基于元胞自动机的城市路段混合交通流建模与仿真

我国是混合交通,机动车和非机动车之间的干扰使得城市道路的拥堵非常严重。路段是整个道路网络的重要组成部分,基于元胞自动机理论对城市路段混合交通流的运行特性进行建模和仿真研究具有重要意义。 本文首先综述了交通流理论的经典模型,阐述了交通流元胞自动机模型及其改进模型的内涵、应用,在此基础上对我国城市路段混合交通流的建模和仿真进行深入研究。论文主要内容如下: 1.建立一种基于城市路段的自行车元胞自动机模型,研究过程中不仅考虑了不同骑车人的最大速度差异,而且对随机慢化概率也有所分析,认为随机慢化与速度相关成正比。仿真分析了最大速度、车道宽度等不同条件下自行车通行能力与速度的变化规律。 2.基于白行车元胞自动机改进模型和机动车NS改进模型,探讨路段机非混行中存在摩擦干扰状态下车流的运行行为和规律。分析机动车辆相对密度、自行车相对密度在一定范围内变化时,机动车的运行速度随自行车密度的变化规律,并通过实例分析对模型的有效性进行验证。 3.本文还探讨了阻滞干扰条件下路段机动车与自行车混合行驶的CA模型。仿真结果表明,阻滞干扰下机动车和自行车受到的干扰影响都较为显著,机动车通行能力下降幅度较大,约在35%左右。