考慮車輛有限減速能力的元胞自動機交通流模型研究.pdf

1、為研究交通流的一般特性，國內(nèi)外的專家們提出了各種各樣的交通流模型，包括宏觀連續(xù)模型、跟馳模型和元胞自動機模型。其中，元胞自動機交通流模型由于其自身具備的時間和空間的離散化、易于在計算機中實現(xiàn)等特征，被廣泛應(yīng)用于研究交通流。
　　實際交通流不是均質(zhì)的，而是多車種混合的。根據(jù)車輛類型的不同，車輛自身的特性也不同，如車輛的車身長度、最大速度和最大減速能力等。雖然研究混合交通流的元胞自動機模型有很多，但是這些模型基本上沒有考慮到車輛自身減

2、速能力的限制，也沒有考慮到根據(jù)車輛類型的不同，車輛自身減速能力也不同。結(jié)合混合交通流中不同車輛類型的減速能力也不同，本文采用元胞自動機模型對多車種混合交通流進行建模與仿真，力求重現(xiàn)現(xiàn)實中混合交通流在雙車道上行駛的基本特性。
　　本文主要工作如下:
　　1.詳細(xì)介紹了考慮車間距、相對速度和車輛有限減速能力建立的單車道均質(zhì)交通流元胞自動機模型，并且分析了最大減速能力對均質(zhì)交通流的影響，仿真結(jié)果表明，如果模型中無慢啟動規(guī)則或慢啟動

3、速度很小時，車輛減速能力越小，交通流流量和車輛平均速度也越小。隨后，基于單車道均質(zhì)交通流元胞自動機模型，考慮不同降雨強度對交通流的影響，給出了考慮降雨對減速能力影響的單車道元胞自動機交通流模型，應(yīng)用此模型，分析了降雨對交通流的影響。仿真結(jié)果表明，在一定密度范圍內(nèi)，交通流流量和車輛平均速度隨著降雨強度的增大而減小;密度較大時，降雨對交通流流量和車輛平均速度無明顯抑制作用。
　　2.引入換道規(guī)則和重型貨車主動減速規(guī)則，將單車道均質(zhì)交通

4、流模型擴展為雙車道混合交通流模型。雙車道模型除了考慮車間距、車輛相對速度和車輛有限減速能力，還考慮了不同車輛類型具有不同的特征，包括車輛車身長度、最大車速和最大減速能力;并且在換道規(guī)則中同樣考慮了車輛的有限減速能力。模擬結(jié)果表明，考慮了車輛有限減速能力的雙車道混合交通流模型能夠重現(xiàn)三種交通狀態(tài)，即自由流、同步流和寬運動堵塞，并且當(dāng)交通流密度在一定范圍內(nèi)時，同步流的出現(xiàn)具有隨機性。本文引入的重型貨車主動減速規(guī)則能夠有效的消除由兩輛重型貨車

5、并行或行駛過近導(dǎo)致的“塞子”的消極影響。如果對重型貨車進行道路控制，可以明顯提高交通流流量。
　　3.應(yīng)用計算車輛能耗和排放的VT-Mirco模型，對單車道均質(zhì)交通流和雙車道混合交通流的能耗和排放進行了仿真和分析，其巾排放分析包括對CO2和NQx的排放分析。模擬結(jié)果表明，能耗和CO2排放總是隨密度的增大而增大，NQx排放隨密度增大呈先增大后減小最后再增大的趨勢，車輛減速能力越大，車輛能耗和排放越小，并且道路中重型貨車比例越大，車輛