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基于元胞自动机的单车道交通流模型研究
| 论文题名： | 基于元胞自动机的单车道交通流模型研究 |
| 关键词： | 交通流模型;元胞自动机;速度-密度关系;仿真分析 |
| 摘要： | 交通系统是一个包含人、车、路的复杂系统,在整体上具有宏观特性的同时,其内部各个要素之间又有着不同的个体差异和一定的随机性,这些特性与元胞自动机自身具有的特点十分相近。为此,本文将元胞自动机理论引入到交通流领域,通过对微观交通流的建模与仿真,以揭示交通流内在特性与演化机理。 本文在Nagel-Schreckenberg一维单车道元胞自动机模型(简称NS模型)和交通流流量、速度、密度关系的基础上,建立了一种考虑单个车辆速度受交通流密度影响的一维元胞自动机单车道微观交通流模型。该模型根据单车道交通流密度的实时变化,能够自适应地判断道路处于自由流状态、亚稳态、还是处于拥堵状态。对所有速度为零的车辆引入了慢启动规则,针对自由流状态和其它状态(包括亚稳态、拥堵状态)提出了不同的速度更新规则。在自由流状态时,采用自由流速度更新规则,车辆受随机慢化影响较小,通过估计前车速度,解决了NS模型中模拟车速小于实际车速的问题。在其它状态时,采用保守的速度更新规则,通过改进随机慢化规则,降低了车辆速度。该模型有利于提升模拟交通量,可以更加真实的体现单车道交通流特性。 通过MATLAB编程实现单车道微观交通流的时空图模拟,结果表明,该模型能够较好的再现单车道自由流、亚稳态、拥堵扩散等现象,与NS模型、近似考虑前车速度效应的模型(简称VE模型)相比,该模型在自由流状态和其它状态的平均交通流速度以及交通流量有显著的提升。该模型的建立对研究单车道交通流特性具有重要意义,有利于进一步研究交通拥堵问题。 |
| 作者： | 谢娟 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 赵祥模 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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