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.     

基于预测的快速公交信号优先设计及效果仿真

建立了一套基于预测的公交信号优先干线联动控制方法。考虑到公交车辆在停靠站的停留时间受到多重因素的综合影响,首先构建了ARIMA-SVR的组合模型用于预测公交车辆的站点延误,并以此为重要依据,预测了公交到达交叉口的时间。通过比较车辆预计到达时间与理想时间的差值,计算了延伸和压缩信号周期的惩罚因子,根据惩罚因子的大小调整了信号周期和绿灯时间。在进行交叉口间协同控制时,又将交叉口平面设计的物理条件和交叉口群的协同控制条件纳入对信号的调整进行约束。为了验证该方法的实际应用效果,为某城市快速公交工程实例设计了VISSIM信号优先模块。研究结果表明:组合模型预测公交车辆站点延误的相关系数为0.890 4,预测精度较好;在改进的信号优先算法的情况下,公交交叉口延误比现状降低近50%,公交车车头时距一致性平均下降38.8%,且该算法为信号调整提供了较为充足的缓冲空间,在绿灯时间调整时兼顾考虑了对社会车辆的影响,因此,在预测式信号优先中,社会车辆的行驶延误和交叉口排队长度也较其他优先方法有所降低。     

基于元胞自动机的拖挂车弯道转弯模型及仿真

根据拖挂车在弯道行驶的受力情况,推导出在车辆正常行驶和发生甩尾情况下车轮的行驶轨迹;并设计了状态感知向量及分量取值条件,以便驾驶员能对当前交通状况和外界环境的感知作出相应地加速、减速和转向等决策;在此基础上建立了基于元胞自动机的重型拖挂车弯道转弯模型。设计了一组特定环境下转弯路段的交通流仿真实验,仿真结果表明该模型能够对存在拖挂车较多的弯道设计参数进行检验和修正的有效性和可行性。     

基于元胞自动机的强制换道模型研究

介绍了元胞自动机的原理及其在换道模型建立中的应用。用模糊控制原理模拟车道变换过程中的判断过程,分析现有的模糊控制强制换道模型的不足之处,考虑到实际交通情况的多样性,提出了更为细致的基于元胞自动机的强制换道模型,并验证了新模型更能符合现实情形。     

基于元胞自动机的行人流楼道疏散仿真研究

根据行人运动的实际特点,提出了一种概率型元胞自动机疏散模型,对某教学楼层楼道疏散过程进行了模拟仿真,研究了楼道宽度对疏散过程的影响,多次仿真结果表明,该模型能够较好地再现行人疏散过程;楼道宽度对疏散过程有较大的影响,但随着楼道宽度的增大,对疏散时间的影响越来越小。     

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。     

基于元胞自动机的快速路交织区建模仿真

快速路匝道处的交通流因交织方向多而显得具有混乱、复杂和难于管理.匝道交织区的交通管理对于提高快速路通行能力、加强交通安全运行具有非常重要的意义.文中引入"冒险系数"来表达驾驶员的驾车习惯,并使用元胞自动机模型来仿真快速路交织区中交织车辆的跟车和换道行为.仿真得到交通流量、交织区长度等参数对交织路段交通所产生的效果和影响,并用宏观流速曲线验证了模型.     

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.     

基于交通流元胞自动机模型的车辆当量换算

将一维元胞自动机模型用于模拟周期性边界条件下高速公路的车流运动,用随机慢化FI模型对一定交通环境下车流的车速与密度之间的关系进行仿真分析。探讨了不同车型和车速对道路最大流量(最大通行能力)的影响。依据不同车型在同一道路上的不同通行能力,提出了一种不同车型车辆之间当量换算系数的确定方法。在模拟仿真过程中,考虑不同类型车辆的最大行驶速度及所占空间不同,仿真模型具有不同的参数。通过计算机模拟,得到不同车型的交通流基本图,根据相同道路条件下的最大流量值,给出了以通行能力作为基准时当量换算系数的计算公式。     

