基于元胞自動機的交通流自組織臨界特性分析.pdf

1、本文從復雜性科學與交通流相關理論入手,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機特征,通過對上述理論的應用,構造平均場方程對道路交通流多種算法進行了數學建模,并通過仿真模擬軟件(Matlab)進行元胞自動機的道路交通流自組織臨界單車道、三車道程序仿真,通過對道路交通流主要影響因素的分析,確定多種因素對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內外研究現狀、國內道路交通現狀和相關理論知識,并確定了本文的研究框架和技術路線,提出了分析道路交通流自組織臨界性的設計原則和優(yōu)化思路。
　　其次從當今對復雜性科學自組織臨界的研究熱點,分別從復雜系統(tǒng)、自組織臨界性、動力學模型、平均場理論等方面,結合分形模型、沙堆模型等理論,全方位的闡述了復雜性科學自組織臨界性的相關知識和研究點所在,為研究道路交通流自組織臨界性提供了堅

3、實的理論支撐,同時也為研究內容提供了目標和方向。
　　在第三章內容,全方位的介紹了道路交通流理論及其相關模型,為別從宏觀、微觀、介觀三方面出發(fā),介紹了構成交通流的各種參數以及傳統(tǒng)交通流、三相交通流的基本知識點,并提供了具體參數與相關算法,旨在為仿真建模構建骨架。
　　第四、五章內容為元胞自動機的仿真模擬,首先依據元胞自動機目前的發(fā)展趨勢,對相關理論進行了簡要說明,并給出了單車道模型與多車道模型的相關算法,確定道路交通流所需要

4、的各類參數指標。依據平均場理論,構造道路交通流自組織臨界性數學模型,求解單車道模型序參數以及三車道模型序參數,序參數模擬結果表明:單車道情況下,當車流行駛速度最大為單位速度時,車流處于自組織平衡態(tài)。此時車流密度為最高,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,同時與車流鄰接道路車間距,安全行駛距離有關。當系統(tǒng)遠離平衡態(tài)時,交通流便會發(fā)生自組織臨界現象,本文從耗散能量結構入手,以車流