有应急车辆的双车道交通流元胞自动机模型

为明确应急车辆对交通流的影响,引入应急车辆影响区域和普通车辆让行概率,修改换道规则,建立了双车道元胞自动机模型.通过计算机数值模拟,生成不同密度下的时空图以及不同参数取值下的密度-流量、密度-速度基本图.研究表明:应急车辆影响区域的设置提高了0.08～0.18密度范围内的车流量和速度,同时提高了所有密度条件下的应急车辆速度;在密度大于0.08时,让行概率对换道次数产生明显影响.应急车辆促使较低密度的交通流更为均衡,对较高密度的交通流干扰有限.     

元胞自动机交通流混合模型的研究

在一维元胞自动机交通流NS模型、FI模型和VDR模型的基础上,考虑不同车辆的驾驶员具有其个性的驾驶方式和习惯,具体表现在不同的驾驶员采用适合于自己行车规则的交通流模型在道路上驾车行驶,从而分别对道路上不同车辆的驾驶员按NS模型和FI模型、NS模型和VDR模型、FI模型和VDR模型的混合驾驶进行了研究和讨论。结果表明,FI-VDR的混合模型更能反映道路畅通、车流增大及描述交通流的复杂非线性现象。     

基于改进型元胞自动机模型的双车道公路交通特征分析

根据双车道公路的微观交通特征,考虑车辆驾驶员的不同驾驶特点,将驾驶员特性与车型结构引入CA模型,建立了新的双向双车道CA模型.通过计算机模拟,分析了驾驶员性格、车型比例、双向流量比例等因素对双车道公路车流密度、速度、速度波动性和流量等交通特征的影响.结果表明:路段平均车速取决于小车比例,且在小车比例为0.7时速度波动最明显,同时增加激进型驾驶员的比例能小幅提高路段平均车速,但会引起更大的速度波动.     

考虑路内停车的元胞自动机交通流模型

为了研究路内停车对路段交通的影响,针对路内停车条件下车辆行为过程分别建立相应的元胞自动机行为规则,进而应用上述规则对不同参数设置下的交通流演化过程进行数值模拟,并分析和讨论了路内停车条件下交通相变特性。研究结果表明,在双向双车道有路内停车路段中,车辆换道至对向车道概率的增加导致路段交通流密度较低时也能发生阻塞;路段交通流密度增大使对向交通阻塞概率增加,而待停车概率增大导致路段交通流平均速度降低的同时未必使对向交通阻塞概率增加。     

交通流元胞自动机模型中慢化行为

根据司机加速和减速过程的不同特性,提出了一个改进的交通流元胞自动机模型。数值实验表明,该模型可以满意地刻画司机学习效应对行车过程的实时影响,说明引入强化学习机制可以更好地再现多种复杂交通现象。     

开放边界的交通流元胞自动机模型

在BML模型的基础上，采用开放边界对交通流进行模拟分析，认为在车辆密度不大时，并未出现平均车速为零的阻塞相，车辆密度的增加虽会适当降低车速和增大车辆阻率，但可大幅度增加通过城市的车辆数，对提高道路的利用率是有利的。     

元胞自动机交通流NS模型中走停车辆的相变研究

为了研究单车道NS元胞自动机模型中的相变问题,定义了走停车的比率,通过计算机模拟的方法,讨论了利用走停车比率作为序参量时车流从自由流到堵塞流的相变特征,并与利用紧挨车辆密度作为序参量时的情况进行了比较,发现走停车比率更适合作为描述交通系统相变的序参量.     

考虑前车效应的一维元胞自动机混合交通流模型研究

针对以往一维元胞自动机交通流模型中急刹车的问题,考虑了混合交通流中两个连续车辆之间的速度差以及加速行为差异,基于慢启动规则提出了一个新的元胞自动机交通流模型,减速幅度大小及慢化概率与速度差相关.通过计算机数值模拟,从基本图中分析发现大型车辆占比对于系统的道路占有率临界值与最大平均流量影响显著,并且新模型提高了中高密度区域的流量;得出的时空图及速度统计表明新模型可以抑制阻塞的形成,延缓了完全静止阻塞现象的发生,使得小集团阻塞稳定存在于系统中并提高了交通系统的稳定性.     

基于元胞自动机的交通流分析

结合元胞自动机的理论,对车辆运行建立了交通流数学模型.通过C++软件描述了运行车辆除超车之外靠右行规则下,交通流量随换道概率变化的情况;通过Matlab软件进行仿真模拟,揭示了交通密度在右行规则控制下所形成的交通流的规律性.结果表明:在靠右行驶规则下,适当的转向概率和车速有利于交通流量的提升.     

