考慮公交影響的城市交通流元胞自動機(jī)模型研究.pdf

1、現(xiàn)代社會普遍面臨著嚴(yán)重的交通問題,單憑興建城市道路及其它交通設(shè)施并不足以解決城市交通擁堵問題,如果不能正確地理解、預(yù)測、調(diào)度和控制城市網(wǎng)絡(luò)中的交通流,最大效能地提高行車效率,城市交通狀況將永遠(yuǎn)無法得到改善。交通流理論是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和力學(xué)等多學(xué)科知識綜合的科學(xué),它在時間、空間上具有高度的隨機(jī)性、動態(tài)性和復(fù)雜性,它是通過建立交通流的數(shù)學(xué)模型,然后進(jìn)行數(shù)值模擬和求解的過程。在現(xiàn)階段的研究中經(jīng)常采用的交通模型主要有流體力學(xué)模型、跟馳模型

2、與元胞自動機(jī)模型等。由于交通流實際上是一個離散系統(tǒng),因此采用本質(zhì)上離散的元胞自動機(jī)(Cellular Automaton,簡稱CA)模型來描述實際的交通現(xiàn)象具有獨特的優(yōu)越性。元胞自動機(jī)是一種時間、空間狀態(tài)都離散的網(wǎng)格動力學(xué)模型,其強(qiáng)大的復(fù)雜計算功能、固有的并行計算能力、以及高度靈活等特征,使得它在模擬復(fù)雜的交通運輸系統(tǒng)的時空動態(tài)演變方面具有很強(qiáng)的能力。
　　城市道路一般由多條車道組成,不同性能或類型的車輛混合行駛,而目前建立的CA

3、模型,大多只考慮了其中一個因素,與高速公路相比城市交通流最顯著的特點是道路占有率高、車輛行駛速度相對較低,但是大多數(shù)城市交通流CA模型中沒有考慮這些特點。在城市交通流CA模型中采用和高速公路相同的元胞長度和行駛速度,這是造成城市交通流CA模型模擬結(jié)果不準(zhǔn)確的一個主要因素;同時城市道路上有大量的公交車輛,由于其具有固定運行線路、到發(fā)時間、固定?？空尽④囆痛?、運行速度低等特點,其對城市交通流的影響十分明顯,然而在現(xiàn)有的城市交通流CA模型中,

4、都沒有考慮公交車輛對城市交通流的影響,以至于模擬仿真結(jié)果與實際交通差異較大。
　　本文在對現(xiàn)有經(jīng)典交通流CA模型進(jìn)行總體分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國城市交通特點,通過重新標(biāo)定元胞長度、運行車速、隨機(jī)慢化機(jī)制,制定車道轉(zhuǎn)換規(guī)則和公交車輛的減速入站慢速啟動機(jī)制,分別建立了周期邊界條件下考慮普通公交停靠站的混合交通流雙車道模型、開放邊界條件下考慮普通公交停靠站的混合交通流雙車道模型、周期邊界條件下公交港灣式停靠的單車道混合交通流CA模型和周期