元胞自动机模型在五道口交通流中的应用

应用元胞自动机模型对较为复杂的五道口交通流进行研究，通过分析道路因素、车辆因素和车辆运行规则建立五道口交通模型。四道口通常分东-西、南-北两个相位即可，五道口需增加一个相位，构成三相位控制。每一相分为6个车道，对车道进行编号以确定车辆具体位置；所有车辆均按一定系数转化成小型车以简化仿真模型，各相位上的车分为绿灯和红灯两种时步分析。仿真设计平台采用VC++，使用3个定时器产生五道口交通模型的动态画面。所建模型可对流量和配时参数进行动态设置，模拟复杂的实际交通流，具有良好的可重复性。     

一种改进的一维元胞自动机交通流模型

在一维交通流元胞自动机NaSch模型的基础上,考虑到不同车辆的驾驶员在敏感驾驶随机减速行为过程中其延迟概率是不同的,从而提出了一种改进的一维敏感驾驶元胞自动机交通流模型。根据所给出的车辆状态演化的并行更新规则进行了计算机仿真,模拟得到的基本图表明,与NaSch模型、SDNaSch模型相比,道路交通流量有较大的提高,而且还展现了亚稳态、相分离等复杂的实际交通现象。     

基于元胞自动机的交通流计算机模拟

元胞自动机是把复杂系统量化为简单的个体,在元胞自动机模型中.空间、时间都被离散化,每一个相互作用的单元仅为有限的状态.以元胞自动机理论为基础,把车辆在路段上交通流中运动的变化规律表述为元胞自动机的演化规则,建立了基于元胞自动机理论的交通流模拟模型,标定了元胞长度和最大速度等参数,分析了元胞变换的原则;详细探讨了元胞自动机在道路交通模拟中的应用,设计出了交通元胞自动机的结构,分析了交通元胞自动机所采取的状态变换原则,建立了一维(单车道)交通流模拟模型;并利用C语言编程实现模拟.模拟结果符合实际交通流的特点.     

基于元胞自动机的城市交通流仿真系统

利用元胞自动机理论，建立了单车道及交叉路口交通流模型。为了使用户直观的了解交通运行状况，以便采取有效的优化措施对交通进行管理，设计并实现了城市交通流仿真系统。该系统具有优化功能，能够通过对数据的分析，产生交通管理的优化策略，对优化城市交通提出可供借鉴的措施。     

元胞自动机交通流NS模型相图研究

基于开放边界条件下元胞自动机交通流NS模型,模拟入口概率[α]、出口概率[β]、车辆最大速度[Vmax]以及随机慢化概率[ρ]对系统流量[J]的影响,根据不同流相中流量[J]的变化规律,建立NS模型的相图。结果表明,车辆最大速度在一定范围内的增加能提高系统流量,车辆的随机慢化概率在小于临界随机慢化概率[ρc]时,不会对系统流量造成影响,而超过[ρc]时,随机慢化概率越大,对系统流量的反作用越明显。[Vmax]和[ρ]决定系统相图。当[Vmax=5],[ρ<ρc]时,系统相图只由自由流相和堵塞流相构成,自由流相和堵塞流相被一条曲线分开;[ρ>ρc]时,最大流相出现,最大流相区域随着[ρ]增大而增加。     

基于自主代理和元胞自动机的交通流模型

提出一种新的元胞自动模型用以模拟单道高速车道的交通流动。一个机动车驾驶单元可以抽象为一个自主代理。模型集中于多种代理的提前相互作用和物理限制(特别是加速、减速能力)。物理限制通过加速减速的双向状态实现。给出了基本图、速度位置图、速度时间图和相位图,并利用互相关函数来辨别自由流和同步流。模拟结果显示这个模型能够描述大部分实际观测的结果。     

模拟驾驶行为的元胞自动机交通流模型

考虑到车辆的驾驶员具有其不同的驾驶特点,可以将他们分为谨慎型驾驶员和激进型驾驶员两类。分析他们的相同点和不同点后,建立了单车道元胞自动机混合交通流模型。通过计算机模拟,研究了混合比例与平均速度的关系,随机减速概率对平均速度及流量的影响。结果表明,谨慎型驾驶员的驾驶特点导致谨慎型车辆对道路上车辆平均速度和流量都有不小的负面影响,尤其是道路上车流密度较小的时候。     

模拟驾驶行为的元胞自动机交通流模型

考虑到车辆的驾驶员具有其不同的驾驶特点,可以将他们分为谨慎型驾驶员和激进型驾驶员两类.分析他们的相同点和不同点后,建立了单车道元胞自动机混合交通流模型.通过计算机模拟,研究了混合比例与平均速度的关系,随机减速概率对平均速度及流量的影响.结果表明,谨慎型驾驶员的驾驶特点导致谨慎型车辆对道路上车辆平均速度和流量都有不小的负面影响,尤其是道路上车流密度较小的时候.     

