元胞自動機(jī)交通流模型的相變特性研究和交通實(shí)測分析.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對交通需求的增長與交通建設(shè)相對滯后之間的矛盾日益突出，交通堵塞問題、車輛追尾引起車輛相撞的交通事故問題，已成為制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。交通問題受到國內(nèi)外許多專家學(xué)者的重視，他們提出了各種各樣的交通流模型，力圖緩解交通堵塞、減少交通事故。其中對元胞自動機(jī)(CeIIuIar Automaton，簡稱CA)交通流模型的研究受到廣泛地關(guān)注。元胞自動機(jī)模型是一種時(shí)間、空間和變量都離散的數(shù)學(xué)模型，具有算法簡單、靈活可調(diào)、

2、計(jì)算效率高等特點(diǎn)，是研究非線性復(fù)雜系統(tǒng)的有效工具，具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文的工作是從觀察交通阻塞的形成、時(shí)停時(shí)走交通和同步交通等非線性現(xiàn)象入手，通過對具有慢啟動規(guī)則的一維元胞自動機(jī)交通流模型VDR模型、BJH模型、T<'2>模型的時(shí)空間距分布、位置相關(guān)函數(shù)、序參量、馳豫時(shí)間的數(shù)值模擬以及與NaSch模型的這些參量進(jìn)行比較，以研究引入慢啟動規(guī)則的元胞自動機(jī)交通流模型的相變特性。在南寧市，選取兩處具有代表性的公交車站點(diǎn)，對公交車的

3、停靠時(shí)間進(jìn)行實(shí)測并分析。 本文的主要工作由三部分組成： 1)針對交通堵塞問題、車輛追尾引起車輛相撞的交通事故問題的發(fā)生，可以通過車輛之間的時(shí)空間距變化及其分布了解交通的擁擠程度。通過計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬得到具有慢啟動規(guī)則的VDR模型、T<'2>模型的時(shí)空間距分布，與NaSch模型比較，模擬結(jié)果顯示出在較小的車流密度時(shí)，NaSch模型、VDR模型、T<'2>模型的時(shí)空間距分布是相同的，在中等及較大的車流密度時(shí)，三種模型的時(shí)空

4、間距分布是不同的。 2)交通流阻塞機(jī)制的研究一直是人們高度關(guān)注的熱點(diǎn)，在統(tǒng)計(jì)物理中，相關(guān)性、序參量和馳豫時(shí)間是研究相變特性的重要手段。本章從不同時(shí)步、不同密度研究具有慢啟動規(guī)則的交通流模型的車輛位置相關(guān)性；從不同的隨機(jī)延遲概率、不同的最大速度計(jì)算具有慢啟動規(guī) 則的交通流模型的序參量，分析其相變特性，并與NaSch模型進(jìn)行比較；通過在相變點(diǎn)附近馳豫時(shí)間的特點(diǎn)判斷相變類型。我們發(fā)現(xiàn)，在引入慢啟動規(guī)則后，相變特性會顯著改變。