2014美赛A题讲解课件.ppt

两车道元胞自动机仿真步骤 步1.（初始化参数）输入车道数 、一维元胞数（此处为1000）， 元胞长度 ， 车流密度（车辆所占元胞数与元胞总数之比） 加速概率 ， 随机慢化概率 ， 向左变道概率 ， 向右变道概率 ， 超车概率 初始左车道超车欲望赋值概率 ， 仿真时长T， 快车道的最高限速 ， 最低限速 ， 慢车道的车辆最高限速 令t=1。 最低限速 ， 步2.（元胞状态初始化）根据输入的车流密度产生车流随机分配 到每个元胞中，每辆车的初始状态值包括车辆编号i， 车速 ， 所在车道 ， 所在胞的位置 ， 对于位于左车道的车辆, 随机赋予初始超车欲望值。 步3.（状态值计算） 对于每辆车，计算与前车的间距 ， 与前车的安全间距 ， 与相邻车道前方车辆间距 与相邻车道后方车辆的间距 。 。 步4. 对位于右车道的车辆，计算当前车辆前方车辆前方的 空闲元胞数 ， 计算其超车欲望值 。 对 的车辆以概率 随机赋值1，以概率 赋值0。 步5. (随机慢化）对所有超车欲望值为0的车辆， 以概率 减速, 否则，按当前状态行驶。 步6. (加速、减速判别) 对每辆车进行如下判断: 若满足加速条件, 则以概率 加速； 否则,判断其是否满足 减速规则， 若满足减速规则,则减速；否则,保持车速不变。 同时对在相邻的时间段内连续减速两次以上的车辆进行计数。 步7. (由右向左换道判别) 对位于右车道的车辆（ ）， 由换道公式计算其下一时刻 的车道值 。 若 ，则当换道条件满足时, 车辆由 )； 右道换到左道( 否则, 车辆仍在右车道行驶,同时 超车欲望值赋值0。 若 ，则当换道条件满足( )时, 车辆以概率 向左变道； 否则, 车辆仍在右车道行驶。 步8. (由左向右换道判别) 步9. (位置更新) 令 步10.(循环计数) 若车辆驶出仿真路段（ ）， 对位于左车道的车辆( ), 由换道公式计算其下一时刻 的车道值 。 若 ，则当换道条件满足时, 车辆由 )； 左道换到右道( 并置其超车欲望值 ； 否则,车辆仍在左车道行驶。 若 ，则当换道条件满足 )时， ( 车辆以概率 向右变道， 否则，车辆仍在 左道行驶。 ）， 则自动计数驶出系统的汽车数，然后以当前状态重新放入开放 车道的相应元胞内，重复上述过程直至 仿真过程说明 1）流量产生规则 在进行仿真实验时，初始车流的产生采用随机性的原则，即在仿真路段的不同车道上按一定车辆密度随机撒入具有不同速度的车辆。此处，车辆密度是指车辆数占总元胞数的比例。 2）汽车循环规则 自动计数驶出系统的汽车数，然后重新放入开放车道的相应元胞内，如果没有开放车道则等下一步有开放车道再放入。 3）连续刹车计数规则 如果某辆车在某一固定的连续时间段内车速减速改变的次数超过两次（包含两次），则记其为一次连续刹车。 4）超车成功计数规则 如果一辆车的超车欲望值由1变为0，则记超车成功1次。超车成功率即为在整个仿真时段内超车欲望值由1变为0的车辆数占所有超车欲望值为1的车辆数的比率。 5）统计性原则 对每组参数，通过随机重复n次然后取平均的方式得到最后的实验结果。 仿真结果与分析 对两车道模型，分别对“右行左超车”规则与无规则的交通流进行仿真。这里所指的无规则是指车辆的超车与换道只是按一定的概率进行,超车完成后也只是以一定的概率返回右道,与超车欲望值无关。在“右行左超车”规则情形下，超车欲望值为1的车辆超车完成后必须返回右道行驶。 在考虑快慢车道的情形下，通过选取不同的参数，进行大量的仿真试验，最终确定仿真参数如下： 加速概率 = 0.95， 最低限速 =3格/秒。 超车概率 = 0.9， 随机慢化概率 = 0.05， 向右换道概率 =0.4， 向左换道概率 = 0.8， 仿真时长T=1200秒，随机重复次数=20， 左道初始超车欲望值概率 =0.5， 快车道的最高限速 =6格/秒， 最低限速 =4格/秒， 慢车道的最高限速 =5格/秒， 1）相同概率设置下有规则与无规则的对照 2）最大限速提高的对照 加速概率 = 1， 超车概率 = 1， 随机慢化概率 = 0， 向右换道概率 =1。 向左换道概率 = 1， 左道初始