大型货车影响的高速交通流元胞自动机模型

高速公路上的车辆到达是随机的,且含有车型大、运行速度低的大型货车,其对交通流影响很大。结合我国高速公路特点,通过重新标定元胞长度、运行车速、随机慢化机制和制定车道转换规则,建立了开放边界条件下大型货车影响的双车道多速混合交通流元胞自动机模型;通过计算机模拟分析了速度、密度、流量三参数之间关系,寻找出了大型货车占有率、随机慢化概率等因素对交通流的影响规律。     

大型客车影响的双车道多速混合交通流CA模型研究

在对现有经典交通流元胞自动机模型进行总体分析的基础上,结合我国高速公路特点,通过重新标定元胞长度、运行车速、随机慢化机制,制定车道转换规则,构建了周期边界条件下考虑大型客车影响的双车道多速混合交通流元胞自动机模型,并通过计算机模拟分析了速度、密度、流量三参数之间关系,寻找出了大型客车占有率、大型客车随机慢化概率、变换车道车辆数等因素对交通流的影响规律,为合理的组织高速公路交通管理提供了理论依据。     

基于元胞自动机的自行车流模型

研究交通系统中自行车流模型问题,为克服传统交通流模型难以表达自行车不遵循车道随机蛇行和穿插特性,能获得精确自行车交通流参数的问题,提出一个新的基于元胞自动机理论的自行车流模型.在对自行车元胞空间结构及状态值等参数进行重新定义的基础上,模型中创新地引入随机偏移概率来描述自行车骑行时的随机蛇行与穿插行为.在模型中引入不同随机偏移概率值来仿真,对所获得交通流参数分析,认为蛇行及穿插行为使自行车流容易发生阻塞并降低了车道通行能力,结果表明,符合自行车流的观测统计特征和客观现象,说明引入随机偏移概率的合理性.模型为进一步研究混合交通流阻塞形成机理提供了一种可靠方法.     

基于元胞自动机的港湾公交站间距影响研究

公交系统对城市交通流的影响十分显著，在对现有经典交通流元胞自动机模型进行总体分析的基础上，提出了一种考虑公交车辆和港湾式公交停靠站影响的多速混合车辆双车道元胞自动机模型，重新标定了元胞长度、运行车速和随机慢化机制，引入了公交车停靠站，改进了车辆变换车道规则。通过计算机模拟，再现了传统交通流三参数之间的关系，为更好地描述城市混合交通流奠定了基础。     

分级高速公路交通流能耗分析仿真研究

以元胞自动机理论为基础,建立了一种新型分级高速公路元胞自动机能耗动力学模型。并以分级路段组成的青兰高速公路为例,进行了交通流仿真,分析了最大速度、分级路况下的车辆慢化概率对通行能力及交通流能耗的影响,分析了优等、劣等路段的交通流状况与整个分级高速公路系统交通流状况之间的关系,得到相应的定量分析结论。通过对分级高速公路能耗进行仿真与分析,为高效运营和管理分级高速公路提供了科学的理论依据。     

一种改进CA高速公路隧道交通流仿真研究

应用元胞自动机理论,针对VDR单车道模型在仿真交通流时数值模拟结果偏小的情况,考虑前车相对运动对跟随车的影响,提出了虚拟车间距的概念,同时在一定条件下对后车进行了跟驰约束,建立改进的VDR绿波模型并应用该模型对高速公路隧道交通流进行了模拟仿真,分析了速度、密度、流量三参数之间的关系,得出车辆密度、车辆延迟刹车概率等因素对高速公路隧道交通流的影响规律,仿真结果表明改进的VDR绿波模型不仅具有基本慢启动模型的典型特性,而且对传统VDR元胞自动机模型数值模拟偏小的情况有合理的改善,对科学管理高速公路瓶颈隧道交通流具有一定的参考价值。     

一维单车道交通流元胞自动机模型综述

随着交通流模拟的需要及智能交通系统的发展,出现了基于元胞自动机理论的交通流模型。交通流模型是交通理论研究的重要问题,交通流元胞自动机模型的出现和发展为交通流理论的研究提供了一种新的方向。文章主要介绍了单车道交通流元胞自动机模型,并对元胞自动机模型的发展提出了展望。     

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。     

换道概率对二维元胞自动机交通流量的影响

针对城市二维道路交通网络十字交叉路口在红绿灯控制下行驶的车道问题,提出一种四向交通道路模型,其中包括考虑加速度、换道概率参数对交通流的影响。采用元胞自动机模型(BML模型)模拟车辆运行的动态过程,给出换道概率临界点位置对车流量影响之间的关系。数值结果表明,换道概率对整个进、出口车流量产生扰动影响,换道规则符合车辆运行状态。     

