高速跟驰交通流动力学模型研究

为研究道路交通中的高速跟驰物理现象,针对高速跟驰车辆特点,综合考虑了驾驶员换道决策行为以及随机慢化等因素,结合前景理论等方法,提出了一种用于模拟道路交通流中高速跟驰物理现象的动力学模型(简称HCCA模型).通过计算机数值模拟,研究了高速跟驰交通流物理现象演化机理及高速跟驰特性.结果表明:与对称的双车道元胞自动机动力学模型相比,本文建立的HCCA动力学模型能够再现道路高速跟驰物理现象,并得到了道路小间距高速跟驰率超过7%的结果与实测结果相符合,最后模拟得到了丰富的交通物理现象,再现了自由流、同步流及运动阻塞等复杂交通物理现象.     

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.     

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     

地铁站内交织行人流的简化模型和数值模拟

地铁站内多方向行人流以不同方式通过瓶颈时具有不同的效率,发生拥堵的机制也有所不同. 本文将地铁站内行人流的交织运动简化为连通双通道内两股行人通过瓶颈的情形. 采用推广的格子气模型,通过引入背景场,使改进的模型可以刻画地铁站内行人流的运动特征, 通过数值模拟研究了两股行人以两种不同方式经过研究区域的清空时间以及瓶颈宽度的影响. 研究发现,在模型中考虑行人沿对角线的运动可以更加准确地描述真实行人运动. 当瓶颈宽度小于临界宽度时,逆向交织的行人经过研究区域具有更高的效率, 验证了行人流实验的结果.此外还详细讨论了在瓶颈处发生拥堵的机理.     

开放边界条件下二维可转向主干道交通流模型的研究

在开放性边界条件下，利用改进的Nagel-Schreckenberg交通流模型，引入过路口车辆的可 转向机理，建立二维n速主干道元胞自动机交通流模型，研究了转向概率和边界条件对 干道交通状况的影响而导致的不同相变特性以及这两个因素对实现改善干道交通的组织作用 . 关键词： 元胞自动机 交通流 转向概率 相变     

一种计算机网络的元胞自动机模型及分析

通过分析一种计算机网络元胞自动机模型,对网络内部结点的整体行为进行了探讨.研究表明,在负载守恒的传输过程中,各网络结点的吞吐量和缓存区的排队长度在空间和时间上均呈现幂率分布,承受系统中局部负载的结点数变化的功率谱呈现1/f噪声的特点,网络结点的整体行为表现出自组织临界现象.排队长度的分布呈现幂率,预示着较大的拥塞以较小的概率发生.吞吐量在时间上的分布呈现幂率,或许为业务量呈现自相似性提供一种合理的解释. 关键词：     

一种考虑速度随机慢化概率动态演化的交通流元胞自动机模型

在NS模型的基础上,利用司机的记忆效应和当前交通环境动态地调整随机慢化概率,从而得到一个改进的交通流元胞自动机模型.数值实验表明,该模型可以很好地刻画司机记忆效应对交通流的影响,记忆效应的引入可以提高平均速度和流量. 关键词： 交通流 元胞自动机模型 记忆效应 随机慢化概率     

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.     

考虑停靠站影响的公交运输系统模型

受停靠站影响,公共交通系统运行过程中容易产生集簇现象.本文细致地考虑了公交停靠站长度和停靠站在线路上的分布情况,构建了一个新的公交运输系统元胞自动机模型.数值模拟结果表明,在引入停靠站长度和停靠站分布两种因素后,模型在微观层面上更清晰地刻画了车辆在公交线路上的时空分布,再现了公交运行中的集簇现象,定量地评价了停靠站分布对车辆平均速度的影响.本研究对进一步认识集簇现象的形成机理和优化停靠站设计具有指导意义.     

考虑驾驶心理的城市双车道交通流元胞自动机模型

采用双车道元胞自动机模型,分析了考虑驾驶心理的城市道路交通流特性.针对驾驶员在城市道路行驶时在换道与减速制动方面的不同心理,分别引入了反映驾驶心理的选择换道概率P_s与安全参数λ.通过计算机模拟,给出了不同选择换道概率与安全参数条件下的车辆速度、密度与流量间的关系,并分析了不同驾驶心理对于交通系统的影响.研究发现:选择换道概率对交通流的速度影响并不明显,但选择换道概率的增大会导致速度的方差增大而降低行车安全;而安全参数的增大可以获得更快的平均车速和更大的交通 关键词： 元胞自动机 驾驶心理 选择换道概率 计算机模拟     

准滑模控制应用于行人通道的交通瓶颈

单向行人交通在瓶颈处极易发生堵塞,设置障碍会阻碍行人通行,却能保证瓶颈处通畅.本文将准滑模控制引入LWR模型中,理论推导控制变量.在三车道宏观交通流模型基础上,模拟瓶颈处的障碍对行人流的影响,解释设置障碍的作用.研究表明准滑模控制变量的设置与阈值有关,当阈值对应基本图的流量最大点时,行人流量能保持最大值,达到提高单向行人交通瓶颈处的行人流通过效率. 关键词： 交通瓶颈 准滑模控制 LWR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.     

Self-organized phenomena of pedestrian counterflow through a wide bottleneck in a channel

The pedestrian counterflow through a bottleneck in a channel shows a variety of flow patterns due to self-organization.In order to reveal the underlying mechanism,a cellular automaton model was proposed by incorporating the floor field and the view field which reflects the global information of the studied area and local interactions with others.The presented model can well reproduce typical collective behaviors,such as lane formation.Numerical simulations were performed in the case of a wide bottleneck and typical flow patterns at different density ranges were identified as rarefied flow,laminar flow,interrupted bidirectional flow,oscillatory flow,intermittent flow,and choked flow.The effects of several parameters,such as the size of view field and the width of opening,on the bottleneck flow are also analyzed in detail.The view field plays a vital role in reproducing self-organized phenomena of pedestrian.Numerical results showed that the presented model can capture key characteristics of bottleneck flows.     

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     

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.     

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.     

移动闭塞条件下线路弯道对列车交通流影响的研究

在NaSch模型的基础上,针对铁路线路特点提出了一种用于模拟铁路线路弯道的多列车追踪运行的元胞自动机模型.应用该模型,进行了计算机数值模拟,研究了具有不同弯道半径、不同外轨超高和不同弯道长度的线路弯道对铁路交通流的影响.模拟结果表明:建立的模型能够准确的反映出特殊线路交通流情况,线路弯道对列车的行车安全有较大的影响,同时再现了时走时停的交通波现象,根据仿真结果得出了随着弯道半径的增大,列车的晚点时间逐渐减少,合理选择弯道半径、外轨超高值和弯道长度,可以显著提高线路的通行能力,减低轮轨磨耗,保证列车的安全、舒适运行.所得结果对铁路线路选线设计和运营管理有一定的指导意义.