基于元胞自動(dòng)機(jī)的交通流自組織臨界特性分析.pdf

1、本文從復(fù)雜性科學(xué)與交通流相關(guān)理論入手,闡述了道路交通流自組織臨界問題的客觀存在性,并詳細(xì)介紹了自組織臨界性特征、道路交通流特征與所采用模擬仿真的元胞自動(dòng)機(jī)特征,通過對(duì)上述理論的應(yīng)用,構(gòu)造平均場(chǎng)方程對(duì)道路交通流多種算法進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,并通過仿真模擬軟件(Matlab)進(jìn)行元胞自動(dòng)機(jī)的道路交通流自組織臨界單車道、三車道程序仿真,通過對(duì)道路交通流主要影響因素的分析,確定多種因素對(duì)交通流自組織臨界性的影響特征。
　　本文首先說明了研究道路

2、交通流自組織臨界性的目的和重要意義,介紹了交通流自組織臨界性的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)道路交通現(xiàn)狀和相關(guān)理論知識(shí),并確定了本文的研究框架和技術(shù)路線,提出了分析道路交通流自組織臨界性的設(shè)計(jì)原則和優(yōu)化思路。
　　其次從當(dāng)今對(duì)復(fù)雜性科學(xué)自組織臨界的研究熱點(diǎn),分別從復(fù)雜系統(tǒng)、自組織臨界性、動(dòng)力學(xué)模型、平均場(chǎng)理論等方面,結(jié)合分形模型、沙堆模型等理論,全方位的闡述了復(fù)雜性科學(xué)自組織臨界性的相關(guān)知識(shí)和研究點(diǎn)所在,為研究道路交通流自組織臨界性提供了堅(jiān)

3、實(shí)的理論支撐,同時(shí)也為研究?jī)?nèi)容提供了目標(biāo)和方向。
　　在第三章內(nèi)容,全方位的介紹了道路交通流理論及其相關(guān)模型,為別從宏觀、微觀、介觀三方面出發(fā),介紹了構(gòu)成交通流的各種參數(shù)以及傳統(tǒng)交通流、三相交通流的基本知識(shí)點(diǎn),并提供了具體參數(shù)與相關(guān)算法,旨在為仿真建模構(gòu)建骨架。
　　第四、五章內(nèi)容為元胞自動(dòng)機(jī)的仿真模擬,首先依據(jù)元胞自動(dòng)機(jī)目前的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)相關(guān)理論進(jìn)行了簡(jiǎn)要說明,并給出了單車道模型與多車道模型的相關(guān)算法,確定道路交通流所需要

4、的各類參數(shù)指標(biāo)。依據(jù)平均場(chǎng)理論,構(gòu)造道路交通流自組織臨界性數(shù)學(xué)模型,求解單車道模型序參數(shù)以及三車道模型序參數(shù),序參數(shù)模擬結(jié)果表明:單車道情況下,當(dāng)車流行駛速度最大為單位速度時(shí),車流處于自組織平衡態(tài)。此時(shí)車流密度為最高,處于自由流與堵塞流臨界狀態(tài)。而三車道模型更為復(fù)雜:車流自組織平衡狀態(tài)不僅與車流最大速度和密度有關(guān),同時(shí)與車流鄰接道路車間距,安全行駛距離有關(guān)。當(dāng)系統(tǒng)遠(yuǎn)離平衡態(tài)時(shí),交通流便會(huì)發(fā)生自組織臨界現(xiàn)象,本文從耗散能量結(jié)構(gòu)入手,以車流