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《广西师范大学》 2001年
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用元胞自动机和格子玻尔兹曼方法研究交通流的有关问题

黄乒花  
【摘要】: 元胞自动机CA(Cellular Automata)和格子玻尔兹曼方法LBM(Lattice Boltzmann Method)是研究非线性复杂系统的有效工具。本文首先综述了近期来物理学界在统计物理的基础上对交通流问题的研究发展情况:各类研究方法,研究模型及模型对实际应用的意义及其局限性。详细介绍了作为各类模型研究基础的一维决定论模型DCA和二维决定论模型BML的基本原理和特性。在此基础上,对汪秉宏提出的CA交通流关联函数截断解耦理论加以应用和推广到一维CA随机交通流模型中,获得了关联函数所满足的方程及车辆密度、速度、流量随模型中刹车、转入、转出概率变化的理论值,通过计算机对模型的真实模拟得到了理论值与模拟非常一致的结果。接着,建立了和研究了二维二速的主干道模型,该模型模拟了城市交通中一条主干道,多条支道的交通情况,在干道与支道的交叉路口设置红绿灯,车辆在运行中可以有对突发事件发生反应的刹车,在发生堵塞时,路口的车辆可考虑通过转向来缓解交通等各种实际情况的发生,给出了车辆演化的演化方程,并通过计算机模拟,研究模型在改变车辆的初始密度、刹车概率、转向概率、支道数、红绿灯信号的绿信比、红绿灯信号周期等各种情况下支、主干道车辆的速度、流量的变化,并分析在各种情况下交通状况的成因,提出改善交通的有效措施。最后,在刘慕仁提出的用格子Boltzmann方法研究一维决定论交通流的思路下,将此法推广到对二维BML模型的模拟上,得到了与用以往方法的研究结果相类似的速度-密度图线,且车辆从运动相到堵塞相转变的上下临界密度是一致的,同时分别给出车辆在处于畅通相和堵塞相时,Boltzmann函数在格子上的分布情况,进一步验证了此法的可行性。
【学位授予单位】:广西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:U491.112

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 孟剑平;交通流的介观与微观模型及其应用[D];上海大学;2008年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 何云,陈若航,吕晓阳;一维DCA交通流模型分析[J];广西师范大学学报(自然科学版);1997年01期
2 陈若航;CA交通流模型的交叉口控制效应[J];广西师范大学学报(自然科学版);1996年03期
3 吕晓阳,陈若航,刘慕仁,孔令江;CA交通流模型的演化方程与转向概率效应[J];物理学报;1997年03期
4 汪秉宏,邝乐琪,许伯铭;高速公路交通流元胞自动机模型的一种统计平均解耦处理[J];物理学报;1998年06期
5 吕晓阳,刘慕仁,孔令江;一维元胞自动机随机交通流模型的理论分析与计算机实验[J];物理学报;1998年11期
6 李华兵,陈若航,刘慕仁,孔令江;车辆从车道进入与转出的一维多速随机交通流模型的研究[J];物理学报;1998年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李启朗;盛守奇;;随机减速概率对车间距的统计分布影响[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年04期
2 ;A cellular automaton model for a bridge traffic bottleneck[J];Acta Mechanica Sinica;2005年03期
3 花伟,林柏梁;具有反馈规则的元胞自动机模型及统计法[J];北京交通大学学报;2004年06期
4 周成虎;欧阳;马廷;覃彪;;地理系统模拟的CA模型理论探讨[J];地理科学进展;2009年06期
5 汪明艳,耿祥义;JAVA模拟细胞自动机[J];大连铁道学院学报;2002年02期
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7 任书君;汪波;欧阳朝辉;;基于Agent和元胞自动机的人员疏散过程建模与仿真[J];福建电脑;2011年02期
8 刘海英;邝华;孔令江;刘慕仁;;元胞自动机交通流混合模型的研究[J];桂林工学院学报;2008年02期
9 杨青勇,谭惠丽,孔令江,刘慕仁;元胞自动机双车道模型耦合效应研究[J];广西科学;2003年01期
