数值模拟发现, ACC车辆的混入可以有效改善上匝道系统交通流的运行, 降低合流等事件对于交通流运行的影响, 抑制交通拥堵的时空范围及拥堵强度, 提高交通流的平均速度和流量. 此外在混合交通流模型中, ACC车辆期望车头时距H_d的减小与换道心理参数λ 的增大均可以提高混合交通流运行的速度和流量, 而合流区长度l_w对混合交通流影响则因上匝道车辆驶入概率的不同而存在差异.     

考虑前后车效应的反馈控制跟驰模型

本文中,在优化速度模型的基础上,提出一个计及跟随车与当前车车头间距的跟驰模型.从控制论角度出发,对模型进行稳定性分析,得到了模型的稳定性条件.同时,在新模型中引入了反馈控制信息,考虑当前车与前后方车辆之间的速度差.对模型进行线性分析后得到小扰动不会导致交通堵塞的条件.在开放边界条件下,对两个模型进行数值模拟,结果表明在控制信号下,车辆速度波动明显减小,拥堵现象得到有效缓解.从而证实反馈控制信号对缓解交通拥堵的重要作用.     

一种新交通流跟驰模型的相变研究

本文通过数值仿真的方法研究了优化速度跟驰模型(OVM)描述由一辆预先给定速度曲线的头车运动而引起的车辆队列加速过程的性能，结果显示该模型在描述这一过程时具有某种缺陷。据此文章提出了一个新的模型，能够改进OVM的这一不足。对改进模型的线性稳定性分析表明：若稳定性条件不能满足，则随着初始均衡交通流车头间距的变化将会产生交通流的相变现象。     

考虑意外事件对交通流影响的元胞自动机交通流模型

在NaSh模型的基础上,考虑交通事故和养护路段等意外事件对高速公路交通流的影响,建立了有意外事件影响的在车道管制下的高速公路交通流元胞自动机模型,并进行数值模拟. 研究发现:意外事件对高速公路交通流有明显影响,并且意外事件对交通流的影响在某一密度值范围内尤其明显,且意外事件堵塞点在第一车道比在第二车道对交通流的影响小;同时,在该密度值范围内,意外事件堵塞时间和堵塞路段长度越长,对交通流的影响就越大. 关键词： 元胞自动机 交通流 意外事件     

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.     

交通灯控制下城市主干道双车道多速元胞自动机交通流模型研究

提出一个城市主干道双车道多速元胞自动机交通流模型，此模型采用开放性 边界条件，在考虑诸多实际因素影响情况下，研究了主干道中车站的设置、交通灯绿信比对 车流量和车流速度的影响.计算机模拟所得到的基本图（流量 速度图）能较好地反映在交 通灯控制下城市主干道交通流真实状况. 关键词： 元胞自动机模型 交通流 主干道     

多路段元胞自动机交通流模型

在经典单路段元胞自动机交通流模型的基础上,将多个路段视为一个道路系统,提出并研究了多路段条件下的交通流问题.针对多路段道路的特点,通过引入车辆流入规则、路口随机慢化规则和路口车辆流入规则,控制车辆从上一路段流入下一路段.首先提出了"汽车池"的概念,来控制每一路口车辆的流入;然后通过路口随机慢化,来模拟路口对交通的影响;最后,当车辆离开时,依直行率进入下一路段,实现车流的继续流动.同时,通过数值模拟,仿真了不同条件下的交通情况,对重要参数进行了研究.结果表明,出现了混合流这一新的现象,拥堵地段与非拥堵地段间存在明显的界限.拥堵往往最先从路口开始,然后蔓延到整个路段.多路段道路还存在临界突变的特性.随着车辆流入概率的增大,路口对平均速度和车流密度的影响愈加明显.当流入概率超过一定阈值时,车辆缓慢地增加也会引起整体道路通行能力的迅速下降.     