基于模糊控制规则的元胞自动机模型

针对单车道道路交通流提出了一种新的基于模糊控制规则的元胞自动机模型。与NaSch模型不同,新模型中的随机慢化概率是根据模糊控制规则计算得来的。在新模型的模糊控制规则中,将当前车辆的车间距以及其与前车的速度差作为输入因素,经过模糊推理从而计算出当前车辆本时间步的随机慢化概率。经过计算机仿真发现,新模型的基本图和时空图较好地重现了现实道路交通流中的某些宏观特性,如时走时停波、回滞以及亚稳态等现象。     

基于VISSIM微观交通仿真软件的导流岛机非冲突元胞自动机模型

针对复杂的导流岛冲突区机非冲突行为,应用传统解析法得到的右转车道通行能力往往与实际运行状况偏差较大。为此,提出了基于VISSIM微观交通仿真软件的导流岛机非冲突元胞自动机模型。该模型利用VISSIM的组件对象模型编程,依据提出的元胞自动机规则集,通过设置一系列模拟元胞的检测器,来控制右转机动车的车速变化,从而模拟右转机动车面对非机动车或行人冲突时的截流效应,并同时利用VISSIM仿真软件的让行设置来控制非机动车或行人的过街行为。仿真结果表明,利用该模型得到的右转车道通行能力值与实际观测值的平均相对误差为5.45%,优于传统的解析法,能够较好地反映导流岛冲突区的实际运行状况,从而为混合交通条件下导流岛渠化形式的规划、设计、交通管理与组织提供理论依据。     

入匝道系统元胞自动机模型的换道规则研究

基于入匝道系统的元胞自动机交通流模型,从安全距离的角度提出四种换道规则,探讨四种换道规则对匝道系统的影响。模拟计算结果表明,匝道上的不同换道行为对匝道交通流模型有重大影响。安全距离为零的换道行为,能使匝道路段的流量获得最大值,但是却会抑制主道上游路段和下游路段的车辆流量;同时考虑了与前后车有安全距离的换道行为,不仅能让主道上下游路段的流量达到最大值,还能使整个匝道系统的流量达到最大值。     

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。     

基于多组件融合与空洞图卷积的车道占用率预测模型

为解决交通拥堵和交通硬件资源分配不足等问题,提出一种基于多组件融合与空洞图卷积的车道占用率预测模型MCFDGCN。针对交通数据的非线性和受多种隐式因素影响的特点,利用图卷积提取交通数据的空间相关性,使用空洞卷积提取时间依赖特征,将车流量和车辆速度作为2个隐式因素引入模型中,对多组件提取的影响车道占用率的多模态特征进行融合,以完成车道占用率预测任务。在PeMS7（O）、PeMS7（4）数据集上进行实验,结果表明,与HA、ARIMA等模型相比,MCFDGCN模型预测误差较低且误差增长较缓慢,能实现更精准的车道占用率预测。     

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。     

Traffic flow harmonization in expressway merging

Steering a vehicle is a task increasingly challenging the driver in terms of mental resources. Reasons for this include the increasing volume of road traffic and a rising quantity of road signs, traffic lights, and other distractions at the roadside (such as billboards), to name a few. The application of Advanced Driver Assistance Systems, in particular if taking advantage of Ambient Intelligence (AmI) technology, can help to increase the perceptivity of a driver, leading as a direct consequence to more relaxed mental stress of the same. One situation where we see potential in the application of such a system are merging areas on the expressway where two or more varying traffic streams converge into a single one. In order to reduce cognitive liabilities (in this work expressed as panic or anger), drivers are exposed to while merging, we have developed two behavioral rules. The first (“increased range of perception”) enables drivers to change early upstream into a spare lane, allowing the merging traffic to join into mainline traffic at reduced conflicts, the second (“inter-car distance management” in the broader area of merging) provide drivers with recommendations of when and how to change lanes at the best. From a technical point of view, the “VibraSeat” a in-house developed car seat with integrated tactile actuators, is used for delivering information about perception range and inter-car distances to the driver in a way that does not stress his/her mental capabilities. To figure out possible improvements in its application in real traffic and at a meaningful scale, cellular automaton–based simulation of a specific section of Madrid expressway M30 was performed. Results from the data-driven simulation experiments on the true to scale model indicate that AmI technology has the potential to increase road throughput or average driving speed and furthermore to decrease the panic of drivers while merging into an upper (the main) lane.