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基于CA模型的城市交通合流区通行方案的研究与优化

袁一丹  
【摘要】:随着汽车保有量的大幅度上升,交通拥堵成为各大城市的普遍现象,其中,造成城市道路拥堵的原因主要来自于合流区瓶颈口汇入车辆与主线车辆之间的交通冲突。针对这一冲突,如何缓解交通堵塞成为近年来的热门研究方向。本文研究了影响城市道路合流区交通流的因素,并提出了两种交通流优化的方案。首先,针对合流区行车的危险性问题,提出了一种基于元胞自动机的安全换道模型,在已有模型的基础上引入驾驶人的心理因素和选择换道的概率来提高换道过程中车辆行驶的安全性,建立更加符合实际道路的元胞自动机安全换道模型。同时,采用数值模拟的手段验证该模型的安全性。在安全换道模型的基础上,分别建立合流区上游、合流区内和下游的车辆行驶规则。通过模拟仿真分析研究不同加速车道长度、不同的发车率等对合流区交通流的影响。其次,在合流区安全行驶规则的基础上引入交替通行的控制策略,提出两种在无信号合流区汇入路口处不同的优化方案:第一个方案是将交替通行的区域提前,该方法将合流区的瓶颈口向前移动迫使汇入车辆提前汇入主线,促使真正的瓶颈口处拥堵情况得以缓解;第二个方案是针对主线有两条或两条以上的车道时,合理利用主线内车道的空隙,提出一种合流区交通流量的优化方案。同时,通过模拟仿真验证这两种方案的有效性。最后,总结分析了全文主要研究内容及得出的结论,同时根据模型的局限性以及缺陷,提出了有待进一步研究的问题。


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