基于元胞自動機(jī)的安全駕駛交通流模型的研究.pdf

1、交通流元胞自動機(jī)模型是20世紀(jì)90年代涌現(xiàn)的交通流新的動力學(xué)模型，它的出現(xiàn)和發(fā)展為交通流理論研究提供了一種新的方向，為交通流動力學(xué)理論中的系統(tǒng)整體行為與復(fù)雜現(xiàn)象的研究提供了一個有效的模型工具。 本文在分析交通流理論模型(如車輛跟馳模型)及流體動力學(xué)模型的基礎(chǔ)上闡述了交通流元胞自動機(jī)模型。從一維和二維兩個方面入手，對比分析了NaSch模型和FI模型，并從其模型規(guī)則和模擬結(jié)果分析了交通流元胞自動機(jī)模型可研究的問題。 本文的工

2、作主要是在現(xiàn)有元胞自動機(jī)交通流模型的基礎(chǔ)上，提出更符合實際情況的安全駕駛交通流模型，并用計算機(jī)模擬了交通系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些非線性現(xiàn)象，對安全駕駛交通流的特性進(jìn)行了分析和研究。主要工作如下： 通過分析實際道路交通流發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前方出現(xiàn)靜止車輛時，后續(xù)跟馳車輛運(yùn)動會受到一定的影響。為了避免速度較大的后車與速度為零的前車之間距離為零的情況發(fā)生，在傳統(tǒng)NaSch模型的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的安全駕駛交通流模型，即在傳統(tǒng)NaSch模型的減速規(guī)則中

3、引入了跟馳車輛安全概率，當(dāng)前方出現(xiàn)靜止車輛時，后方緊鄰的車輛應(yīng)該按照一定的安全概率最多只能行駛到與前車相隔一個空格點的位置，為下一時步的剎車留下一定的安全空間。同時考慮到實際情況，駕駛模型采用開放邊界條件更為合理，因此建立了一種開放邊界條件下的安全駕駛交通流模型。通過改變該安全駕駛模型的左右邊界條件以及安全概率，分析了車道流量、車輛密度以及車輛平均速度受產(chǎn)生概率、消失概率以及車輛安全概率的影響。 實際交通流問題中，隨機(jī)減速過程更

4、可能發(fā)生在確定性減速之前，車輛在行駛過程中駕駛員具有敏感預(yù)期調(diào)節(jié)過程。即在車輛較多的情況下，他們有可能隨時剎車以調(diào)節(jié)速度。因此將這種調(diào)節(jié)過程置于確定性減速之前，以此重新確定速度和位置更新規(guī)則，得到一個考慮前車速度的敏感安全駕駛模型；考慮行駛車輛中主要是高速車輛發(fā)生隨機(jī)延遲，為了模擬更符合實際的交通流，在隨機(jī)延遲規(guī)則中引入了只有高速車輛發(fā)生隨機(jī)延遲，其他車輛仍舊按照原速度行駛，使得仿真結(jié)果更接近于實際數(shù)據(jù)。系統(tǒng)從自由運(yùn)動相轉(zhuǎn)化為最大流量相