城市路网交通流元胞自动机模型研究

研究城市路网交通流的动态特性,揭示交通拥堵、环境污染和交通事故的产生原因和规律,能为城市交通问题的解决提供理论依据.元胞自动机模型是研究城市路网交通流动态特性的一个有效工具,能够再现许多重要的交通流特征.从路段模型、交叉口模型和路网模型3个方面总结和评述了国内外各种典型交通流元胞自动机模型.在现有模型的基础上,通过对车辆起讫点分布、路径选择行为、双向通行多车道路段车辆换道规则、不同控制交叉口的车辆更新规则以及网络拓扑结构等方面进行改进,可以提高元胞自动机模型在城市路网交通流仿真中的真实性.     

短连线信号交叉口的元胞自动机模型

提出了短连线交叉口元胞自动机交通流模型.采用开放性边界条件,模拟了短连线交叉口的交通流.研究了交通信号灯控制下短连线交叉口的交通流特性.分析了相位差、连线长度、信号周期、产生概率、消失概率对交通流的影响.结果表明:相对于长连线交叉口来说,短连线交叉口交通流量不仅决定于上游交叉口的通行能力,而且与连线长度、信号周期和相位差相关;连线长度确定时,存在使主干道和支线交通流量达到最大的最佳相位差;随着连线长度的增大,相位差对主干道和支线交通流的影响逐渐减弱;在最佳相位差时,信号周期长度对交通流量无明显影响.     

基于混杂模糊切换的快速路区域协调控制研究

基于对城市快速路出入口匝道及辅路交叉口的交通流特性分析,利用混杂自动机原理建立了交叉口混杂切换系统模型,并结合出入口匝道的交通流密度来协调交叉口的信号控制.提出了应用模糊逻辑的方法来优化交叉口的相位切换顺序,并用Paramics微观交通仿真软件进行了仿真.结果表明该算法能一定程度上提高车辆的平均速度,是解决城市交通区域拥挤的一种有效方法.     

北京市环形交叉口通行能力分析

分析北京地区仙环形交叉口的交通流特征，提出交叉口内交织段的交通流简化模型。根据交叉口内冲突交通流无通行优先级的特点，运用车队分析法，确定交织段的通行能力。最后采用线性最优化方法计算整修环形交叉口的通行能力。配合以实测数据的分析计算，说明该环行交叉口通行能力分析方法的合理性。     

交通流元胞自动机模型综述

随着交通流模拟的需要及智能交通系统的发展,出现了基于元胞自动机理论的交通流模型。交通流元胞自动机模型由一系列车辆运动应遵守的运动规则和交通规则组成,并且包含驾驶行为、外界干扰等随机变化规则。文章介绍了交通流元胞自动机模型的产生与发展,总结和评述了国内外各种元胞自动机模型,并对元胞自动机模型的发展提出展望。     

港湾式公交站位置对交叉口通行能力影响模拟分析

通过建立港湾式公交站点元胞自动机模型,运用Visual C++编程对城市道路中港湾式公交站点影响下的混合交通流运行情况进行模拟,分析港湾式公交站点布设位置对其下游交叉口进口道通行能力的影响。结果表明,存在一个临界布设位置使港湾式公交停靠站对其下游交叉口进口道通行能力的影响最小,且该临界位置受下游交叉口进口道处车辆平均排队长度的影响。     

