基于元胞自動(dòng)機(jī)的安全駕駛交通流模型的研究.pdf

1、交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型是20世紀(jì)90年代涌現(xiàn)的交通流新的動(dòng)力學(xué)模型，它的出現(xiàn)和發(fā)展為交通流理論研究提供了一種新的方向，為交通流動(dòng)力學(xué)理論中的系統(tǒng)整體行為與復(fù)雜現(xiàn)象的研究提供了一個(gè)有效的模型工具。 本文在分析交通流理論模型(如車(chē)輛跟馳模型)及流體動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上闡述了交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型。從一維和二維兩個(gè)方面入手，對(duì)比分析了NaSch模型和FI模型，并從其模型規(guī)則和模擬結(jié)果分析了交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型可研究的問(wèn)題。 本文的工

2、作主要是在現(xiàn)有元胞自動(dòng)機(jī)交通流模型的基礎(chǔ)上，提出更符合實(shí)際情況的安全駕駛交通流模型，并用計(jì)算機(jī)模擬了交通系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些非線(xiàn)性現(xiàn)象，對(duì)安全駕駛交通流的特性進(jìn)行了分析和研究。主要工作如下： 通過(guò)分析實(shí)際道路交通流發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前方出現(xiàn)靜止車(chē)輛時(shí)，后續(xù)跟馳車(chē)輛運(yùn)動(dòng)會(huì)受到一定的影響。為了避免速度較大的后車(chē)與速度為零的前車(chē)之間距離為零的情況發(fā)生，在傳統(tǒng)NaSch模型的基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的安全駕駛交通流模型，即在傳統(tǒng)NaSch模型的減速規(guī)則中

3、引入了跟馳車(chē)輛安全概率，當(dāng)前方出現(xiàn)靜止車(chē)輛時(shí)，后方緊鄰的車(chē)輛應(yīng)該按照一定的安全概率最多只能行駛到與前車(chē)相隔一個(gè)空格點(diǎn)的位置，為下一時(shí)步的剎車(chē)留下一定的安全空間。同時(shí)考慮到實(shí)際情況，駕駛模型采用開(kāi)放邊界條件更為合理，因此建立了一種開(kāi)放邊界條件下的安全駕駛交通流模型。通過(guò)改變?cè)摪踩{駛模型的左右邊界條件以及安全概率，分析了車(chē)道流量、車(chē)輛密度以及車(chē)輛平均速度受產(chǎn)生概率、消失概率以及車(chē)輛安全概率的影響。 實(shí)際交通流問(wèn)題中，隨機(jī)減速過(guò)程更

4、可能發(fā)生在確定性減速之前，車(chē)輛在行駛過(guò)程中駕駛員具有敏感預(yù)期調(diào)節(jié)過(guò)程。即在車(chē)輛較多的情況下，他們有可能隨時(shí)剎車(chē)以調(diào)節(jié)速度。因此將這種調(diào)節(jié)過(guò)程置于確定性減速之前，以此重新確定速度和位置更新規(guī)則，得到一個(gè)考慮前車(chē)速度的敏感安全駕駛模型；考慮行駛車(chē)輛中主要是高速車(chē)輛發(fā)生隨機(jī)延遲，為了模擬更符合實(shí)際的交通流，在隨機(jī)延遲規(guī)則中引入了只有高速車(chē)輛發(fā)生隨機(jī)延遲，其他車(chē)輛仍舊按照原速度行駛，使得仿真結(jié)果更接近于實(shí)際數(shù)據(jù)。系統(tǒng)從自由運(yùn)動(dòng)相轉(zhuǎn)化為最大流量相