10 彭麟,吴大艳,刘贵泉,刘慕仁;一维交通流元胞自动机NS模型的统计平均解耦处理[J];广西科学;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 黄志鹏;石琴;;交通流元胞自动机模型综述[A];系统仿真技术及其应用(第7卷)——'2005系统仿真技术及其应用学术交流会论文选编[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈晨;基于细胞自动机方法的城市交通流模拟及优化[D];华中科技大学;2010年
2 尹洪英;道路交通运输网络脆弱性评估模型研究[D];上海交通大学;2011年
3 王华东;城市混合交通系统的建模方法与应用研究[D];浙江大学;2003年
4 杨吉新;元胞单元法理论研究及程序设计[D];武汉理工大学;2002年
5 张晋;基于元胞自动机的城域混合交通流建模方法研究[D];浙江大学;2004年
6 李艳;城市交通网络动态交通流模型和交通信号智能控制研究[D];中南大学;2005年
7 李志鹏;交通流建模及城市路网交通状态分析[D];上海交通大学;2007年
8 姚荣涵;车辆排队模型研究[D];吉林大学;2007年
9 邹杰;基于元胞自动机的交通流模型研究[D];山东科技大学;2007年
10 刘芸;基于流体力学及熵原理的集装箱港区交通流研究[D];中国海洋大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王臻;基于避险行为的平面交叉口机非冲突TCA模型研究与仿真[D];北京交通大学;2011年
2 崔岩;基于视频的智能交通灯控制系统研究[D];辽宁科技大学;2012年
3 翁彦琳;城市混合交通系统建模与仿真研究[D];浙江大学;2002年
4 马道远;元胞自动机方法及其在交通通畅性中的研究[D];武汉理工大学;2002年
5 李健文;细胞自动机在杆系结构中的应用[D];武汉理工大学;2002年
6 汪明艳;JAVA模拟细胞自动机[D];大连铁道学院;2002年
7 刘贵泉;城市主干道交通流的控制与管理的研究[D];广西师范大学;2002年
8 彭麟;开放边界条件下元胞自动机交通流模型的研究[D];广西师范大学;2003年
9 严飞;基于Agent和元胞自动机的智能交通仿真研究[D];大连海事大学;2004年
10 邝华;混合车辆元胞自动机交通流模型的研究[D];广西师范大学;2004年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 冯蔚东,陈剑,贺国光,刘豹;交通流中的分形研究[J];高技术通讯;2003年06期
2 黄乒花,孔令江,刘慕仁;用格子Boltzmann方法研究交通流BML模型[J];广西师范大学学报(自然科学版);2002年04期
3 甘明星,张小军,刘祖源;交通流的格子Boltzm ann模型[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2004年03期
4 付传技;汪秉宏;殷传洋;高坤;;利用智能决策的双通道交通流[J];物理学报;2006年08期
5 汪秉宏,邝乐琪,许伯铭;高速公路交通流元胞自动机模型的一种统计平均解耦处理[J];物理学报;1998年06期
6 张鹏,戴世强,刘儒勋;多等级交通流LWR模型中的非线性波描述与WENO数值逼近[J];应用数学和力学;2005年06期
7 戴世强,冯苏苇,顾国庆;交通流动力学:它的内容、方法和意义[J];自然杂志;1997年04期
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 袁耀明;交通流元胞自动机模型的解析和模拟研究[D];中国科学技术大学;2009年
2 李新刚;基于元胞自动机模型的交通系统微观建模与特性研究[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 邱凯福;基于宏观交通流模型的道路网络疏散策略研究[D];中国科学技术大学;2009年
2 周锋;基于元胞自动机的沿海港口水域船舶交通流演化仿真研究[D];武汉理工大学;2012年
3 田聪;基于元胞传输模型的城市交通拥堵机理研究[D];华中科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王明祺;交通流理论的研究进展[J];力学进展;1995年03期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 花伟,林柏梁;具有反馈规则的元胞自动机模型及统计法[J];北京交通大学学报;2004年06期
2 郑英力,马社强,翟润平;城市道路路段基于元胞自动机的交通模拟模型[J];中国人民公安大学学报(自然科学版);2004年04期
3 张发,宣慧玉;基于元胞自动机的交通模型综述[J];系统工程;2004年12期
4 李洪,高和蓓,钱昌吉,高国良;基于元胞自动机的薄膜生长的计算机模拟[J];玉溪师范学院学报;2004年08期
5 李才伟,胡瑞安;自组织现象的元胞自动机模拟与图示[J];计算机辅助设计与图形学学报;1997年06期