元胞自动机模型及其在城市道路交通流中的应用进展

元胞自动机方法和相关建模技术是描述、认识和模拟复杂系统行为的强有力方法。如今,已被广泛用于交通系统的研究。交通流理论研究的目标是建立能描述实际交通一般特性的交通流模型,寻找交通流的基本规律,以揭示交通拥堵产生的机理。为了模拟更为符合实际的交通状况,各种交通流模型被提出。本文介绍经典的元胞自动机交通流模型及其在城市交通流中最新应用进展。     

基于元胞自动机的基本路段行程时间研究

以城市基本路段上的行程时间为研究对象,研究了多车道、含渠化区、信号控制影响下的行程时间.通过对驾驶员基本移动规则、换道特性、信号控制反应的描述,基于NaSch模型建立了基本路段上的元胞自动机模型CAUB,并利用CAUB对行程时间进行了研究.结果表明,基本路段上的行程时间与流量和信号设置有关,也同转向流量比例有关,且呈现突变的特性.     

考虑商业热点影响的交通流元胞模拟

在对车辆个体行为研究的基础上,针对城市商业热点对交通流的导向性影响,引入商业热点吸引子的概念并合理概化其作用模式,利用元胞模拟这一非线性过程研究工具,对具有双向通路的准二维交通流进行了初步建模及模拟计算.计算结果表明,商业热点吸引子的引入以及基于元胞方法的交通流模拟可以反映出较为复杂的城市交通基本特征,是交通流模拟的有效研究手段.     

基于细胞自动机模型的青霉素发酵过程优化控制策略

针对青霉素分批补料发酵过程优化控制问题,提出了一种基于青霉素分批补料发酵过程细胞自动机模型(简称CAPFM)的青霉素分批补料发酵过程优化控制策略设计方法.该方法通过理论分析,将CAPFM等价并转化为一个马尔可夫过程,并构造了基于马尔可夫决策过程的CAPFM迭代优化控制策略,设计了青霉素分批补料发酵过程迭代优化控制的模拟仿真系统.     

基于元胞自动机的沙堆模型并行计算

为了研究大规模沙堆模型的自组织临界性,必须进行大量计算,为了克服原有串行计算技术浪费大量时间的缺点,引入并行计算技术。利用MPI消息传递和C语言,采用主从模式编程实现沙堆模型的并行算法。仿真实验结果表明：当模型格点总数不大时,并行计算的优势并不能很好地体现出来;但当模型规模增大到L≥200后,并行计算时间大大缩短,取得较好的加速比。将并行计算技术应用到二维沙堆模型,将会减少大规模模型的计算时间,提高计算效率,为下一步研究自组织临界性是否具有尺度效应提供可借鉴的经验。     

基于可逆元胞自动机的图像加密算法

提出一种基于一维可逆元胞自动机（RCA）的新的图像加密算法,算法中可逆元胞自动机（RCA）规则和随机数据的应用使得图像具有更高安全性。可逆元胞自动机（RCA）加密算法将已知灰度图像变为二值图像,然后将其数据重新排列成一0-1序列,应用可逆元胞自动机（RCA）规则实现图像加密。灰度图像加密的仿真结果表明所提出的算法满足混合特性和扩散特性,一般的解密算法根本不可能对这种加密图像解密。     

基于细胞自动机的青霉素菌体生长可视化模型

为了更好地反映出青霉素发酵过程中菌体生长的复杂系统特征,在对青霉素生长分批发酵过程菌体生长机理研究基础上,建立了基于细胞自动机的青霉素分批发酵过程中菌体生长的可视化模型．模型采用二维彩色图案描述了青霉素菌体的生长演化过程;模型演化规则建立在青霉素生产分批发酵过程菌体生长机理及其动力学微分方程模型基础上,更加符合青霉素分批发酵过程菌体生长演化行为的多样性,随机性和不确定性的特点．仿真结果表明,该模型较好地描述了青霉素分批发酵过程中菌体生长的演化行为．     

基于元胞自动机变换的重复水印算法

为了在满足水印不可见性和鲁棒性的同时,充分保障水印的安全性,提出了一种元胞自动机域的水印重复嵌入算法.利用元胞自动机的复杂多变的动力学特征,设计一个长的密钥矢量,先对水印进行元胞自动机加密,再对图像子块进行元胞自动机变换,利用纹理掩蔽特征将加密水印重复地嵌入图像子块中,水印检测无需原始图像.实验结果表明提出的算法有很好的鲁棒性、安全性和不可见性.     

一种非完全初等元胞自动机模型

提出了一种非完全初等元胞自动机模型，即奇偶元胞自动机，并根据该模型进行了大量的计算机模拟实验，其结果显示，该模型的内涵比一般的初等元胞自动机丰富