城市交通瓶頸的交通流元胞自動機(jī)模擬研究.pdf

1、元胞自動機(jī)是時間、空間都離散的研究非線性動力學(xué)系統(tǒng)的一種新方法,它用簡單的規(guī)則在計算機(jī)上模擬各種自然和社會的復(fù)雜現(xiàn)象取得了較好的結(jié)果。由于它具有易于在計算機(jī)上進(jìn)行模擬運(yùn)算并且靈活可調(diào)的特性,近年來在各個學(xué)科中都得到了廣泛的應(yīng)用。特別地,元胞自動機(jī)在研究交通流問題上取得了很大的進(jìn)展。在交通理論發(fā)展的過程中,交通堵塞形成與疏散的研究一直都是科學(xué)家廣泛關(guān)注的一個方面。由于各種現(xiàn)實條件的影響,各種交通中總存在著不同的交通瓶頸:有交通事故造成的瓶

2、頸、有道路不均勻造成的瓶頸、有上下匝道造成的瓶頸。在交通理論發(fā)展的過程中,各種瓶頸都得到了一定的研究,但鮮見有對城市中由于橋梁造成的瓶頸的研究。本文首先根據(jù)現(xiàn)實中橋梁的存在建立了城市中橋梁瓶頸模型,在簡單介紹元胞自動機(jī)交通流模型及其理論的基礎(chǔ)上,選用幾種經(jīng)典的元胞自動機(jī)模型來模擬分析了橋梁瓶頸在交通流中產(chǎn)生的影響。論文的第一部分介紹當(dāng)前各種交通流模型的發(fā)展及應(yīng)用,并且介紹各種瓶頸模型的研究狀況。第二部分將最簡單的元胞自動機(jī)交通流模型(單

3、速184號規(guī)則)應(yīng)用到橋梁瓶頸模型中,計算機(jī)模擬顯示整個系統(tǒng)具有復(fù)雜的動力學(xué)屬性,車輛在各條車道上分布具有不確定性。第三部分根據(jù)車流量的特性和平均場理論分析了車輛在各條車道上的分布及其各條車道上的流量分配,得到的結(jié)果與模擬結(jié)果完全相符。并定性的解釋了車輛分布不確定性產(chǎn)生的原因,為橋梁瓶頸交通的管理提出了一定的建議。為了更接近現(xiàn)實交通流的情況,第四部分我們將由K.Nagel和M.Schreckenberg提出的較為接近現(xiàn)實交通流元胞自動機(jī)