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基于元胞自动机模型的公交车运行仿真与分析

作　者: 刘魏娜
导　师: 石琴
学　校: 合肥工业大学
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 元胞自动机模型公交车延误簇式到达交通流可控密度区
分类号: U491.112
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 137次
引　用: 5次
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内容摘要

优先发展公共交通是当前大中城市解决道路资源紧缺、交通拥堵问题的首选途径。对公交站点延误以及城市混合交通流中公交运行状况的研究已成为交通领域研究的热点。该研究对提高公交服务水平、改善城市交通运行状况有着积极的作用。本文以交通流元胞自动机模型为基础,运用VB6.0编程模拟了城市混合交通流中公交运行的情况,主要内容如下：1)用单车道元胞自动机模型模拟公交停靠站,建立相应的规则,实现公交到站停靠、乘客上下车及离站的过程。通过改变站台容纳数和乘客到达概率等参数得到不同的公交车在站延误,并由此研究公交车在停靠站的延误与到达状况、站台容纳数的关系。2)在分析了经典的双车道元胞自动机模型STCA模型及其衍生模型STCA-Ⅰ、STCA-Ⅱ、ASTCA四种模型的基础上,提出适合模拟城市混合交通流的双车道元胞自动机模型的具体换道规则,并模拟了公交车和小汽车的混合比例从0到1的混合交通流的运行状况,得到了系统平均速度、流量与密度的关系。通过对统计数据的分析,得到如下结论：1)公交车成簇式到达时,站台容纳数的增大并不能从根本上改善公交车在站延误情况,且使公交车站内延误增大。2)公交车在停靠站的到达状况对公交车在站延误具有决定性作用。3)城市混合交通流中公交车对交通流的速度和流量具有抑制作用。4)当交通流的密度处于ρ=0.2——ρ=0.6时,系统受随机慢化作用和低速车的影响较明显,可采取有效地优化措施改善交通运行情况。本研究对公交路线停靠站的改善有一定的指导作用。同时,从理论上证明了对一定水平的道路交通设置公交专用道的必要性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-17
  1.1 课题背景  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-16
    1.2.1 公交在站停靠研究概况  13
    1.2.2 交通流元胞自动机模型概况  13-14
    1.2.3 交通流三参数关系  14-16
  1.3 本文主要研究内容  16-17
第二章交通流元胞自动机模型  17-28
  2.1 元胞自动机介绍  17-24
    2.1.1 元胞自动机的定义  17-18
    2.1.2 元胞自动机的构成  18-21
    2.1.3 元胞自动机的特征  21-22
    2.1.4 元胞自动机的分类  22-23
    2.1.5 经典的元胞自动机——Wolfram的184号规则  23-24
  2.2 道路交通流中的元胞自动机模型  24-27
    2.2.1 单车道元胞自动机基本模型——NaSch模型  24-25
    2.2.2 双车道元胞自动机模型  25-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章基于元胞自动机模型的公交车在站延误研究  28-37
  3.1 公交车在站停靠时间影响因素与延误分析  28-29
  3.2 公交车在停靠站的到达特性  29
  3.3 模型建立  29-31
  3.4 模拟结果分析及讨论  31-36
  3.5 本章小结  36-37
第四章基于双车道CA模型的考虑公交运行的混合交通流研究  37-54
  4.1 元胞自动机模型  37-43
    4.1.1 NS模型和STCA模型  38-39
    4.1.2 STCA-Ⅰ和STCA-Ⅱ模型  39-40
    4.1.3 考虑公交影响的ASTCA模型  40-42
    4.1.4 模型ASTCA与STCA、STCA-Ⅰ、STCA-Ⅱ的对比分析  42-43
  4.2 考虑公交影响的双车道元胞自动机模型的建立  43-52
    4.2.1 车辆换道规则  43-44
    4.2.2 车辆演化的更新规则  44
    4.2.3 模拟结果分析  44-52
  4.3 公交专用道的设计条件  52-53
  4.4 本章小结  53-54
第五章总结与展望  54-55
参考文献  55-58
攻读硕士期间发表的学术论文  58

基于元胞自动机模型的公交车运行仿真与分析

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