基于改進(jìn)的加權(quán)概率元胞自動(dòng)機(jī)模型的道路交通流建模與模擬.pdf

1、在現(xiàn)實(shí)交通中，道路上存在著各種各樣的駕駛員和車輛，不同的駕駛員和車輛之間必然存在著差異性，表現(xiàn)在駕駛員的性格，車輛的性能等方面。這些差異性使得不同的駕駛員在相同的交通條件下會(huì)做出不同的反應(yīng)。噪聲、外界干擾等隨機(jī)性因素也在一定程度上影響駕駛行為。不同的駕駛行為是導(dǎo)致復(fù)雜交通流現(xiàn)象的原因之一。另外，在道路交通瓶頸附近往往也會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的交通流現(xiàn)象。穩(wěn)定均勻的自由車流到達(dá)瓶頸時(shí)會(huì)受到擾動(dòng)，從而演化成具有不同特征的交通擁堵。對(duì)于道路交通瓶頸附近所

2、演化出的復(fù)雜、多變的交通流現(xiàn)象，至今人們?nèi)杂泻芏鄦栴}認(rèn)識(shí)不清，一些現(xiàn)象的物理機(jī)理還有待人們深入探索。而城市快速路的入口匝道是最為典型和常見的交通瓶頸之一。基于此，本文提出了一種考慮速度效應(yīng)的改進(jìn)的加權(quán)概率元胞自動(dòng)機(jī)模型，并在此模型基礎(chǔ)上對(duì)入匝道系統(tǒng)進(jìn)行建模。通過計(jì)算機(jī)模擬，分析了車輛在匝道附近的交通行為，探討了從眾效應(yīng)對(duì)入匝道系統(tǒng)交通特性的影響。本文的主要工作如下： 1．考慮到在實(shí)際交通中上下兩個(gè)時(shí)刻的車輛速度不會(huì)有太大的波動(dòng)，

3、此時(shí)刻車輛的速度會(huì)受到上一時(shí)刻速度的影響，是在上一時(shí)刻車速的基礎(chǔ)上進(jìn)行加減速變化的。但以往的研究并沒有考慮速度的連續(xù)性。本文在考慮前一時(shí)刻速度效應(yīng)的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的加權(quán)概率元胞自動(dòng)機(jī)模型。模擬結(jié)果表明，該模型能夠較好地重現(xiàn)同步流現(xiàn)象?？梢?，道路上的車輛和駕駛員之間的差異性可能是導(dǎo)致同步流現(xiàn)象產(chǎn)生的機(jī)制之一。 2．采用本文提出的改進(jìn)的加權(quán)概率元胞自動(dòng)機(jī)模型對(duì)以車庫(kù)形式出現(xiàn)的入口匝道系統(tǒng)進(jìn)行了建模與模擬。根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬結(jié)果，

4、繪制了相關(guān)的相圖，流量圖和時(shí)空?qǐng)D。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，該模型能在一定程度上重現(xiàn)入口匝道交通瓶頸處各種復(fù)雜的時(shí)空特征。 3．采用本文提出的改進(jìn)的加權(quán)概率元胞自動(dòng)機(jī)模型對(duì)主道是雙車道的入口匝道系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析，并考慮了匝道上車輛的從眾效應(yīng)。通過數(shù)值模擬研究了在主道為雙車道的入匝道系統(tǒng)中從眾效應(yīng)對(duì)交通流特性的影響，并把此種情況下的到得系統(tǒng)相圖與不考慮從眾效應(yīng)時(shí)的系統(tǒng)相圖進(jìn)行比較分析。考察了當(dāng)主道和匝道都達(dá)到飽和時(shí)，主道上游的通行能力，匝道的