基于改進(jìn)的加權(quán)概率元胞自動機(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)瓶頸時會受到擾動，從而演化成具有不同特征的交通擁堵。對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?；诖?，本文提出了一種考慮速度效應(yīng)的改進(jìn)的加權(quán)概率元胞自動機(jī)模型，并在此模型基礎(chǔ)上對入匝道系統(tǒng)進(jìn)行建模。通過計算機(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)際交通中上下兩個時刻的車輛速度不會有太大的波動，

3、此時刻車輛的速度會受到上一時刻速度的影響，是在上一時刻車速的基礎(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?？梢姡缆飞系能囕v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)概率元胞自動機(jī)模型對以車庫形式出現(xiàn)的入口匝道系統(tǒng)進(jìn)行了建模與模擬。根據(jù)計算機(jī)模擬結(jié)果，

4、繪制了相關(guān)的相圖，流量圖和時空圖。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)雜的時空特征。 3．采用本文提出的改進(jìn)的加權(quán)概率元胞自動機(jī)模型對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)時的系統(tǒng)相圖進(jìn)行比較分析?？疾炝水?dāng)主道和匝道都達(dá)到飽和時，主道上游的通行能力，匝道的