基于元胞自動機的交通流建模及其特性分析研究.pdf

1、本文運用元胞自動機理論，針對道路和軌道交通系統(tǒng)中交通流的復雜現(xiàn)象進行了建模和分析，如車輛跟馳、換道超車、列車的追蹤運行、列車延誤的傳播等現(xiàn)象，并討論了這些交通流現(xiàn)象的形成機理和影響因素。本文的主要工作和創(chuàng)新點包括道路交通系統(tǒng)和軌道交通系統(tǒng)中交通流的建模及其特性分析兩個部分。 道路交通系統(tǒng)的交通流建模及其特性分析包含以下兩個方面： 1、提出一種同時考慮了近鄰車輛和次近鄰車輛影響的單車道元胞自動機模型。該模型與NaSch模型

2、相比，有如下特點：1)新模型能模擬出某些復雜的交通現(xiàn)象，如時走時停等現(xiàn)象，且最大流量和臨界密度比NaSch模型更加符合實際；2)文中討論了近鄰和次近鄰車輛的敏感系數(shù)對流量和臨界密度的影響。 2、將考慮了近鄰和次近鄰車輛影響的單車道元胞自動機模型推廣到具有快慢兩條車道的雙車道系統(tǒng)中?？紤]了次近鄰車輛影響的雙車道元胞自動機模型有以下特征：1)能夠呈現(xiàn)真實交通中的某些現(xiàn)象，如時走時停和密度倒置現(xiàn)象等，且最大流量和臨界密度有了顯著提高；

3、2)不同的快慢車道初始狀態(tài)密度分布對模擬結(jié)果有很大影響，兩車道初始密度相差越大，雙車道系統(tǒng)的換道率越大；3)討論了近鄰和次近鄰車輛的敏感系數(shù)的影響。 軌道交通系統(tǒng)的交通流建模及其特性分析包含以下兩個方面： 3、提出一種基于移動閉塞信號系統(tǒng)的混行列車的軌道交通元胞自動機模型，模擬不同類型列車混行系統(tǒng)的軌道交通流特性。模擬結(jié)果表明：1)本文的模型能模擬出軌道交通中交通流的一些復雜的現(xiàn)象，例如列車的追蹤運行和列車運行延誤的傳播

4、等;2)列車沒有產(chǎn)生延誤時的交通流時空圖也是不均勻的，快慢列車的最大速度相差越大，曲線差異越大；3)車頭間距受快慢列車追蹤順序的影響；4)討論了快慢列車的追蹤特性，以及發(fā)車間隔時間、停站時分及站后安全防護段等因素對列車追蹤運行的影響。 4、提出一種車站由多條股道組成的軌道交通元胞自動機模型，討論了車站對列車追蹤運行和延誤傳播的影響。模擬結(jié)果表明：1)采用“正線通過、側(cè)線到發(fā)”方案的延誤比采用“三條股道作用相同”方案的延誤要大；2