基于元胞自动机的两轮车流建模与仿真

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1、分类号______________________密级___________UDC____________________学号_____硕士学位论文ThesisforMaster'sDegree论文题目基于元胞自动机的两轮车流建模与仿真申请学位类别________工学硕士专业名称控制理论与控制工程研究生姓名_________曹韦华导师姓名、职称邝先验副教授二〇_五年六月分类号：密级：UDC：学号：硕士学位论文基于元胞自动机的两轮车流建模与仿真SimulationofMixedTwoWheelsTrafficFlowModelBasedonCellularAutomata学位类别

2、：工学硕士作者姓名：曹韦华学科、专业：控制理论与控制工程研究方向：系统建模与仿真指导教师：邝先验副教授2015年5月31日江西理工大学硕士学位论文摘要摘要在一些城市特别是中小城市中，道路上大量存在两轮车辆，如人力自行车、电动自行车、摩托车等，为了减少两轮车与机动车混行而产生的摩擦干扰以及意外事故，相关部门在机动车道两侧设置了两轮车专用道。由于两轮车各自驾驶行为、运行速度等基本特征不同，它们混合在一起形成的两轮车流，给交通管理与控制带来了一定的难度，同时也易形成交通事故，造成人员伤亡。因此，建立符合实际的交通流模型来研究两轮车流的交通特性，分析两轮车专用道交通问题产生的原因，并针

3、对其原因提出相应的改进措施，具有十分重要的意义。本文主要研究内容为：首先研究了两轮车的基本参数，包括两轮车的尺寸、速度、出行比例、加速度、制动距离等参数，然后对两轮车骑车人的骑行特性以及两轮车流特性进行了分析，在此基础上，引入两轮车一般换道规则、鸣笛换道规则、激进换道规则，并与改进的NS模型耦合起来，建立了两轮车流元胞自动机模型。同时，定义混合比例这个变量对三种车所占的比例进行了定量刻画。研究了混合系数及鸣笛换道行为、激进换道行为等因素对两轮车交通流的影响。其次，针对逆行车辆混入后的两轮车行驶特性，考虑逆向及正向行驶车辆遵循不同的换道规则，建立一种混入逆行车辆的两轮车元胞自动机

4、模型。研究了逆行车比例、换道概率等因素对两轮车流的影响。再次，针对两轮车专用道某些路段经常有行人横穿两轮车专用道这种现象，在分析行人穿越两轮车专用道运动特性以及两轮车在冲突地点的行驶特性后，建立了考虑行人横穿的两轮车专用道混合车流元胞自动机模型，通过计算机仿真，研究了行人到达率、过街位置分布、过街位置数目对交通流的影响。最后，通过虚拟线圈法进行了交通调查，并将交通调查所得两轮车流的密度-流量相关数据与上述三种模型的仿真数据进行对比，对比结果证明了模型的准确性。关键词：两轮车辆；元胞自动机模型；逆行车辆；行人横穿IAbstractAbstractTwowheeledvehicle

5、inthispaperincludeshumanbicycleandelectricbicycleandmotorcycle.Insomecity,inordertoreducethefrictioninterferenceandaccidentaftertwowheeledvehiclesandmotorvehiclesmixed,therelevantdepartmentssetuptwowheeledvehiclelanesinthevehiclelanesonbothsides.Duetohumanbicycleandelectricbicycleandmotorcyc

6、lehavedifferentbasiccharacteristicssuchasdrivingbehaviorandspeed.Themixedtwowheeledvehicletrafficnotonlybringssomeproblemstotrafficmanagementandcontrol,butalsomaycasraccidents.So,buildasuitabletrafficflowmodeltostudythetrafficcharactersoftwowheeledvehicleflowandtoanalyzethereasonofthegenerat

7、ionofthetrafficproblemandputforwardimprovementmeasuresisimportant.Inthispaper,themainresearchcontentis:Firstly,thispaperstudiedthebasicparametersofthetwowheels,includingtworoundsoftwowheeledvehicle’size,speed,parameterssuchasproportionoftravel,acce