基于元胞自动机的破损路面车辆换道仿真

针对路面破损条件下,驾驶员为获得更高行驶效益而进行车道变换的现象,以元胞自动机Na Sch模型为基础,引入慢启动规则和换道规则,建立路面破损条件下双车道车辆微观换道模型。以换道需求、车道选择、间隙检测和换道执行4个过程确立仿真流程,对不同路面破损条件下的驾驶员特性、交通流特性和车辆换道特性进行仿真分析。从车辆运行角度对路面破损等级进行划分,依据效用理论计算车辆在不同车道上的行驶效益,建立车辆车道选择模型,并定义换道系数,分析单块路面破损对车辆换道行为的影响。基于驾驶员的行为差异,在仿真过程中将驾驶员分为冒险型、机敏型、谨慎型和迟缓型4类,通过设置仿真参数,对不同类型驾驶员在路面破损条件下的行为特性进行分析。结果表明:换道系数随路面破损等级的增加而不断增大,破损等级越高,车辆在破损路段行驶的效益越低,进一步增大驾驶员进行车道变换的概率,能够很好地模拟路面破损对车辆换道行为产生的影响。冒险型驾驶员在中密度区的换道率最高,随着路面破损程度的增加,车辆换道率和行驶速度方差随之增大,说明破损路面会降低车辆行驶效益,加剧换道行为的产生,同时增加车辆行驶速度的波动性,对交通流正常运行产生一定干扰,不利于行车安全。     

基于安全效应的双车道元胞自动机交通流模型研究

针对车辆行驶中的安全因素,考虑静止车辆和低速车辆,在一维对称双车道元胞自动机模型(STCA)的基础上,建立了一种新的对称双车道元胞自动机模型.给出了计算机数值模拟的新模型流量-密度图,时空斑图以及车道改变率-密度图.模拟结果显示:新模型能模拟在临界密度后出现低速的同步相的情形,较STCA模型模拟的交通流现象更接近现实.     

基于复合物元法的交叉口公交信号优先评价模型

交叉口公交信号优先是提高公交运行可靠性的重要措施.针对现有研究较少涉及评估其方案优劣的缺陷,本文提出一种交叉口公交信号优先的复合物元评价模型.首先,建立交叉口公交优先的评价指标体系,确定每个指标为成本型、效益型、固定型和区间型.其次,构建交叉口公交信号优先的复合物元评价矩阵,对其数据标准化处理后,利用信息熵理论,刻画测度指标的不确定性,计算复合物元权重系数,在此基础上确定每个方案综合测度的复合关联熵物元,从而评估其优劣.最后,以某交叉口公交信号优先管理为例,验证了模型和算法的有效性.     

基于元胞自动机的VMS诱导信息系统研究

VMS诱导信息系统的特点是系统的性能高度依赖驾驶员对信息的反应，诱导信息类型一直是研究的重点。已有的研究多侧重于将行程时间作为诱导信息，如当前行程时间、预测行程时间。有学者基于两条等长路径尝试将速度信息作为诱导信息，并对最近驶出车辆的行程时间信息和平均速度信息的诱导效果进行对比，结果表明速度诱导信息效果更好。考虑实际路网中．替换路径长度通常不等，文中以元胞自动机为工具，对发布平均行程时间诱导信息和平均速度诱导信息的效果进行模拟，并对结果进行分析。     

基于车头时距的快速公交车辆交叉口信号优先

快速公共交通(BRT)是一种新型的公共交通。以车头时距为约束条件，提出在信号控制平面交叉口给予BRT车辆有条件信号优先。有条件信号优先是指给予满足特定条件的BRT车辆信号优先。具体做法是利用车辆自动定位技术预测BRT车辆通过交叉口停车线时刻，估算其抵达前方BRT车站所需时间，并据此判断是否应提供信号优先服务。介绍信号优先的两种实现方法：插入特别相位和跳过相位。与无信号优先的定时控制相比，采用有条件信号优先可以维持BRT车辆合理的抵站间隔，提高服务质量。     

基于元胞自动机交通流模型的车辆换道规则

将元胞自动机模型应用于周期性边界条件下的高速公路交通的换道规则模拟,并对不同条件下交通流的平均速度和流量进行仿真.基于驾驶员的性格差异,提出了更灵活的弹性换道规则,并探讨了不同换道规则对交通流流量等参数的影响.在计算机仿真过程中,通过变换交通流密度,得出了与不同换道规则对应的交通流基本图.结果表明:相对于以前的模型,遵循2种新规则的模型均可不同程度地改善道路的通行能力,提高道路资源的利用效能;从安全性角度进行对比分析,可得出较优的换道规则.     

