基于代理的交通流建模研究

摘要

交通流建模的研究对模拟真实交通流现象、解决交通流存在的问题、预测可能出现的交通状况等具有理论价值和现实意义。然而现有交通流建模方法或从宏观层面来描述整体交通流现象，或针对驾驶员的某一行为进行细致刻画，无法模拟交通流中驾驶员的异构性、动态性、行为模糊性等行为，及其相互之间的交互过程。本文从交通流中的驾驶个体出发，在分析交通流应用场景的基础上，利用基于代理的建模方法，从驾驶员行为、交通路网环境两个方面剖析并构建了交通流模型，从而真实模拟交通流现象，并验证交通流模型的真实性。
　　本文首先从交通流中驾驶员行为的不同应用场景出发，分析得到驾驶员行为建模的技术需求，并以此为基础提出感知、决策、行为、情绪累积四个步骤的驾驶员行为框架，采用类模糊神经网络的方法构建了驾驶员行为决策算法，并针对不同路况下行为的差异性，提出自由流、拥塞、路口三种不同路况模式下的具体行为状态变化准则。然后，本文采用基于代理的建模方法，构建了交通流所处的交通路网，生成了驾驶员车辆和OD矩阵所形成的交通流量，以及对代理的属性和代理的行为进行了定义。同时，分别从代理之间的交互和代理与环境之间的交互两个方面进行建模，从而形成宏观交通流的涌现。最后，采用NetLogo软件对所构建的交通流模型进行实验分析，从而验证了模型的真实性和优越性，并由实验分析得到：越是守规矩的驾驶员，其不规则行为所需的累积时间越长，不规则行为概率越低；三种路况下，拥塞流不规则行为数量最高，而路口最低；同时，提高交通流中驾驶员守规矩程度，能够有效改善不规则行为的情况。

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第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2研究内容与目标

1.3研究方法

1.4本文创新点与结构

第二章 文献综述

2.1引言

2.2交通流建模研究进展

2.3驾驶员行为建模研究现状

2.4交通流量建模研究现状

2.5基于代理建模方法的研究

2.6本章小结

第三章 驾驶员行为模型建模

3.1引言

3.2驾驶员行为典型应用场景及分析

3.3基于情绪反馈的驾驶员行为框架设计

3.4基于类模糊神经网络的驾驶员行为决策算法

3.5本章小结

第四章 基于代理的交通流建模

4.1引言

4.2基于代理的建模

4.3交通路网构建

4.4交通流量生成

4.5交通代理建模

4.6基于代理交互的宏观交通流涌现

4.7本章小结

第五章 实验分析

5.1引言

5.2实验平台与假设

5.3交通流模型参数验证与对比

5.4交通流模型影响因素分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1工作总结

6.2下一步展望

参考文献

附录1 程序清单

附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