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基于元胞自动机的十字交通路口交通流的研究与仿真
| 论文题名： | 基于元胞自动机的十字交通路口交通流的研究与仿真 |
| 关键词： | 元胞自动机;十字交通路口;交通流;交通仿真系统;面向对象;程序设计 |
| 摘要： | 近年来，伴随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的普遍提高，整个社会对交通运输的需求日益增加，带来了交通运输业的空前繁忙和各种车辆的迅猛增加，这也使得我国复杂的交通流组成和相对落后的交通流管制措施之间的矛盾越发突出，进而导致我国部分城市道路出现了严重的交通拥挤和堵塞。在道路交通流运行的过程中，交通路口往往扮演者一个瓶颈的角色，因此对城市道路交通路口交通流的研究和仿真的研究，具有十分重要的现实意义。 元胞自动机(cellular automaton或cellular automata，简称CA)是一种在时间、空间和状态均离散的一种模型，具有算法简单、灵活和计算效率高等优点，因此元胞自动机成为道路交通流研究的一个重要工具。本文基于元胞自动机和交通流理论知识，研究、分析了影响机动车流运行的一些主要因素，并结合十字路口处的行人流，创建了一个十字路口机动车和行人运行的组合元胞自动机模型，并基于此模型实现了一个模拟十字路口运行的仿真系统。 本文所做的主要工作为: 1.本文首先介绍了关于元胞自动机和交通流的一些基本理论知识，并对一些经典的元胞自动机模型进行的介绍; 2.研究分析了车辆跟驰模型中的安全车距和多车道模型的中的换道问题，在此基础上，通过耦合N-S和BML模型改进了机动车前进模型、机动车换道模型、行人闯红灯违规模型以及机动车和行人交互的元胞自动机模型，并基于这些元胞自动机模型，研究分析了随机慢化、换道概率、慢启动和行人违规等因素对道路交通流的影响; 3.在以上内容的基础上，创建了机动车辆在十字交通路口处的前进模型、换道模型、转弯模型，行人通过路口时的跟驰模型、换道模型、闯红灯模型，以及机动车和行人在路口处的交互模型; 4.利用面向对象的程序设计方法，结合MATLAB实现了基于十字路口处机动车和行人组合元胞自动机模型的仿真系统，仿真系统可以根据设定运行参数的不同，来仿真不同情况下道路交通的运行情况，仿真系统能很好的反映出现实交通中的各种现象。 |
| 作者： | 闫晨 |
| 专业： | 计算机科学与技术 |
| 导师： | 赵宏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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