考虑实际运行状态的交通流演化过程数值模拟

针对VDR模型中慢启动规则存在不尽周严的地方并考虑车辆的相对运动情况,提出了考虑车流实际运行状态的一维元胞自动机模型。数值模拟表明,新模型能更好地描述实际车流的运行状态,并达到更高的路段平均速度和流量,而且避免了VDR模型中的不合理停车,使车辆在路段上分布更加均匀。     

考虑前后车速度和减速幅度的元胞自动机模型

三相交通流理论和基本图方法对自由流到拥挤流的相变过程提出不同的解释,双方争议至今没有解决.基于典型慢启动模型规则,本文提出一个考虑前后车速度和减速幅度的交通流元胞自动机模型来探讨自由流到拥挤流的相变.新慢启动模型的减速幅度大小与前车速度相关,两个减速幅度值分别对应缓慢减速和急减速.新慢启动模型的数值模拟结果表明：同一密度值对应的交通状态可能是自由流,也可能是拥挤流;小堵塞集团可以稳定存在于道路系统并有同步的趋势;当道路系统中存在大量不考虑舒适驾驶并倾向于急减速的车辆,在此条件下,三相交通流理论提出的紧致压缩效应不具有合理性,自由流状态可以直接相变为堵塞状态.     

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.     

不同信息模式下车辆多站点目标选择及影响分析

特定条件下,车辆能源补给行为会恶化道路交通状况,而交通信息引导、共享技术的应用为这一问题的解决提供了可能性.为分析和明确该应用的效果,本文以道路和多个能源供应站所构成的系统作为对象,通过系统和车辆行驶的特征分析,构建了基于多服务台多排队的干线多站点元胞自动机模型.不同信息共享模式下的模型实验表明：模型能够模拟需求车辆对目标站点的选择过程;信息共享时,需求车辆聚集程度能够得到缓解,进而延缓了交通流饱和状态的出现;站点信息共享的系统优化效果好于路况信息共享,而相应拥堵边界条件的分析也明确了信息共享介入的时机.     

基于元胞自动机的船舶过闸运输组织仿真

三峡水利枢纽船闸设计通行能力与船闸实际通过能力不足的矛盾日益突出,为解决这一尴尬现实,将三峡船闸入口船舶流特征与道路交通中三线轨道交通模型结合起来,运用船舶过闸调度原理和元胞自动机理论构建了水利枢纽区域过闸组织模型,并对双向船闸和升船机组成的过闸系统进行模拟。研究结论反映了船舶达到规律对船舶流聚集和疏散的影响。最后对仿真结果给出具体的分析。     

考虑前车安全速度效应的自动驾驶车辆异质交通流特性分析

随着自动驾驶技术的发展,自动驾驶车辆获取的信息更加完善。为研究考虑前车安全速度效应条件下自动驾驶车辆对高速公路交通流的影响,以双车道元胞自动机模型为基础,建立考虑前车安全速度效应的跟驰规则和换道模型。利用MATLAB数值模拟高速公路异质交通流,分析考虑前车安全速度效应的自动驾驶车辆对道路交通流的影响,并分析车辆的拥堵情况和换道情况。研究表明,考虑前车安全速度效应的自动驾驶车辆可以显著提升道路通行能力,全自动驾驶车辆可达全人工驾驶车辆交通流的近似2倍;考虑前车安全速度效应的自动驾驶车辆的增加可以降低道路拥挤程度,全自动驾驶车辆比全人工驾驶车辆发生拥堵的临界密度提高了20 veh/km;自动驾驶车辆渗透率的增加会增加相应的换道次数,全自动驾驶车辆情况下,自动驾驶车辆基本不发生换道行为,同时智能网联车辆可以减小暴露碰撞安全性风险。     

基于元胞自动机的路内停车对路段通行能力的影响研究

设置路内泊位是解决停车供需不平衡问题的1种重要的措施。然而,不合理的路内泊位设置不仅无法解决停车难的问题,还会降低道路通行能力,导致交通拥堵,从而衍生出一系列交通问题。为进一步从微观层面探究路内停车泊位供求关系以及停车便利性对路段通行能力的影响,构建了1个包括跟驰模型、换道模型和停靠模型的单向双车道元胞自动机模型。在跟驰模型中,通过为停车路段和非停车路段设置不同的慢化概率,探究机动车正常行驶和巡游停靠过程的差异性。在停靠模型中,通过设置停车机动持续时间,解析路内停车便利性对路段通行能力的影响。基于实地调查数据,对模型中正常行驶车辆和巡游停靠车辆的运行规则分别进行了标定,并对模型的可靠性进行了验证。与现有模型的对比分析结果表明,本文模型具有最好的拟合效果,平均绝对误差指标可以降低53.74%～75.71%,能更真实地反应路内停车过程对路段交通流的影响。随着交通流密度的增加,本文模型的平均绝对误差指标可以降低16.39%～52.85%,可以避免过高估计路内泊位对路段通行能力的负面影响,是现有研究的重要补充。在开放边界条件下,分别探究了停车需求、便利性和供给能力变化情景下路段通行能力的变化特...     

城市道路交叉口间歇式公交专用道设置方案研究

公交优先政策造成了社会车辆的延误。在保证公交优先的前提下,提高社会车辆在信号交叉口的行驶效益,实现车道通行能力的最大化,研究了1种城市道路交叉口间歇式公交专用道（intermittent bus lane,IBL）运行模式,在公交车辆通行不受干扰时允许社会车辆驶入公交车道。通过设置预信号实时控制进口道的车辆类型,实现公交专用道的分时共享。考虑信号协同和换道规则,建立3车道元胞自动机模型,采用改进的速度效益模型模拟公交专用道运行状态,引入换道压力模型模拟清空区域强制换道规则。以车辆的平均速度、排队和延误时间等作为评价指标,验证交叉口间歇式公交专用道的设置效果。研究结果表明：(1)相较于传统公交专用道,交通量未达到车道通行能力的50%时,IBL模式下社会车辆平均延误时间和排队时间分别降低6.9%和4.9%,公交车辆平均速度提高3%,平均延误时间降低5%;(2)当交通量达到车道通行能力50%～80%时,社会车辆平均速度提高15%～37%,平均延误时间降低8%～20%,但是公交车辆平均速度降低3.4%,平均延误时间提高5.7%;(3)当交通量大于车道通行能力的80%时,社会车辆平均速度提高6....     

基于元胞自动机的公交车靠站换道行为研究

为研究非机动车密度对公交车进站的影响,选取福州市区2处典型的直线式公交停靠站点,通过无人机视频获取路段车辆信息;将公交车进站强制换道分为保守型和激进型,在考虑车辆延误损失和风险损失的基础上,量化公交车与非机动车博弈双方的收益,建立保守型强制换道决策模型;考虑相邻车辆最小安全距离,建立公交车激进型强制换道模型,提出一种强制换道元胞自动机仿真模型。仿真结果表明,公交车激进型强制换道概率随着非机动车密度和公交车密度的增大而增大。     

元胞自动机交通流模型的随机规则

元胞自动机模型是近年刚发展起来的交通流模型,由于其建模简单、易于在电脑上实现及可模拟复杂的非线性交通现象而得到了迅速的发展.本文研究了基于NaSch模型的一维交通流元胞自动机模型,并对模型中随机规则在模拟复杂交通现象中所起的作用进行了分析.通过对NaSch模型和VDR模型的基本图和时空分布图进行分析,得出模型中的随机规则是模拟实际交通流中的很多非线性现象的主要规则.