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混合交通流下自行车流的混杂建模及研究

作　者: 张兰渝
导　师: 王慧
学　校: 浙江大学
专　业: 系统工程
关键词: 混合交通流自行车流模型混杂模型元胞自动机广义元胞自动机
分类号: U491.112
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 116次
引　用: 4次
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内容摘要

我国城域交通拥堵的重要原因之一是道路上机动车、非机动车、行人各种交通流混合行驶。通过自行车流建模研究,建立符合自行车流特性的模型,对混合交通流微观仿真建模,以及城市交通管理、交通流组织、交通安全都有非常重要的意义。本文通过对自行车流特点的研究和分析,主要完成了自行车流的微观和中观建模、以及广义元胞自动机建模,取得如下研究成果：(1)结合实际自行车自由流的速度正态分布曲线和速度密度关系的三角分布的基本特征,提出自行车的实际速度是理性速度和期望速度综合作用的观点,并确定其影响力关系式,将这一观点引入原有元胞自动机(CA)模型,建立符合实际情况的基于期望速度的自行车流CA微观模型。(2)根据自行车流的成群行驶的现象建立反映自行车群体行为的Group-Unit中观自行车模型,能够体现自行车群的合并分裂现象。并提出微中观模型切换方法,从而建立自行车流微中观混杂模型,使其满足不同层次的模型精度需求。(3)为了增加微观模型的可扩展性,提出全新的广义元胞自动机建模理论。该模型使用分层结构的模型框架,采用车辆决策矩阵的位置计算方法,将复杂的位置抉择问题转化为概率求取。以路段自行车流为例建立模型,对常规路段场景和堵塞场景分别进行仿真。(4)将车辆导航信息矩阵引入广义CA建模理论,建立广义CA的交叉口自行车流模型,对进口道的不同流量进行分析。(5)将平行异质元胞结构引入广义CA建模理论,建立广义CA混合交通流模型理论。以自行车与电动车的混合交通流为例建立模型,对混合比例和管理手段进行分析。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-12
1 绪论  12-30
  1.1 研究背景和意义  12-14
  1.2 自行车流建模研究现状  14-15
  1.3 混合交通流建模研究现状  15-18
  1.4 交通流混杂建模现状  18-19
  1.5 元胞自动机模型的研究现状  19-28
    1.5.1 单车道CA模型  21-25
    1.5.2 多车道CA模型  25-26
    1.5.3 混合交通流的CA模型  26-28
  1.6 本文的主要研究内容  28-30
2 自行车流特性分析  30-44
  2.1 引言  30
  2.2 场景一:低密度自由流下的自行车路段  30-33
    2.2.1 低密度自由流下的自行车路段数据采集  30-31
    2.2.2 自行车路段自由流特性分析  31-33
  2.3 场景二:自行车路段  33-38
    2.3.1 自行车路段数据采集  33-34
    2.3.2 自行车流路段特性分析  34-38
  2.4 场景三:无信号交叉路口  38-42
    2.4.1 无信号交叉路口混合车流数据采集  38
    2.4.2 无信号交叉口混合车流特性分析  38-42
  2.5 本章小结  42-44
3 基于自行车流的混杂建模与仿真  44-60
  3.1 引言  44
  3.2 基于自行车个体行为的微观建模及仿真  44-52
    3.2.1 加入期望速度的自行车CA改进模型  45-47
    3.2.2 仿真及验证  47-52
  3.3 基于自行车群行为的中观建模及仿真  52-57
    3.3.1 Group-Unit中观自行车群模型  53-56
    3.3.2 仿真及验证  56-57
  3.4 基于自行车流的微中观混杂模型  57-58
  3.5 本章小结  58-60
4 基于广义元胞自动机的微观自行车流模型  60-92
  4.1 引言  60-61
  4.2 广义元胞自动机模型  61-68
    4.2.1 分层结构  61-62
    4.2.2 车辆决策矩阵  62-68
  4.3 基于广义元胞自动机的路段自行车流模型  68-83
    4.3.1 常规路段场景下的仿真及验证  70-79
    4.3.2 堵塞场景下的仿真及验证  79-83
  4.4 基于广义元胞自动机的交叉口自行车流模型  83-90
    4.4.1 基于导航信息的广义CA交叉口自行车流模型  85-86
    4.4.2 自行车流交叉口的广义CA模型的仿真及验证  86-90
  4.5 本章小结  90-92
5 基于广义元胞自动机的混合交通流建模  92-106
  5.1 引言  92
  5.2 基于广义CA的路段混合交通流模型  92-104
    5.2.1 基于平行异质元胞结构的广义CA混合交通流模型  94-97
    5.2.2 自行车与电动自行车混合车流的广义CA模型的仿真及验证  97-104
  5.3 本章小结  104-106
6 总结及展望  106-110
  6.1 本文主要研究工作与创新点  106-108
  6.2 未来研究方向的展望  108-110
参考文献  110-118
附录  118
  附录1:作者简介  118
  附录2:作者在攻读硕士期间的主要成果  118
  附录3:作者攻读硕士期间参加的科研项目  118

混合交通流下自行车流的混杂建模及研究

内容摘要

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