基于元胞自动机的快速路仿真建模与交通流优化分析

摘要

随着城市的发展和交通需求的急剧增长，越来越多的城市修建快速路系统以缓解城区的交通压力。城市快速路通过匝道与平面道路网紧密相连，而匝道处的交通流具有混乱、复杂和难于管理等特点，匝道交织区附近的交通管理对于提高快速路通行能力、加强交通安全运行具有非常重要的意义。 中国交通仿真所用的软件大多是国外开发的产品，会出现许多“水土不服”的情况，因此本文引入交通元胞自动机(CA)模型，模拟城市快速路交通走廊中的交通状况，并且提出一些改善措施，分析这些措施对快速路交通走廊运行效率的作用。 论文将从分析驾驶员的驾驶特性出发，运用元胞自动机模型编制交通仿真程序，来模拟车辆在快速路上直行、汇入、驶出主线的行为。并通过实施地面划线改善措施，实现不同OD车辆的分流，并通过自行编制的元胞自动机模型检验措施效果，从而为交通工程实践提供理论依据。 根据宏观交通流的流密速关系特性，及可接受间隔理论，验证了自行编制的元胞自动机仿真模型能够比较真实地模拟现实中的交通现象。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.2研究目标

1.3研究方法与技术路线

1.4论文结构

第2章研究综述

2.1交通系统仿真

2.1.1交通仿真的概念

2.1.2交通仿真的分类

2.1.3微观交通仿真

2.2交通仿真模型的研究现况

2.2.1国外研究现状

2.2.2国内研究现状

2.2.3典型仿真模型

2.3元胞自动机模型

2.3.1元胞自动机模型在交通上的应用

2.3.2常用的交通元胞自动机模型

2.4微观仿真模型

2.4.1跟车模型

2.4.2换道模型

2.5面向对象的软件设计方法

2.5.1对象建模技术

2.5.2面向对象的软件开发方法

2.5.3系统功能设计

第3章交织区交通仿真

3.1交织区交通特性

3.2元胞自动机仿真建模

3.2.1参数设置

3.2.2跟车模型

3.2.3换道模型

3.2.4仿真结果分析

第4章交织区仿真模型的理论检验

4.1交织区的流密速关系

4.1.1流速关系

4.1.2流密关系

4.2基于可接受间隙理论的交织区通行能力

4.2.1匝道交织区通行能力模型

4.2.2临界间距的确定

4.2.3临道后间隔分布的确定

4.2.4最大汇入流量的确定

第5章排队溢出微观仿真

5.1快速路通行能力控制策略

5.2仿真建模

5.2.1排队模型

5.2.2插队模型

5.2.3主动换道判断

5.3措施分析

5.3.1延误与信号周期、红信比的关系

5.3.2采取划线措施前后的延误分析

第6章主要结论及展望

6.1本文取得的主要结论

6.2进一步工作的方向

致谢

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果