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原文传递基于元胞自动机的交通流研究

论文题名：	基于元胞自动机的交通流研究
关键词：	交通流;元胞自动机模型;系统仿真;复杂系统
摘要：	该文首先介绍了元胞自动机理论的理论,元胞自动机模型把复杂系统量化为简单的个体.在元胞自动机模型中,空间、时间都被离散化,每一个相互作用的单元仅为有限的状态.以元胞自动机理论为基础,把车辆在路段上运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则,建立了基于元胞自动机理论的交通流模拟模型,标定了元胞长度和最大速度等参数,继而提出反映车辆在路段上自由行驶、跟驰行驶减速行驶等交通行为的元胞自动机规则,并对各种规则进行了详细说明.在元胞自动机交通NaSch模型和FI模型的基础上,基于交通流中实际车辆的慢起动行为,进一步提出一种新的一维交通流元胞自动机模型,在临界密度附近,存在着亚稳态和滞后现象.利用面向对象的JAVA语言,设计实现了CATS仿真系统,模拟了各种一维周期性边界条件下高速公路上车流运动,显示了交通流的各种现象.例如从自由相到堵塞相的相变行为、临界性和自组织临界性、亚稳态和相分离等.采用统计物理的分析方法进行了分析,其中应用平均场理论对交通流的流量、密度和速度间的基本关系进行了求解.最后,对拥挤交通的交通堵塞进行了分析,从交通崩溃的角度,例如交通从自由流线型交通到堵塞交通的过程,得到结论为:当堵塞流出量的车头时距大于高密度时的车头时距时,堵塞稳定存在.另外,对交通流的自组织的可能性进行了讨论,对交通流的分形和耗散进行了初步的研究.
作者：	刘永欣
专业：	安全技术及工程
导师：	张殿业
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2003
正文语种：	中文