混合非机动车流的多值元胞机模型模拟研究

采用多值元胞机模型对混合非机动车流进行了建模模拟研究. 混合非机动车流在我国城市交通中主要表现为三轮车和自行车的混合. 针对三轮车和自行车实际尺寸的差异,设定自行车占据一个单位空间,三轮车占据两个单位空间. 模拟结果显示：在三轮车与慢速自行车混合的系统中,三轮车比例和三轮车先行概率不会对系统流量造成影响,而三轮车先行概率只会影响到车辆的平均速度;在三轮车与快速自行车混合的系统中,确定性条件下在自由流区域和堵塞流区域都会出现多分支现象,快速自行车具有慢化概率时多分支现象消失. 关键词： 混合非机动车流 元胞自动机 多分支     

Cellular automata model for traffic flow with safe driving conditions

In this paper, a recently introduced cellular automata （CA） model is used for a statistical analysis of the inner micro-scopic structure of synchronized traffic flow. The analysis focuses on the formation and dissolution of clusters or platoons of vehicles, as the mechanism that causes the presence of this synchronized traffic state with a high flow. This platoon formation is one of the most interesting phenomena observed in traffic flows and plays an important role both in manual and automated highway systems （AHS）. Simulation results, obtained from a single-lane system under periodic boundary conditions indicate that in the density region where the synchronized state is observed, most vehicles travel together in pla- toons with approximately the same speed and small spatial distances. The examination of velocity variations and individual vehicle gaps shows that the flow corresponding to the synchronized state is stable, safe and highly correlated. Moreover, results indicate that the observed platoon formation in real traffic is reproduced in simulations by the relation between vehicle headway and velocity that is embedded in the dynamics definition of the CA model.     

A study of a main—road cellular automata traffic flow model

A main-road cellular automata traffic flow model on two dimensions is presented based on the Biham－Middleton－Levine traffic model. Its evolution equations are given and the self-organization and organization cooperation phenomena in this model are also studied by using computer simulation.     

Characteristics of synchronized traffic in mixed traffic flow

In this paper, the characteristics of synchronized traffic in mixed traffic flow are investigated based on the braking light model. By introducing the energy dissipation and the distribution of slowdown vehicles, the effects of the maximum velocity, the mixing ratio, and the length of vehicles on the synchronized flow are discussed. It is found that the maximum velocity plays a great role in the synchronized flow in mixed traffic. The energy dissipation and the distribution of slowdown vehicles in the synchronized flow region are greatly different from those in free flow and a traffic jamming region. When all of vehicles have the same maximum velocity with V max > 15, the mixed traffic significantly displays synchronized flow, which has been demonstrated by the relation between flow rate and occupancy and estimation of the cross-correlation function. Moreover, the energy dissipation in the synchronized flow region does not increase with occupancy. The distribution of slowdown vehicles shows a changeless platform in the synchronized flow region. This is an interesting phenomenon. It helps to deeply understand the synchronized flow and greatly reduce the energy dissipation of traffic flow.     

双车道多速车辆混合交通流元胞自动机模型的研究

把NaSch模型的刹车概率分开为独立的加速和减速概率，引入转道规则，建立了双车道多速车辆的混合交通流模型.通过计算机数值模拟，得出了不同参数下混合交通的速度和流量与 密度关系的基本图.结果表明，转道概率、混合比例和加减速概率对混合交通都有重要的影 响，慢车的特性对混合交通起着决定性的作用. 关键词： 元胞自动机 混合交通流 NaSch模型     

双向两车道混合车辆交通流的特性

在NaSch模型的基础上，制订了超车规则，建立了双向两车道混合车辆的元胞自动机交通流模型. 用计算机模拟了车道密度对称和不对称两种情况下不同参数的混合车辆交通流，得出了相应的速度、流量与密度关系的基本图. 经分析发现，双向两车道混合车辆交通状态可分为快车特性区、准慢车特性区和慢车特性区；两车道上车辆密度的不对称性对交通流有重要的影响. 关键词： 元胞自动机 交通流 混合车辆交通流