考慮公交影響的城市交通流元胞自動(dòng)機(jī)模型研究.pdf

1、現(xiàn)代社會(huì)普遍面臨著嚴(yán)重的交通問(wèn)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(wèn)題,如果不能正確地理解、預(yù)測(cè)、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(wú)法得到改善。交通流理論是一門(mén)應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)和力學(xué)等多學(xué)科知識(shí)綜合的科學(xué),它在時(shí)間、空間上具有高度的隨機(jī)性、動(dòng)態(tài)性和復(fù)雜性,它是通過(guò)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(guò)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(dòng)機(jī)模型等。由于交通流實(shí)際上是一個(gè)離散系統(tǒng),因此采用本質(zhì)上離散的元胞自動(dòng)機(jī)(Cellular Automaton,簡(jiǎn)稱CA)模型來(lái)描述實(shí)際的交通現(xiàn)象具有獨(dú)特的優(yōu)越性。元胞自動(dòng)機(jī)是一種時(shí)間、空間狀態(tài)都離散的網(wǎng)格動(dòng)力學(xué)模型,其強(qiáng)大的復(fù)雜計(jì)算功能、固有的并行計(jì)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(yùn)輸系統(tǒng)的時(shí)空動(dòng)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(gè)因素,與高速公路相比城市交通流最顯著的特點(diǎn)是道路占有率高、車輛行駛速度相對(duì)較低,但是大多數(shù)城市交通流CA模型中沒(méi)有考慮這些特點(diǎn)。在城市交通流CA模型中采用和高速公路相同的元胞長(zhǎng)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(gè)主要因素;同時(shí)城市道路上有大量的公交車輛,由于其具有固定運(yùn)行線路、到發(fā)時(shí)間、固定?？空尽④囆痛?、運(yùn)行速度低等特點(diǎn),其對(duì)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(méi)有考慮公交車輛對(duì)城市交通流的影響,以至于模擬仿真結(jié)果與實(shí)際交通差異較大。
　　本文在對(duì)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(guó)城市交通特點(diǎn),通過(guò)重新標(biāo)定元胞長(zhǎng)度、運(yùn)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(dòng)機(jī)制,分別建立了周期邊界條件下考慮普通公交?？空镜幕旌辖煌麟p車道模型、開(kāi)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