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基于元胞自动机交通流模型的车辆换道规则_王永明
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将元胞自动机模型应用于周期性边界条件下的高速公路交通的换道规则模拟 ,并对不同条件 下交通流的平均速度和流量进行仿真。基于驾驶员的性格差异 ,提出了更灵活的弹性换道规则,并 探讨了不同换道规则对交通流流量等参数的影响。在计算机仿真过程中, 通过变换交通流密度,得 出了与不同换道规则对应的交通流基本图。结果表明 :相对于以前的模型 ,遵循 2 种新规则的模型 均可不同程度地改善道路的通行能力,提高道路资源的利用效能;从安全性角度进行对比分析 ,可 得出较优的换道规则。
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第 21 卷 第 1 期
2008 年 1 月
中 国 公 路 学 报
China Journal of Hig hw ay and Transport
Vol 21 No 1
Jan 2008
文章编号 10017372200801008905
收稿日期 20070607
基金项目 国家自然科学基金项目60673056教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目20010004004
作者简介 王永明1982 男 河北临西人 工学博士研究生 Email 04121015 bjt u edu cn
基于元胞自动机交通流模型的车辆换道规则
王永明 周磊山 吕永波
北京交通大学 交通运输学院 北京 100044
摘要 将元胞自动机模型应用于周期性边界条件下的高速公路交通的换道规则模拟 并对不同条件
下交通流的平均速度和流量进行仿真 基于驾驶员的性格差异 提出了更灵活的弹性换道规则 并
探讨了不同换道规则对交通流流量等参数的影响 在计算机仿真过程中 通过变换交通流密度 得
出了与不同换道规则对应的交通流基本图 结果表明 相对于以前的模型 遵循 2 种新规则的模型
均可不同程度地改善道路的通行能力 提高道路资源的利用效能 从安全性角度进行对比分析 可
得出较优的换道规则
关键词 交通工程 弹性换道规则 元胞自动机模型 交通流 通行能力 仿真
中图分类号 U491 112 文献标志码 A
Lane Changing Rules Based on Cellular Automaton Traffic Flow Model
WANG Yongming ZH OU L eishan LU Yongbo
School of T raffic and T ranspo rtation Beijing Jiaoto ng U niver sity Beijing 100044 China
Abstract L ane changing rules in freew ay traffic w ere simulated by usi ng cellular automat on
model under co ndition o f perio dical boundary The mean speed and flow volume unde r diff erent
lane changing rules w ere simulated the difference of driverscharacter w as taken into acco unt by
introducing t he flexible lanechanging rules and the influence of lane changing rules on t raff ic flow
w as discussed In the process of computational simulatio n the fundamental diag rams of traf fic
flow under different lane changing rules we re obtained by changing traffic flow densi ty Result
show s that models wi th new lane changing rules w ill enlarge traffic flow and suppress traf fic jam
the best lane changing rule w as obtained based on t he analy sis of point o f view fo r safety
Key words traffic engineering flexible lane changing rule cellular auto mato n m odel t raf fic
flow traffic capacity simulatio n
0 引 言
从 20 世纪中叶开始 交通问题就成为了社会中
关注的热点话题 也吸引了大量的科学家对其进行
研究 在几十年的发展历程中 很多交通流模型应
运而生 其中最为著名的有跟车模型Carfollow ing
Mo del流体力学模型Hy dro dynamic Mo del和元
胞自动机模型Cellular A utom ato n M odel
跟车模型在 20 世纪 50 年代初由 Pipes
1
首次
提出 其将交通流处理为分散的粒子 以单个车辆作
为描述对象 通过研究车辆的前后作用 来了解交通
流的特性 但是跟车模型属于微观模型 难以进行大
规模的交通系统仿真 1955 年 Lig hthill Whitham
及 Richards 各自独立地提出了交通流流体力学模
型L WR 模型
2
以密度 速度和流量等宏观量来
描绘车辆的平均合作行为 L WR 模型可以描述
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tianhaon
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