一种考虑吸引型异常事件的行人元胞自动机模型

鉴于目前行人元胞自动机仿真研究中对于吸引型异常事件情况下模型的缺失,本文提出了一种特殊的考虑吸引型异常事件的行人元胞自动机模型.当异常事件发生后,模型将行人分为漠视、驻足、围观和围观离开四种类型.漠视类型指对异常事件毫无兴趣,不受异常事件影响的行人,其动力特性与行人在正常情况下的动力特性一致;驻足类型指对异常事件较有兴趣,驻足观看的行人,其动力特性由能使行人在原地停留的驻足效用值决定;围观类型指对异常事件极有兴趣,向异常事件中心靠近围观的行人,其动力特性由围观效用决定;围观离开类型指对异常事件失去兴趣,从围观人群离开的行人,其动力特性由围观离开效用决定.仿真效果显示,该模型基本可反映行人聚集围观的表征和内部特性.     

考虑双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型

允许车辆借反向车道超车的双向交通道路是城市路网的重要组成部分.本文考虑了双向交通道路的车辆行驶规则,研究了无信号控制交叉口的车辆优先通行权分配规则,构建了一个双向交通的城市路网交通流元胞自动机模型,研究了城市路网交通流的动态特性.研究结果表明,临界密度随着路网规模的增加而下降,路网交通密度的增加会加速拥堵闭环的形成,换道概率的增加会降低路网车速和缩短局部死锁现象形成的时间,单位时间换道车辆数与换道概率及交通密度之间存在着密切的关系.     

基于智能体与元胞自动机的智能交通仿真

针对智能体和元胞自动机在交通仿真研究中应用的相对独立现状, 分析了智能体和元胞自动机理论方法在交通仿真研究和应用中的特性及各自存在的局限性和优势。指出两者都具有“由底向上”的设计特点, 智能体能准确地描述各种复杂交通元素的特性和自主行为, 但实现复杂, 效率较低, 而元胞自动机方法实现简单, 仿真效率高, 但难以体现交通元素的个体差异。探讨了这两种方法相结合进行智能交通仿真的可行性, 以及它们的结合点和结合方法, 构建了一个基于智能体和元胞自动机相结合的基本智能交通仿真模型。仿真结果表明, 该方法既保持了元胞自动机的实现简单、效率高等基本特征和优点, 又能反映交通系统中交通元素的自主特性和个体差异。     

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女性驾驶员导致的交通事故逐年增多,由于男女驾驶员在生理心理上差异明显,女性面对突发应激情景处理能力不如男性,研究女性驾驶员应激反应能力能有效减少交通事故.通过自主开发的驾驶应激模拟系统,选用女性被试者进行仿真实验,运用多导生理记录仪MP150实时记录心率参数,通过建立回归模型得出不同应激场景下的训练标准,并与男性驾驶员训练标准进行对比找出关键应激源.结果表明,所建立的回归模型能有效拟合随着训练次数增加心率下降的规律;不同性别的应激状态存在较大的差异性;突然横穿道路行人为女性驾驶员关键应激源,有显著性别差异;前方视距不良、前车紧急制动应激源无性别差异.对关键应激源场景进行重点训练有助于提升女性驾驶员应激反应能力.     

基于元胞自动机的附加导流岛型出口仿真建模

为研究附加导流岛型出口对快速路交通流的影响,本文建立针对附加导流岛型出口的元胞自动机模型。基于KKW (Kerner Klenov Wolf)模型,引入3种换道规则并分段设定,以描述附加导流岛型出口影响下的车辆换道行为。针对主辅路直接衔接的几何特点,对主路车辆经由出口驶出的过程等效简化,定义附加导流岛型出口下的车辆驶出规则。模型的数值仿真结果表明：导流岛通过引导辅路车辆在导流岛上游向外侧车道合流,能够使辅路下游的内侧车道起到辅助车道的作用。在此设置下,辅路车流对车辆驶出造成的直接干扰得到缓解,主路的通行效率显著提高。然而,辅路车辆经过导流岛后的强制换道会对驶出的平稳交通流造成扰动而诱发局部拥堵,影响驶出车流的进一步疏散,导致主路饱和流量和平均速度的下降。此外,导流岛使得辅路形成道路缩减瓶颈,在其影响下,辅路总饱和流量大幅下降。导流岛对辅路内侧车道的占用使得其流量和平均速度均低于外侧车道,通行效率受到更大的影响。     

