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混合交通流的元胞自动机模型的研究
| 论文题名： | 混合交通流的元胞自动机模型的研究 |
| 关键词： | 混合交通流;元胞自动机模型;计算机模拟;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国经济和社会的健康发展，交通运输问题逐渐成为城市发展的焦点问题之一，同时也成为制约城市发展的瓶颈问题。交通拥堵、交通污染、交通事故已严重影响经济和社会的发展，甚至关系到社会的安定问题。在我国，城市人口众多、交通工具多样化加剧了交通问题的尖锐性。如何科学管理和控制混合交通流是一个必须解决的迫切问题。 近年来，交通问题受到了国内外专家们的重视，提出了各种各样的交通流模型，其中，元胞自动机(Cellular Automaton，简称CA)交通流模型的研究受到了广泛的关注。元胞自动机是一种时间、空间和变量均离散的数学模型。它具有物理图像清晰、完全的并行性、无截断误差和无计算误差等优越特点，是研究非线性复杂系统的有效工具。 本文的工作主要是在现有元胞自动机交通流模型的基础上，提出更符合实际情况的混合车辆交通流模型。通过计算机数值模拟，再现了交通系统中出现的非线性现象，并结合实际交通，对混合车辆交通的特性进行了分析和研究。 本文的主要工作由三部分组成： 1．针对实际交通中存在不同类型的车辆，在NaSch 模型的基础上，提出了周期边界条件下的多长度多速度混合车辆单车道元胞自动机交通流模型。数值模拟发现：在单车道上，混合车辆流的流量和平均速度与混合比例系数的变化有较大关系。混合交通流的临界占用率随混合比例系数的增大而增大；当小于临界占用率时，流量随混合比例系数增大而减小，平均速度和混合比例系数基本无关；当大于临界占用率时，流量基本上与混合比例系数无关，平均速度随混合比例系数增大而增大。 2．在由不同长度和速度的车辆组成的单车道混合交通中加入自动巡航驾驶车辆(ACC车辆)，研究自动驾驶车辆对道路交通的影响。车道上有两种模型的车辆——NS 模型和ACC 模型，对ACC车辆采用固定车间时距的原则。计算机数值模拟结果表明：随着的增大，混合交通流的平均速度、最大流量和占用率之间以线性关系变化；交通堵塞会逐渐消散。随着的增加系统平均速度会逐渐减小，但是道路交通的安全性会提高。 3．针对实际道路交通中双车道的情况，把自动巡航驾驶车辆(ACC车辆)引入双车道交通系统中。研究自动驾驶车辆对双车道混合交通流的影响。车道上有三种模型(NS 模型、WWH 型和ACC 模型)的车辆。计算机数值模拟结果表明：ACC型车辆的混合比例系数对混合交通流的最大流量、平均速度和临界密度几乎没有影响，ACC型车辆的车辆时距和NS型车的混合比例对混合交通流有较大影响。 |
| 作者： | 李红亮 |
| 专业： | 理论物理 |
| 导师： | 孔令江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西师范大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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