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。     

行人交通模型与微观仿真

行人交通是一种重要的交通方式,也是个人出行活动必不可少的行为。从描述行人运动行为的尺度和精细程度出发,将行人交通仿真模型划分为宏观模型、中观模型和微观模型3类,并分析其原理和特点。在对现有行人微观仿真软件调研的基础上,提出Legion、STEPS、SimWalk、AnyLogic是适用于正常情况和疏散情况的软件,研究了如何具体运用上述软件实现模型建立,探讨了建筑空间平面创建、数据输入、参数标定、输出数据的分析处理等关键步骤和流程。研究表明,充分利用已有软件可实现快速有效的行人交通仿真建模。     

沉管隧道干坞基坑格形连续墙支护方案评价及其影响因素

为明确沉管隧道干坞深大基坑开挖格形连续墙的力学响应特征,以典型工程实例为依托,借助有限元软件建立基坑开挖支护的三维计算模型,揭示格形连续墙的力学特性,开展方案评价及优化,探索格形连续墙变形对不同影响因素的敏感性。研究结果表明： 1）实例基坑2种支护形式衔接处位移存在明显的突变,有必要对原有支护方案衔接位置局部加强; 2）格形连续墙阳角两侧均向坑内移动,导致盖板阳角处出现了明显应力集中,诱发结构局部开裂且发展,存在渐进破坏的趋势; 3）对应力集中的局部区域,增加预埋受拉钢筋,以抑制裂缝的形成与扩展; 4）格形连续墙变形受盖板厚度的影响较为明显,但受墙内搅拌桩加固范围的影响很细微; 5）随墙间连接接头刚度的折减,格形连续墙围护结构整体空间刚度减小,位移逐渐增大,当刚度减小到一定程度时趋于稳定。     

基于驾驶行为的城市道路车辆主观换道模型研究

车辆换道行为因其运行环境复杂,所涉及的交通因素众多,容易引起交通冲突,从而降低道路交通系统的安全性.对车辆换道行为的动态特性及其对车流运行的影响机理进行建模与研究,对提高交通系统的运行效率有重要意义.基于城市道路车辆换道行为的特征,改进了元胞自动机模型细化车辆换道过程;考虑驾驶员特性、车辆类型的影响,采用模糊推理理论描述驾驶员的换道决策,进而建立了城市道路驾驶员主观换道模型.通过将实测交通流数据与仿真输出数据进行对比,验证模型的有效性.结果表明,所建立的模型输出结果与实测数据的误差较小,说明模型具有一定的有效性.     

基于PFV策略的连续型元胞自动机交通流模型

科学合理的微观交通流仿真模型是研究交通控制手段有效性的关键.本文结合一种考虑驾驶员视野内前后多车影响的跟驰策略,建立了连续型元胞自动机交通流模型.仿真实验表明,仿真数据与实测数据有较好的拟合性,仿真得到的 K-Q、K-V和 Q-V图能较好地反映实际道路交通流的失稳现象,所建立的模型具有适应不同场景的兼容性与灵活性,能够作为研究我国实际道路交通流问题的仿真工具.     

步行设施内疏散行人拥挤踩踏仿真研究

建立基于元胞自动机与相互作用力的拥挤行人流仿真模型,研究步行设施内疏散行人流拥挤踩踏现象. 通过单个行人占据多个元胞空间,定义行人刚体部分与弹性部分,实现行人弹性化处理;以行人间拥挤力、摩擦力等相互作用力,描述疏散行人间的相互影响. 模拟再现行人疏散过程中的移动阻滞、相互挤压,以及连续踩踏等现象. 仿真结果表明：通过提高行人吸收系数和抗踩踏系数,能有效控制行人挤伤次数和踩踏行人数量;疏散出口附近区域是拥挤力累积顶区,极易发生踩踏现象,且踩踏现象具有滞后性.     

基于元胞自动机的双车道变道交通流特性研究

在庞杂的城市交通环境下,驾驶员为了寻求更快的速度,常常采用主动的换道行为。由于汽车使用量逐年增长,换道引起的交通事故经常发生。研究车辆变道行为,寻求有效措施减少交通事故的发生,对提高道路安全性具有积极的意义。本文以多车道系统中车辆变道行为为研究对象,以元胞自动机理论为基础,对比分析单向单车道、单向双车道换道行为,并运用MATLAB仿真软件进行分析,获得变道交通流的相关特性曲线。     

基于元胞自动机的集装箱码头前沿水平运输模型研究

为了开发能更细致的模拟集卡行驶方式及特点的新模型,应用元胞自动机理论,建立以单个集装箱卡车车位为元胞个体的集装箱码头前沿交通流二维仿真模型。通过对该模型的仿真试验,证实该模型能输出更接近于现实的仿真数据结果。     

元胞自动机交通流模型中减速概率的影响

讨论了交通流的密度流量关系和交通堵塞的形成过程。在Nagel-Schreckenberg模型（以下简称NaSch模型）的基础上，考虑到车辆在不同的密度和速度条件下具有不同的随机减速概率，将随机减速概率设定为密度和速度的函数，提出一种改进的元胞自动机交通流模型。数值模拟结果表明，改进模型的最大交通流量大于NaSch模型，更接近于实测数据。     

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。