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原文传递考虑车辆有限减速能力的元胞自动机交通流模型研究

论文题名：	考虑车辆有限减速能力的元胞自动机交通流模型研究
关键词：	元胞自动机;减速能力;混合交通流;换道规则
摘要：	为研究交通流的一般特性，国内外的专家们提出了各种各样的交通流模型，包括宏观连续模型、跟驰模型和元胞自动机模型。其中，元胞自动机交通流模型由于其自身具备的时间和空间的离散化、易于在计算机中实现等特征，被广泛应用于研究交通流。　　实际交通流不是均质的，而是多车种混合的。根据车辆类型的不同，车辆自身的特性也不同，如车辆的车身长度、最大速度和最大减速能力等。虽然研究混合交通流的元胞自动机模型有很多，但是这些模型基本上没有考虑到车辆自身减速能力的限制，也没有考虑到根据车辆类型的不同，车辆自身减速能力也不同。结合混合交通流中不同车辆类型的减速能力也不同，本文采用元胞自动机模型对多车种混合交通流进行建模与仿真，力求重现现实中混合交通流在双车道上行驶的基本特性。　　本文主要工作如下: 　　1.详细介绍了考虑车间距、相对速度和车辆有限减速能力建立的单车道均质交通流元胞自动机模型，并且分析了最大减速能力对均质交通流的影响，仿真结果表明，如果模型中无慢启动规则或慢启动速度很小时，车辆减速能力越小，交通流流量和车辆平均速度也越小。随后，基于单车道均质交通流元胞自动机模型，考虑不同降雨强度对交通流的影响，给出了考虑降雨对减速能力影响的单车道元胞自动机交通流模型，应用此模型，分析了降雨对交通流的影响。仿真结果表明，在一定密度范围内，交通流流量和车辆平均速度随着降雨强度的增大而减小;密度较大时，降雨对交通流流量和车辆平均速度无明显抑制作用。　　2.引入换道规则和重型货车主动减速规则，将单车道均质交通流模型扩展为双车道混合交通流模型。双车道模型除了考虑车间距、车辆相对速度和车辆有限减速能力，还考虑了不同车辆类型具有不同的特征，包括车辆车身长度、最大车速和最大减速能力;并且在换道规则中同样考虑了车辆的有限减速能力。模拟结果表明，考虑了车辆有限减速能力的双车道混合交通流模型能够重现三种交通状态，即自由流、同步流和宽运动堵塞，并且当交通流密度在一定范围内时，同步流的出现具有随机性。本文引入的重型货车主动减速规则能够有效的消除由两辆重型货车并行或行驶过近导致的“塞子”的消极影响。如果对重型货车进行道路控制，可以明显提高交通流流量。　　3.应用计算车辆能耗和排放的VT-Mirco模型，对单车道均质交通流和双车道混合交通流的能耗和排放进行了仿真和分析，其巾排放分析包括对CO2和NQx的排放分析。模拟结果表明，能耗和CO2排放总是随密度的增大而增大，NQx排放随密度增大呈先增大后减小最后再增大的趋势，车辆减速能力越大，车辆能耗和排放越小，并且道路中重型货车比例越大，车辆能耗和CO2排放越大。
作者：	李欣
专业：	系统科学
导师：	李新刚
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文