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基于元胞自动机模型的高架路交织区交通流的研究山东大学课程中心
第 55 卷 第 4 期 2006 年 4 月 物 理 学 报 Vol. 55 ,No. 4 ,April ,2006
( )
10003290200655 04 171107 ACTA PHYSICA SINICA 2006 Chin. Phys. Soc.
基于元胞自动机模型的高架路交织区交通流的研究
雷 丽1) 董力耘2) 宋 涛2) 戴世强2)
1) ( 山东大学能源与动力工程学院, 济南 250061)
2) ( 上海大学上海市应用数学和力学研究所 ,上海 200072)
( )
2005 年 5 月 5 日收到;2005 年 12 月 9 日收到修改稿
高架道路上的交织区时常成为交通瓶颈. 以Nagel 和 Schreckenberg 提出的 NS 元胞自动机交通流模型为基础 ,
考虑到换道因素 ,对高架路主线为单车道时的交织区路段进行了数值模拟和分析. 结果表明 : 当交通流稀疏时 ,车
流的交织行为对系统影响不大 ,即使加大交织区长度 ,整个系统的交通流参数也变化不大 ; 当交通流拥挤时 ,交织
行为会对系统产生不良影响 ,此时加大交织区长度 ,可以改善整个系统的交通流状况. 模拟结果显示 ,交织区长度
并非越大越好 ,工程设计中选取一个适宜的中间值 ,整个系统就可以获得很好的运行效果.
关键词 : 交通流 , 元胞自动机模型 , 高架路 , 交织区
PACC : 0550 , 0520
交织区段的交通数据. 基于间隙接受理论和线性优
1 引 言 化方法 ,文献[5 ]发展了对匝道交织区的通行能力进
行评价的新方法 , 同时指出通行能力会随着交织流
[6 ]
高架道路目前已成为国内一些大中城市交通运 量和非交织流量的比例而发生变化. Thomas 等 根
行系统的重要组成部分 ,在居民出行中发挥着举足 据实际的交通事故数据 ,对三种不同的交织区类型
轻重的作用. 据 2000 年 4 月统计 ,上海市高架道路 对应的交通事故率进行了研究. 利用回归分析和神
网的日服务车辆数达91 万辆 ,承担市中心机动车交 经网络理论 ,文献[7 ]提出了两种交织区段的通行能
通的 50 %左右[1 ] . 在高架道路系统中 ,有一种情况 力预估模型.
非常值得关注 :在上匝道的下游不远处紧接着是一 作为一种离散性微观模型 ,元胞自动机模型关
个下匝道 ,并且两个相邻匝道的距离较近时 ,会形成 注交通流中个体车辆的运动状态 ,可以方便灵活地
交通冲突区 ,即交织区. 上海市高架道路系统存在着 修改其更新规则 ,从而适应各种实际的交通条件和
多处这样的交织区路段 ,部分车辆的强迫交换车道 状况[8 —11 ] . 为了细致刻画并对高架路上的车流交织
行为集中在非常有限的长度范围内进行 ,使得车流 行为开展研究 ,本文选用一维的元胞自动机模型
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