新型交叉口公交停靠站选址模型

为了降低交叉口处公交停靠站对周边道路交通流的影响,给实际交叉口及其周边附属设施的规划设计提供参考,在交通流元胞自动机模型研究的基础上,分别分析公交车停靠、运行、换道行为及交叉口饱和度、绿信比、信号周期等交叉口参数,结合元胞自动机模型的设置原理,构建车辆、交叉口平面、停靠站等子模型,进而得到一种新型交叉口公交停靠站选址模型。使用MATLAB软件对建立的模型进行仿真,将受到公交停靠影响的社会车辆行车时间作为仿真的输出结果,并将输出结果与实际调查情况进行对比,验证模型的可靠性。结果表明:建立的模型符合实际,能够反映出公交车辆在交叉口处的停靠情况;公交停靠站对交通的影响程度与停靠站距交叉口的距离呈现W形的变化趋势;港湾式停靠站对周边机动车及交叉口运行的影响程度比直线式停靠站小;上游停靠站的推荐设置区间为距交叉口70~110m的区域,下游的推荐区间为距交叉口60~90m的区域;不同饱和度下的停靠站设置区间差别较大,在实际应用时需要进行精细化分析。     

混合交通流条件下城市环形交叉口通行能力研究

为了研究混合交通流条件下城市环形交叉口的通行能力,分析城市环形交叉口混合交通流的运行特征。简化行人与非机动车的个体性,突出其群体性,将行人与非机动车作为一个整体,以当量人群描述行人与非机动车组成的交通流;以当量人数为自变量,当量人群群个数为因变量,应用回归分析的方法建立城市环形交叉口当量人数与当量人群群个数的关系模型,选择三次函数表示当量人数与群个数的关系模型;应用假设检验的方法研究城市环形交叉口当量人群的到达时距分布,验证当量人群的到达时距分布服从移位负指数分布;以M3分布描述环道车流的车头时距分布;将城市环形交叉口的当量人群和环道车流作为独立优先交通流,研究城市双车道环形交叉口与三车道环形交叉口入口处的混合交通流冲突特征。结合城市环形交叉口的当量人群、环道车流的到达特征以及城市环形交叉口入口处的混合交通流冲突特征,应用间隙-接受理论分别建立混合交通流条件下城市双车道环形交叉口与三车道环形交叉口的通行能力模型,应用概率论建立混合交通流条件下城市环形交叉口共用车道情况下的通行能力模型。实例分析表明,所建立的通行能力模型能较好地反映混合交通流条件下我国城市环形交叉口的实际情况。     

两相位信号交叉口左转交通流延误模型的研究

左转车是信号控制交叉口产生冲突点最多的车辆,因此对左转交通流的延误分析是研究交叉口延误的基础。文中在研究改进的HCM延误模型基础上,考虑了左转车流驶离交叉口时非机动车驶入机动车道从而造成左转车流的跟驰延误,结合我国交叉口左转交通流的特性,建立了一个两相位信号交叉口左转交通流延误模型,并通过实例说明了此模型的有效性和适用性。     

信号控制交叉口交通流建模与通行能力分析

交叉口通行能力往往是城市路网承载能力的瓶颈。在考虑信号控制交叉口车流冲突的基础上,研究了信号控制交叉口的车辆优先权规则和信号周期内不同时刻的车辆更新规则,构建了一个平面十字信号控制交叉口元胞自动机模型,用于交叉口通行能力的模拟与分析,并以武汉市某交叉口为例,将模型仿真结果与停止线法计算结果进行了对比,验证了模型的有效性,利用该模型研究了交叉口转向比例对交叉口通行能力的影响。研究结果表明,交叉口流量随着车辆到达率的增加而增加,仿真结果与停止线法计算结果基本吻合,所建立的模型能够有效地模拟交叉口交通流运行,再现交通流的动态演化过程,当交叉口车道数和车道功能等道路条件确定时,转向比例和信号配时等交通条件对交叉口通行能力具有较大影响。当右转车转向比例不变时,交叉口通行能力随着左转车比例的增加先上升后下降,存在一个最佳的转向比例,使得交叉口通行能力达到最大。当右转车受信号控制时,交叉口通行能力随着右转车比例的增加先上升后下降,同样存在一个最佳的转向比例。当右转车不受信号控制时,交叉口通行能力随着右转车比例的增加而上升。当右转车比例高于某一固定值时,右转车不受信号控制能够显著提高交叉口通行能力,最高可达100%。