论文部分内容阅读
随着经济社会的发展，交通流量的增长与现有道路状况之间的矛盾日益突出，交通问题已成为制约社会发展的主要因素之一，同时也成为人们研究的热点课题。各种描述交通现象基本特征的模型相继被提出，而元胞自动机(CellularAutomaton,简称CA)由于其自身的优越性，如算法简单、灵活可调、并行性好、计算效率高等特点，成为研究非线性复杂系统的有效工具。
本文的工作主要是在现有元胞自动机交通流模型的基础上，提出更符合实际情况的混合交通流模型，并对一些制约道路畅通的瓶颈问题进行研究。通过计算机数值模拟，发现了交通系统中出现的各种非线性现象，并结合交通实际状况进行分析。
本文的主要工作由六部分组成：
1. 考虑实际交通中车辆最大速度和车辆长度存在的差异，在NaSch模型的基础上，提出周期边界条件下车辆不同长度和速度混合的双车道元胞自动机交通流模型。数值模拟结果表明：系统的平均速度和流量受混合比例和随机减速概率的影响，受转道概率影响不大。
2.为了更好的模拟实际的交通现象，提出开放边界条件下车辆不同长度和速度混合的双车道元胞自动机模型。数值模拟结果表明：长车产生概率比例和消失概率对交通流有影响，而转道概率影响不大。
3. 考虑不同驾驶员的不同驾驶特性可能对交通流造成的影响，提出考虑驾驶特性的双车道混合交通流模型。数值模拟结果表明：敏感驾驶车辆能够增加交通流的流量。
4. 针对我国山区众多，公路坡道较多的特点，分析了坡道瓶颈问题对高速公路交通流的影响，并和增设爬坡道后的交通流进行比较。数值模拟表明：增设爬坡道后，能够增大主车道的流量。
5. 针对高速公路出口匝道处车辆转出的特点，分析匝道系统减速车道对高速公路交通流的影响。数值模拟结果表明：设置合适的减速车道长度能够增大高速公路的流量。
6.为增加主干道交叉路口的通行量，提出根据不同车辆密度调整交通灯变化的智能交通灯交通流模型。数值模拟结果表明：智能交通灯控制下主干道的车流量比普通交通灯控制下要高，并可消除车辆无谓的等待时间。