考虑驾驶行为异质性的城市快速路合流区仿真模型

为研究城市快速路合流区车辆运行规律,基于车辆自然轨迹数据,提出考虑驾驶行为异质性的合流区元胞自动机仿真模型。模型将合流区分为上游区域、合流区域及下游区域,3个区域由11条路段组成。首先,利用Kalman滤波算法对自然轨迹数据进行降噪处理;然后,计算每辆车驾驶行为特征参数并进行K-means聚类分析,结合聚类效果评价指标Silhouette系数将驾驶行为分为：保守-谨慎型、激进-谨慎型、保守-轻率型及激进-轻率型这4种类型;最后,依据分类结果,建立考虑加速度、随机慢化概率异质性的跟驰模型和考虑换道安全间距、换道决策的多级异质性换道模型。在各空间占有率的情境下,基于Matlab进行数值仿真,统计同质驾驶行为和异质驾驶行为条件下,合流区域车道的流量、密度、速度、时空位置及换道频率等参数。仿真结果表明：在空间占有率为10%~20%时,同质交通流相比异质交通流更容易产生局部交通拥堵和交通流失效情境,并且同质交通流量峰值比异质交通量小27.1%;随着空间占有率的增加,同质车辆和异质车辆驾驶频率均呈现增加-稳定-下降的趋势,而异质驾驶行为换道频率的极大值比同质交通流高20.74%。     

基于元胞自动机的高速公路主线同侧连续入口间距研究

针对高速公路主线同侧连续入口处车辆行驶安全与通行效率问题,对高速公路主线同侧连续入口间距进行了研究。通过建立元胞自动机仿真模型,分析了主线与匝道设计速度的差异以及高速公路主线匝道连续入口间距各部分长度对交通冲突率、平均拥堵车辆数和平均速度的影响;提出了不同主线与匝道设计速度组合下的主线同侧连续匝道入口间距推荐值;并对不同间距组合下的工况进行了仿真对比分析。研究结果表明：当主线与匝道设计速度的差异较大时,现有规范中的高速公路主线同侧连续入口间距难以满足交通安全与通行效率要求;相比采用规范中的一般值,采用文中推荐值时的主线车辆平均速度由81.39 km/h上升到95.29 km/h,匝道车辆冲突率由0.033 5次/(km·veh)下降到0.025 6次/(km·veh),匝道车辆平均拥堵数由0.007 7 veh/s下降到0.002 2 veh/s,提高了车辆通行效率,降低了车辆发生事故的风险。     

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交通安全是交通运输工作的基础,论坛以“系统科学与交通安全保障”为主题,介绍了系统安全的基础理论和体系;围绕高速铁路、城市轨道交通、航空运输、道路交通等系统,分析了在安全保障方面存在的问题;研究了安全系统工程包括的过程、体系、标准、方法等内容;结合国内国外的实际案例,提出了交通安全保障系统的战略目标、实现路径和技术关键.同时,探讨了高速铁路“十二五”专项规划的主要内容,认为尽快制定和完善交通安全国家标准和实施体系是未来工作的重要内容.     

基于机动车排放的交叉口信号控制仿真与分析

结合微观仿真元胞自动机模型和机动车排放MOVES模型,以十字信号控制交叉口为仿真对象,研究交叉口信号配时与机动车排放之间的关系.元胞自动机模型将交叉口和路段划分为3.5 m×3.5 m的元胞,每辆车占2 个元胞,交叉口内转弯车辆减速慢行,直行车辆速度不受限制,提高了交通仿真的真实性和机动车排放测算的准确性.仿真结果表明：最佳信号周期随着车辆到达率的增加而增加,使得交叉口通行效率达到最大化;行程时间随着左转车比例的增加而增加,对于不同的车辆到达率,均存在一个极限值,当左转车比例低于该极限值时,行程时间变化不大,高于该极限值时,行程时间快速增加;从通行能力、行程时间和尾气排放的角度,交叉口具有不同的最佳信号周期,且差异较大.