6 杨吉新,王乘;非线性元胞单元法初探[J];武汉理工大学学报;2003年09期
7 孙跃,余嘉,胡友强,莫智锋;基于元胞自动机原理的微观交通仿真模型[J];重庆大学学报(自然科学版);2005年05期
8 邝华,孔令江,刘慕仁;多速混合车辆单车道元胞自动机交通流模型的研究[J];物理学报;2004年09期
9 李才伟,胡瑞安,杨叔子;δ-网分形指纹及其在图像匹配中的应用[J];华中理工大学学报;1996年09期
10 沈成武,戴诗亮,杨吉新,唐小兵;平面弹性力学中的细胞自动机方法[J];清华大学学报(自然科学版);2001年11期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李曙光;;基于累计车辆数的多车型宏观动力波简化理论[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 王宏;张运杰;魏华;刘宏则;邱望仁;;基于元胞自动机模型的图像分割算法[A];第12届全国模糊系统与模糊数学学术年会论文集[C];2004年
3 畅春玲;张运杰;于东;董云影;;建立在模糊逻辑上的模糊元胞自动机[A];第12届全国模糊系统与模糊数学学术年会论文集[C];2004年
4 罗平;;元胞自动机的地理过程模拟机制及扩展应用[A];中国地理学会2004年学术年会暨海峡两岸地理学术研讨会论文摘要集[C];2004年
5 王炜;;公路交通流车速一流量实用关系模型[A];江苏省公路学会优秀论文集(2006-2008)[C];2009年
6 郭洪民;杨湘杰;京玉海;;铝合金凝固微观组织数值模拟[A];第二届半固态金属加工技术研讨会论文集[C];2002年
7 雷蓉;;基于GeoCA的土地利用变化动态模型研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
8 范炳全;李宝强;马春林;童道琴;;高架道路交通流的控制方法[A];西部开发与系统工程——中国系统工程学会第12届年会论文集[C];2002年
9 顾国庆;;边界条件对元胞自动器演化行为的影响[A];全国青年管理科学与系统科学论文集(第1卷)[C];1991年
10 谭云亮;马志涛;李铁增;颜伟;;岩石细观破坏自组织演化的PCA模拟研究[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
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1 记者 李亦中 通讯员 潘峰 张振宇;珞狮路高架通车带来交通流新变化[N];长江日报;2010年
2 绍兴市建设局 张顺建;缓解交通压力 保护古城风貌[N];绍兴日报;2010年
3 杨磊;“外科手术”治不了北京塞车病[N];中国经营报;2003年
4 夏红兵 沈后功;情况复杂多变化 科学组织交通流[N];扬州日报;2006年
5 记者 简工博 通讯员 丁宏奇;“两隧”通车加剧小陆家嘴拥堵[N];解放日报;2009年
6 深圳特区报记者 赵新明 通讯员 刘明;“堵城”来啦[N];深圳特区报;2010年
7 本报记者;一项缓解交通拥堵的举措[N];贵阳日报;2008年
8 国家发展改革委综合运输研究所 刘斌;四个协调升值轨道交通[N];中国经济导报;2008年
9 赖晓莉;理顺城南交通流 提高城市交通效率[N];成都日报;2007年
10 记者 黄滢;“魔鬼弯道”即将拆除[N];南宁日报;2008年
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1 崔建勋;基于元胞传输模型的道路交通区域疏散应急管理研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 丁男;基于WSN的实时动态交通流数据获取相关技术研究[D];大连理工大学;2011年
3 杨吉新;元胞单元法理论研究及程序设计[D];武汉理工大学;2002年
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8 张莉;城市主干道交通流的分形理论与系统模拟[D];东北林业大学;2005年
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10 龙建成;城市道路交通拥堵传播规律及消散控制策略研究[D];北京交通大学;2009年
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1 黄乒花;用元胞自动机和格子玻尔兹曼方法研究交通流的有关问题[D];广西师范大学;2001年
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3 周子力;城市交通流智能控制及仿真研究[D];华东师范大学;2004年
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