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基于元胞自动机的交叉路口交通流模型的研究
| 论文题名： | 基于元胞自动机的交叉路口交通流模型的研究 |
| 关键词： | 元胞自动机;交通流;数值模拟;交叉路口;信号灯 |
| 摘要： | 交通作为国民经济的命脉,衡量一个国家现代化发展水平的重要标志之一,交通的好坏,直接影响一个国家的现代化发展水平。随着当代经济突飞猛进的发展,私家车辆逐渐增多,城市道路也越发复杂,导致道路交通出现了很多问题,例如:交通拥挤、道路阻塞和交通事故等,这些问题致使国民经济损失严重,并且由于交通的严重堵塞,汽车的低速行驶会增加耗油量,还会造成能源浪费,尾气排放的不断增加还会造成环境质量的恶化,因此迫切需要更新更全面的理论以解决这些问题。从上个世纪开始已有大量学者对道路交通进行了研究,并建立了多种交通流模型,例如运动学模型、FI模型、车辆跟驰模型、元胞自动机模型等。这些模型的产生和发展都为交通流理论完善做出了贡献。 本文将采用现在运用最为广泛的元胞自动机模型进行研究,因为元胞自动机模型不仅简单易懂,且容易运用计算机编程,因此被各个领域和行业所采用。 本文也将运用计算机编写程序,模拟交通流,得出数据画出交通特性图,看图分析道路交通特性。 本文的主要工作由三个部分组成: 1、建立周期性边界条件下的双车道十字交叉路口模型,在只有红灯和绿灯的信号灯基础上,增设左转绿灯,研究了左转车数量比例对交通流的影响,以及红绿灯周期配时问题和混合比例系数对交通流的影响,最后还与无左转绿灯模型进行了比较,结果发现增设了左转绿灯,可以缓解道路的交通堵塞。 2、在上一章的基础上,为了更好的反映现实混合交通现象,研究了在开放边界条件下(即在系统的始端以一定概率不断注入车辆,而终端车辆以一定概率驶离系统),利用NS模型研究主道的流量、速度受左转绿灯时长Tl以及左转弯车数量比例Pl和支道边界条件的影响程度。结果发现了在开放性边界条件下的一些新的特点和现象。 3、建立双向的十字交叉路口模型,通过改变主道上左转、右转、直行的车辆比例,比较有信号灯模型和无信号灯模型的交通流特性,发现,在有信号灯的情况下,车辆可以有序的行驶,在交叉路口前,车道上的车辆也是有规律的疏散,这样不仅可以避免车辆冲突,还可达到提高道路利用率的目的。最后,总结了本文的工作,并对未来继续研究交通流的工作进行了展望。 |
| 作者： | 吴君 |
| 专业： | 理论物理 |
| 导师： | 刘慕仁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西师范大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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