基于驾驶行为的交叉口混合交通流建模研究

摘要

当前中国城市交通的一个显著特征是机非交通流高度混合。由于国外的单纯机动车流与我国混合交通流差别很大，特别是在道路交叉口机动车、非机动车、行人相互干扰，致使道路通行能力严重下降，因此建立符合我国交通实际情况的交叉口机动车与非机动车微观仿真模型，不仅在理论上能够进一步促进交通流理论的完善和发展，而且在实践中还能够开发符合我国混合交通特征的交通仿真平台。本文采用元胞自动机模型将驾驶员行为选择引入演化规则，建立交叉口处机动车和非机动车混合交通流模型，不仅可以揭示机非混合交通在交叉口相互冲突的内在机理，还可以模拟机非混合交通下机动车和非机动车驾驶员的决策行为，具有重要的现实意义。
　　论文首先阐述了研究背景。从机非冲突研究现状、驾驶员行为研究现状和混合交通流模型研究现状三个方面论述了目前国内外研究成果，在此基础上设计了论文的研究路线。
　　然后，研究了交叉口处右转机动车和非机动车的交通特性，重点分析了右转机动车跟驰特性和穿越非机动车行为;非机动车在路段和交叉口运行特性，以及非机动车穿越机动车行为。
　　最后，将交叉口离散化，划定元胞空间和元胞尺寸，制定机动车在路段、决策点和启动点处的行驶规则，以及非机动车行驶规则。基于以上规则建立机非混合模型，包括右转机动车穿越直行非机动车规则和直行非机动车穿越右转机动车规则。采用Matlab软件对机非混合模型编程和仿真。通过程序仿真数据得到了机动车和非机动车混行交通系统相图，模拟了右转机动车和直行非机动车的之间相互影响关系，验证了模型的准确性。同时分析了到达率、驾驶员行为选择概率和等待时间阈值等参数。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状及分析

1．2．1 机非冲突研究现状

1．2．2 驾驶员行为研究现状

1．2．3 混合交通流模型研究现状

1．3 论文主要内容和技术路线

1．3．1 论文主要内容

1．3．2 论文技术路线

第2章 元胞自动机交通流模型

2．1 元胞自动机发展历程

2．2 机动车和非机动车CA模型

1．2．1 机动车CA模型

2．2．2 非机动车CA模型

第3章 交叉口混合交通特性分析

3．1 右转机动车交通特性分析

3．1．1 机动车辆特征

3．1．2 右转机动车速受干扰速度分析

3．1．3 右转机动车跟驰行为分析

3．1．4 右转机动车穿越非机动车行为分析

3．2 非机动车交通特性分析

3．2．1 非机动车辆特征

3．2．2 非机动车速度特性分析

3．2．3 非机动车行为分析

3．2．4 非机动车穿越机动车行为分析

第4章 基于驾驶员行为的机非混合元胞自动机模型

4．1 模型分析

4．1．1 建模思路

4．1．2 元胞空间定义和划分

4．2 机动车规则

4．2．1 路段行驶规则

4．2．2 决策点规则

4．2．3 启动点规则

4．3 非机动车规则

4．3．1 横向移动

4．3．2 纵向移动

4．4 机非混合模型

4．4．1 右转机动车穿越直行非机动车规则

4．4．2 直行非机动车穿越右转机动车规则

第5章 机非混合模型仿真及分析

5．1 混合模型仿真程序

5．2 混合模型仿真数据

5．3 仿真数据分析

5．3．1 机动车到达率、非机动车到达率对流量的影响

5．3．2 机动车和非机动车交通流相位分析

5．3．3 决策点和启动点驾驶行为概率分析

5．3．4 等待时间阈值对流量的影响

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况