基于元胞自動(dòng)機(jī)的快速路交通流建模與仿真研究.pdf

1、隨著我國(guó)的交通設(shè)施建設(shè)資金投入不斷增加，城市化、機(jī)動(dòng)化進(jìn)程迅速加快，城市快速路迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為聯(lián)系城市各區(qū)域的重要干道。在快速路系統(tǒng)中，兩個(gè)相鄰匝道的距離較近時(shí)，會(huì)形成交通沖突區(qū)，即交織區(qū)；交織區(qū)在入口匝道和出口匝道處經(jīng)常造成交通擁塞，嚴(yán)重影響了快速路的重要功能，成為制約城市交通的一個(gè)瓶頸。長(zhǎng)期以來由于受技術(shù)手段等原因的限制，對(duì)交織區(qū)交通流特性方面的研究較少；隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，可以利用該技術(shù)對(duì)其進(jìn)行研究。元胞自動(dòng)機(jī)作為一種

2、離散性微觀模型，關(guān)注交通流中個(gè)體車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，可以方便靈活地修改其更新規(guī)則，適合用于快速路交通流仿真研究。
　　 本文首先對(duì)交通仿真技術(shù)及其研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，論述了元胞自動(dòng)機(jī)技術(shù)及其在交通仿真中的應(yīng)用。重點(diǎn)對(duì)交織區(qū)交通流規(guī)律進(jìn)行研究，基于元胞自動(dòng)機(jī)理論建立了交織區(qū)斷面發(fā)車模型和仿真模型，并在此基礎(chǔ)了設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)交織區(qū)交通仿真原型系統(tǒng)。本文主要工作如下：
　　 (1)在交織區(qū)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)、概率學(xué)方法對(duì)

3、交織區(qū)各入口斷面的車輛到達(dá)規(guī)律、車速規(guī)律進(jìn)行了研究，建立了交織區(qū)斷面發(fā)車模型，給出了模型實(shí)現(xiàn)的汁算機(jī)算法，并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)確定了相關(guān)參數(shù)，進(jìn)行了擬合檢驗(yàn)。建立的模型參數(shù)易于修改，具有很好的通用性。
　　 (2)充分考慮到輔道交通流對(duì)交織區(qū)的影響，以元胞自動(dòng)機(jī)NS模型為基礎(chǔ)，通過設(shè)定跟車規(guī)則、換道規(guī)則，對(duì)一個(gè)包含入口匝道、出口匝道、主線車道和輔道的快速路交織區(qū)系統(tǒng)建立模型進(jìn)行微觀仿真。仿真得出交織區(qū)長(zhǎng)度對(duì)流量、密度、速度等交通流參數(shù)