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1、第21卷第1期中国公路学报Vol.21No.12008年1月ChinaJournalofHighwayandTransportJan.2008文章编号:1001-7372(2008)01-0089-05基于元胞自动机交通流模型的车辆换道规则王永明,周磊山,吕永波(北京交通大学交通运输学院,北京100044)摘要:将元胞自动机模型应用于周期性边界条件下的高速公路交通的换道规则模拟,并对不同条件下交通流的平均速度和流量进行仿真。基于驾驶员的性格差异,提出了更灵活的弹性换道规则,并探讨了不同换道规则对交通流流量
2、等参数的影响。在计算机仿真过程中,通过变换交通流密度,得出了与不同换道规则对应的交通流基本图。结果表明:相对于以前的模型,遵循2种新规则的模型均可不同程度地改善道路的通行能力,提高道路资源的利用效能;从安全性角度进行对比分析,可得出较优的换道规则。关键词:交通工程;弹性换道规则;元胞自动机模型;交通流;通行能力;仿真中图分类号:U491.112文献标志码:ALaneChangingRulesBasedonCellularAutomatonTrafficFlowModelWANGYong-ming,ZHOULe-is
3、han,LUYong-bo(SchoolofTrafficandTransportation,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China)Abstract:Lanechangingrulesinfreewaytrafficweresimulatedbyusingcellularautomatonmodelunderconditionofperiodicalboundary.Themeanspeedandflowvolumeunderdifferentlanechanging
4、rulesweresimulated,thedifferenceofdriverscharacterwastakenintoaccountbyintroducingtheflexiblelane-changingrulesandtheinfluenceoflanechangingrulesontrafficflowwasdiscussed.Intheprocessofcomputationalsimulation,thefundamentaldiagramsoftrafficflowunderdifferentlane
5、changingruleswereobtainedbychangingtrafficflowdensity.Resultshowsthatmodelswithnewlanechangingruleswillenlargetrafficflowandsuppresstrafficjam;thebestlanechangingrulewasobtainedbasedontheanalysisofpointofviewforsafety.Keywords:trafficengineering;flexiblelanechang
6、ingrule;cellularautomatonmodel;trafficflow;trafficcapacity;simulation[1]跟车模型在20世纪50年代初由Pipes首次0引言提出,其将交通流处理为分散的粒子,以单个车辆作从20世纪中叶开始,交通问题就成为了社会中为描述对象,通过研究车辆的前后作用,来了解交通关注的热点话题,也吸引了大量的科学家对其进行流的特性,但是跟车模型属于微观模型,难以进行大研究。在几十年的发展历程中,很多交通流模型应规模的交通系统仿真。1955年,Lighthill、Whith
7、am运而生,其中最为著名的有跟车模型(Car-following及Richards各自独立地提出了交通流流体力学模[2]Model)、流体力学模型(HydrodynamicModel)和元型(LWR模型),以密度、速度和流量等宏观量来胞自动机模型(CellularAutomatonModel)。描绘车辆的平均合作行为。LWR模型可以描述收稿日期:2007-06-07基金项目:国家自然科学基金项目(60673056);教育部高等学校博士学科点专项科研基金项目(20010004004)作者简介:王永明(1982-),男,河北
8、临西人,工学博士研究生,E-mail:04121015@bjtu.edu.cn。90中国公路学报2008年交通激波现象,推动了交通流理论的发展,但该模密度(车辆所占元胞数与元胞总数之比),参照中华型建立在速度和密度平衡的条件之上,不适用于描人民共和国道路交通安全法的规定,