基于元胞自动机模型的交通流混沌仿真研究

研究一维元胞自动机模型——Nagel-Schreckenberg（NS）模型的交通流混沌问题。用Matlab程序产生交通流时间序列,在一定参数组合情况下,仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程,并在此基础上讨论了车辆密度和车辆减速概率的变化对交通流运动状态的影响。结果表明,当车流密度超过某一值时,NS模型仿真出的交通流会产生混沌现象;而交通流混沌产生的根本原因在于交通流的内在随机性,其中车辆不规则的加速、减速是这种内在随机性的主要因素。     

交通元胞自动机计算机模拟模型的研究

主要介绍了元胞自动机的基本理论,分析了元胞变换的原则;详细探讨了元胞自动机在道路交通模拟中的应用,设计出了交通元胞自动机的结构,分析了交通元胞自动机所采取的状态变换原则,建立了一维（单车道）交通流模拟模型;论述了元胞自动机的发展及在道路交通模拟中的研究前景。     

An efficient lane model for complex traffic simulation

Traffic simulation heavily relies on lane model. This paper presents a novel method to model lanes based on the road axis under the Frenet frame. The road axis is generated from the geographic information system data after curve approximation, discretization, and compression. This lane model couples mileage information with three‐dimensional geometric information, so it offers an easy and fast position transformation from mileage to the Cartesian coordinate. It also keeps strictly consistent for mileage among neighboring lanes so that it facilitates lane‐change processing. Compared with existing methods that depict lanes as simple polylines or curves, the proposed lane model is more functional and more efficient, especially for complex traffic simulation with a large number of lane‐changes. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

道路网元胞自动机交通流仿真研究

对于交通流移动对象的模拟,论述了现有模型的不足,并提出基于道路网的元胞自动机模型（RN-CA）。该模型不仅模拟移动对象在交通流中的行为,还引入不同类型道路和车辆情况下的发车、跟车、超车和矫正模型,使模拟更精确、可靠。采用Dijkastra算法,综合考虑道路长度、车道数、流量、平均速度等因素动态计算最优行驶路径。对于行车时间预估,采用模拟加预估的方式,综合考虑当前和历史路况。为了改进系统的性能,系统采用可调节线程数目的模拟方式。     

一种改进的NS元胞自动机模型

研究改进了基于元胞自动机的一维NS交通模型，细化了元胞长度和时间步长，对静止车辆的加速能力进行了约束，用简单的方法解决了该模型中车辆的速度演化规则与前车速度无关的缺点。同时，考虑了交通密度对随机慢化概率的影响。计算机仿真表明：改进模型不仅得到了一些与其他元胞自动机模型共有的性质，且得到的基本图更加接近实测数据。     

Distributed dynamic lane reversal and rerouting for traffic delay reduction

Traffic congestion is a major source of delays in modern road networks. Motivated by this, we propose two distributed algorithms to reduce delays: a dynamic lane reversal algorithm and a rerouting algorithm. When there is a density imbalance on a road, time can be saved by reallocating lanes from the less dense side to the more dense side, which motivates dynamic lane reversal. When a road has greater density than nearby roads, time can be saved by redirecting flow into the least congested roads, this motivates dynamic rerouting. Given a communication system between infrastructure and vehicles on the road, the local state of the network can be approximated and utilised by the algorithms to minimise travel time. In order to provide a better fundamental understanding of the system dynamics, we analyse equilibrium conditions for the system and prove convergence of the lane reversal algorithm to a critical point. Overall performance is also examined in simulation.     

中观交通流建模与系统仿真研究综述*

在简要描述了宏微观交通流仿真的建模思路和仿真软件开发情况的基础上,重点对近四十年来中观交通流仿真建模的研究成果进行了总结和归类,并对不同中观仿真模型的优缺点进行了比较;最后指出了中观交通流建模与仿真的研究方向。     

基于元胞自动机模型的交织区车道分配问题分析

为探究交织区不同车道分配方案对系统产生的影响效果,在Nagel和Schreckenberg提出的NS元胞自动机模型的基础上为三种不同换道区域定义了三种换道规则,建立针对交织区的元胞自动机模型。对比交织区是否设置隔离带的两种车道分配情况下交织区及非交织区分别进行了数值的模拟和分析,结果表明,流量低时,两种措施的效果无明显差异;流量较高并且交织比不大时设置隔离带将减少系统拥堵及各流向车辆的行程时间。当交织区的长度在一定值内,设置隔离带的效果更好,且随着交织区长度的增加,设置隔离带而产生的优化效果也越来越小。交织区超过这个长度后两种措施效果差不多。     

元胞自动机在图像修补中的应用研究

提出了一种随机元胞自动机模型算法,使用邻域和迭代规则作用于图像的缺失部分,使缺失的部分通过吸收原有图像的数据进行自我修复。该方法的特点在于规则简单、容易实现,不需要针对特定图像设置先验参数,可以恢复任意的有缺失部分的数字图像,并且具有较高的运行速度。     

面向复杂城市交通场景的一种实时车道线检测方法

车道线检测是智能交通监控及自动驾驶的基础步骤,为提高其鲁棒性和实时性,针对复杂城市交通场景中自动驾驶需要检测车道线的需求,提出了一种实时车道线检测算法,首先运用改进灰度化变换突显车道线的特征,并通过改进的Gabor滤波算法增强车道线的边缘信息;最后采用多约束霍夫变换筛选得到平行车道线从而实现实时车道线检测。实验表明,该方法在三种不同真实的交通道路场景下,提高了车道线检测精度及处理速度,可应用于实时车道线检测系统。