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《中南大学》 2008年
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基于元胞自动机理论的双车道环岛交通流特性研究

刘芬芳  
【摘要】: 随着社会经济的发展,交通需求增长与交通建设相对落后之间的矛盾日益突出,交通堵塞问题、车辆追尾引起车辆相撞的交通事故问题已成为影响城市道路交通发展的主要因素之一。因此交通问题受到国内外专家的重视,他们提出了各种各样的交通模型,力图缓解交通堵塞,减少交通事故。而在众多的交通流模型中,元胞自动机因其简单性、有限性、并能在计算机上方便实现而备受注目。它用简单的规则在计算机上模拟各种复杂的自然现象和物理现象,并取得很好的结果,因此启发人们用它来模拟各种交通问题。 国内外对环岛交通流的研究都是基于单车道,仅考虑两条相互垂直的车道,且均为直行车,模拟得出包括“延误时间与环岛的大小有关”等结论。本文在这些环岛交通流特性相关研究成果的基础上,分析四进四出环岛交通流的行为特征。首先利用元胞自动机模型对单车道环岛的交通流特性进行数值模拟,发现环岛大小、驾驶员属性、环岛车辆限速以及车辆转向概率对环岛总延误时间影响不大。鉴于上述结论与实际环岛交通流特征在直觉上的差异,分析其原因在于单车道环岛不存在换道行为。本文进一步对双车道环岛交通行为进行分析,在发现自由流下双车道环岛的车辆期望行驶路线的基础上,导出了非自由流下通过双车道环岛时换道的期望临界空间位置和极限位置,进而描述了非自由流下的换道规则,建立了双车道环岛的元胞自动机模型,通过数值模拟获得双车道环岛交通流的重要特征,即环岛大小、驾驶员属性、环岛车辆限速和转向概率等因素对总延误时间有较大影响。这也表明用单车道环岛来模拟一般环岛交通流特征有一定的局限性,只有在双车道的环岛上才能获得与实际相符的交通流特性。本文所做的研究工作,对环岛组织规划与设计工作具有一定的指导作用。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:U491.112

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