改进的双向两车道混合交通流模型

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1、万方数据第38卷第5期2012年10月兰州理工大学学报JoumalofhnzhouUniverSityofTechn0109yVOL38No．5Oct．2012文耄编号：1673—5196(2012)05∞106-05改进的双向两车道混合交通流模型刘树群，袁亮(兰州理工大学计算机与通信学院，甘肃兰州730050)摘要：在已有双向两车道混合交通流模型基础上，通过考虑取消对低速车队列的限制，并引入转道车辆邻道后方安全距的新概念，提出一种新的双向交通流元胞自动机模型．数值模拟改进模型的交通流基本图，并进行对比．模拟结果表明，改进的模型表现出新的特性，

2、混合交通流中，慢车的出现、两车道初始密度不均匀分布对双向交通流都有显著的影响．关键词：元胞自动机；交通流；双向交通流中图分类号：TP391文献标识码：AInlproVedbidipection越tw0一lanehybridtrafficfIow硼)delLIUShu-qun，YUANLiang(饬lIegeofC0mputerandC0mmunication，LaflzhouUniv．ofTe出，Lanzhou730050，chim)Abstract：0nthebasisofavailabletwo_waytw口1anehybridtrafic

3、flowmodel，anovelcellularautomatmodelfortw阻waytrafficflowwasproposed，wheretherestrictiononlow—speedvehiclequeuewascan—celedandanovelconceptoflongitudinalsecuritygapbetweenthelane—changingvehicleandtheoneontheadjacentlanewasintroduced．Thefundamentalgraphoftrafficflowoftheimpro

4、vedmodelwerenumeri—callysimulatedandcomparedtothatoftheoriginalmodel．Thesimulationresultshowedthatanewfea—turewasmanifestedintheimprovedmodel；inhybridtrafficflow，boththeemergenceofslowcarsandnon-uniformdistributionofcardensityontwo1aneswouldhaVeremarkableinfluenceontwO-waytr

5、afficflow．Keywonls：cellularautomat；trafficflow；two-waytrafficflow元胞自动机(cellularautomata，简称CA)模型是20世纪80年代提出，90年代得到迅速发展的一种动力学模型．由wolfram[1]命名的184号模型是最简单的一维交通流元胞自动机模型，作为对184号模型的推广，Nagel和Schreckenberg[2]于1992年提出了重要的一维元胞自动机交通流模型(NS模型)，该模型考虑车距及刹车概率对交通流的影响，引进4条简单的规则，成功地描述了车辆时停时走的交通

6、波和系统从自由运动相到堵塞相的相变等交通现象．NS模型的成功应用，带来了CA模型运用于交通流研究的热潮，许多学者致力于CA模型的研究，并取得了丰硕的成果．如MFukui和Y．Ishibashi[3]提出的FI模型；Chowdhury等人[4】通过引入转道规则，将单车道的NS模型扩展到同向双收稿日期：201l—12—28作者简介：刘树群(1961一)，男，吉林舒兰人，副教授车道的STCA(symmetrictw口lanecelluIarautom—ata)模型．目前，大部分的交通研究是基于同向车道，在双向车道方面的研究较少，而我国是一个发展中国家

7、，交通基础设施较发达国家还有很大差距，在我国城郊结合地区，存在大量的低等级公路交通系统，因此，双向两车道模型的研究有助于改善道路交通状况，完善路网整体规划．这方面国外研究者有si—mon[51、Lee[争71等人，国内研究者主要是郑容森[8do]等人．Simon等人建立了模型并进行了数值模拟得到很多与事实相符的结果；郑容森等人针对不同最大限制速度的混合车辆双向两车道交通流进行建模，对双向交通问题进行了研究，得出一些有意义的结论．本文采用在文献[8]的交通流模型的基础上进行改进的双向交通流模型，模拟得出双向交通流系万方数据第5期刘树群等t改进的双

8、向两车道混合交通流模塑统的基本图关系．模拟结果与文献[8]进行比较表明：考虑取消对低速车队列头车的限制后，在快车特性区，具有相同最大限制度的均一车流与