基于元胞自动机的动态路段走行时间计算模型

为建立合理的动态交通网络中路段走行时间模型,分析了动态路段走行时间函数的一般形式,对比国内外常用的几种离散型动态路段走行时间函数,基于元胞自动机交通流模型,建立了动态路段走行时间模型。模型可以根据实际路段驶入率、驶出率,推算出任意时刻进入路段车辆的走行时间,并利用M atlab对模型进行求解和数值分析。结果表明,车辆进入路段后的交通状态是动态路段走行时间的主要影响因素;根据累积驶入驶出车辆数曲线可以直接求出动态路段走行时间,能够为动态交通网络中路径走行时间求解奠定基础。      

基于模糊控制的公交信号优先控制方法研究

面对城市公共交通优先发展中遇到的交叉口公交信号优先控制问题,以降低交叉口人均延误和公交车延误为目标,提出了基于3层模糊控制器的交叉口公交信号优先主动控制模型,通过改进针对车流交通需求强度、相位放行顺序、绿灯时间优化的3层模糊推理控制器,最终输出相位绿灯放行时间延长和相序提前2种控制策略.仿真算例分析表明,与普通固定配时控制相比,公交车平均延误和人均延误分别降低27%,14.2%;与公交信号优先感应控制相比,公交车平均延误和人均延误分别降低13.7%,21.7%,说明了所提方法的有效性.     

基于改进PFV策略的双车道连续元胞自动机模型

根据道路实际情况,提出考虑多车信息的改进PFV策略,并进行参数标定;将跟驰策略和换道规则相结合,建立双车道连续元胞自动机模型,采用周期边界式条件进行模型仿真,比较不同密度下双车道交通流变化情况和车辆换道行为,通过仿真结果的时空图显示车辆换道造成的系统速度延迟,通过比较双车道系统的交通流密度-交通流量、交通流密度-行驶速...     

基于元胞自动机模型的交织区通行能力特性分析

交织区是道路交通系统的典型瓶颈,严重影响道路交通系统的运行效率.应用基于元胞自动机的交织区仿真模型,研究了交织流量比和交织比这2个重要影响因素对交织区通行能力的影响,结果显示出匝道车辆对交织区通行能力的影响明显比入匝道车辆的影响严重.针对不同的主路车道数和交织区长度,利用仿真数据对交织区通行能力折减系数模型进行参数标定,得到较好的拟合效果.     

考虑时空分布特征的混合自行车流元胞自动机模型仿真方法

针对非机动车交通流中传统元胞自动机模型主观定义时空参数,粗略划分自行车虚拟车道,导致仿真精度偏差的问题,构建了精细元胞自动机模型。基于NaSch模型的更新规则,考虑二维空间内异质自行车间的错位冲突及动态换道行为特征,细化了模型网格密度及模拟时间步长。产生换道需求的自行车可以换至满足安全侧向换道条件及前行需求条件的横向位置,随后综合考虑各位置前向及侧向间隙选取最优的目标位置执行换道。在周期边界条件下,量化时空参数取值对混合自行车交通流仿真结果的影响。在镇江市正东路开展观测实验,并基于实测数据获得轨迹时空图,在宏观与微观层面验证模型的可靠性。结果表明：网格密度及时间步长取值对仿真流量影响显著,仿真流量与纵向网格密度呈正相关,与横向网格密度呈负相关,而全局网格密度的影响反映了横向与纵向网格密度的复合效应;当道路占有率为0.1时,仿真流量几乎不受时间步长的影响,而当道路占有率为0.3,0.5和0.7时,仿真流量随着时间步长的增大先增加后减小;自行车适度换道可以提高道路通行能力,但换道过于频繁则会导致交通拥堵,不同道路占有率条件下的轨迹时空特征存在明显差异,自行车流越密集,走停现象越显著;当全局网格密度为5,时间步长为0.5 s时,模拟与实测的交通流量平均绝对百分比误差为14.84%,此时拟合效果最优。