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1、2009 年第三届亚洲国际会议上的建模与仿真微观不可预测的交通的蒙特卡罗模拟Tri Harsono 日本佐贺大学印尼泗水电子工程理工学院信息科学系 电子邮件： AchmadBasuki 日本佐贺大学印尼泗水电子工程理工学院信息科学系， 电子邮件： Kohei Arai 日本佐贺大学信息科学系 电子邮件： araiis.saga-u.a目录微观不可预测的交通的蒙特卡罗模拟 . 1摘要 . 21.简介 . 22.方法 . 33.仿真程序 . 43.1 道路结构的制备 . 43.2 车辆代 . 43.3 驾驶行为 . 53.4.不可预知干扰 . 64实验结果 . 74.1 车辆疏散时间与车辆密度
2、的概率 . 74.2 疏散时间与变道概率 . 74.3 受害者数量与车辆密度概率 . 84.4 受害者的数量与变道概率的关系 . 85.结论 . 9摘要微观不可预测的交通的蒙特卡罗模拟是在模拟的Sidoarjo热泥石流环境下 完成的。我们关注很可能发生高堤坝灾难的大动脉道路。这里是周边地区的主要 交通枢纽，并且这条道路上车辆密度很大。 泥火山具有较高的流速。 问题关键在于当挡土墙被毁时车辆可以从事故发生 地区被安全疏散。本研究提出在受影响道路周围使用基于智能的车辆疏散模型。 我们观察疏散所需的时间和交通条件 （车辆密度的概率）和驾驶行为（变道概率） 造成受害者的数量。两者都在有和没有智能的情况
3、下做了评价和比较。1.简介在过去的 15年里， 随着计算机技术的进步使用微观模拟交通流量的研究有了 重大突破。 在几年前， 微观模拟的交通疏散系统就被研究并记录过。一些早期的 有关紧急疏散的微观模拟被【3】【4】提供。交通紧急疏散建模系统被选择用来 从受影响面积估计疏散时间的在宏观或微观层面的静态分析工具。另一个在微观 尺度的经济疏散的研究被【8】做过了。他们开发了一个原型的空间决策支持系 统，该系统可被紧急情况规划者用来评估从灾难地区应急疏散的计划。它并不需 要考虑胳臂车辆之间的相互作用。 基于智能建模的两个基本组成部分一个是智能 商模型，一个是环境模型。 个别智能商依据和其他药物的相互作用
4、和本地化知识 做出决定。疏散时间在不同的影响撤离的情况下被如何影响，如开放替代出口， 调用交通管制， 改变离开家庭的车辆数目， 在基于智能的模拟技术的基础上被观 察。在一个城市化的边缘地区的邻居疏散计划采用基于智能的模拟接口。他们能 够非常详细的评估第二个通路对家庭疏散时间的空间影响。研究3.8 11 12观察基于智能的建模与仿真研究紧急疏散带来极大的好处。同时分阶 段撤离的有效性的调查研究使用了基于智能的仿真技术，并在三种不同的道路网 络结构中做了研究。通过在从受灾地区撤离的总时间，他们测量了其的有效性。 上述的研究描述了如何撤离所有的受影响地区的居民，而疏散受影响道路上 的车辆的研究使用了
5、基于智能的模型。我们有一篇关于自然灾害的问题的报导， 印尼东 Java省叫做 LUSI的地方在 2006年5月29日发生的 Sidoarjo 热泥石流，现在， 距离泥火山喷发已经过去30个月，仍然具有高流速。 正如我们所知， 泥石流堤坝 周围的环境要素之一是作为周边受害地区主要的交通枢纽的道路。道路上车辆密 度高。很重要的问题是如何在泥遏制壁破裂时疏散周围受影响道路上的车辆。 图1。疏散模拟图块图1。疏散模拟图块2.方法本研究有一些建议的子系统， 首先是确定道路结构的形状。 是在路面结构是直线、 单向车道，有一些行车线并且没有交通灯这些情形下发生热泥石流灾害的实际情 况下做了研究。 关于不可控
6、的干扰属性， 我们设定恒定的速度并且车辆在单向车 道上以相同方向行驶。 另外灾难都来自道路左侧。 以上条件的实现都取决于热泥 石流的实际情况。 其他子系统是车辆的型号。 型号由随机数产生， 其中提供了所有车辆的位置和速 度。此外，我们确定了驾驶行为。这项研究使用的是修改后的 Nagel-Schreckenberg Traffic Cellular Automata驾驶行为。在他们的模型里 我们增加了以下两个参数： 车道变换参数和汽车型号。 所以充分的驾驶行为参数 是加速、制动、速度概率、汽车运动、变道和跟随的汽车。我们观察到的在模拟 疏散中 Nagel-Schreckenberg 得驾驶行为的
7、表现和我们建议的驾驶行为相比，是 在智能情况下的驾驶行为。 最后，这项研究分析了仿真的结果。 它提供了在周围受影响的灾区疏散时间和受 害者人数的车辆疏散的信息。 我们评价了修改后的驾驶行为（无智能） 和有智能 这两种情况并做了比较。这项项研究的步骤如图1所示。3.仿真程序这项研究提出仿真模型的步骤是：道路结构的制备， 车辆代，驾驶行为和不可预 知干扰的解释。3.1 道路结构的制备提出的道路结构的条件如图2所示。主要道路的实际情况非常接近泥密封墙 并且形状是直线的。 高危险性会在热泥石流堤坝破裂泥流在道路上蔓延的时候发 生。 热泥浆将会来自车的后方。 这就意味着泥石流将从道路左侧爆发。因此，车
8、辆和热泥石流运动方向相同（在图2中运动方向是从左至右）。尽管道路非常靠 近很高的热泥石流堤坝， 但是道路上交通密度非常高。 这是由于这条道路是主要 的交通大动脉。 道路是单向两车道。 由于交通密度高， 很多司机更倾向于让车开 得更快。这样的情形给车道带来负面影响。这使车道常常违反规则地变成超过两 车道，因为司机按照自己的方式在路上行驶。这条道路的其他实际情况是这里没 有任何交通灯。图2 道路地图（ SidoarjoPorong 公路） 这项研究使用了三条行车线， 条件和上述的完全相同。 虽然车辆密度很高， 司机 仍有机会改变车道。 我们观察了基于车辆密度概率和变道概率的疏散结果。结果是关于疏散
9、时间和受 害者人数。3.2 车辆代使用的车辆由随机数发生器决定。 车辆的位置和速度取决于车辆密度的概率 值，这意味着它们都小于车辆密度的概率。 详细的车辆代决定如下： 1：定义车道数（ i=1 到k）; 2: 定义细胞数量（ j=1 到n）； 3：确定车辆密度的概率 Pd； 4：由Pd随机生成车辆的方位 S（I,j）和他们的速度3.3 驾驶行为这一部分解释了现有的驾驶行为和修改后的驾驶行为。我们把它叫做无智能的驾 驶行为。我们也陈述了我们建议的驾驶行为我们称作有智能的驾驶行为。3.3.1 修改后的驾驶行为 Nagel-Schreckenberg 。Nagel-Schreckenberg 的交通
10、单元自动装置被称为随机交通单元自动装置 （STCA ）.STCA 的驾驶行为规则有四个步骤，他们是加速、制动、随机化（减速 概率）、和车辆运动【 1】。我们的研究在其基础上加入了车道变更和跟随车辆 两项。它是基于变道模型在交通单元自动装置中的基本实现的规定，设置在单元 自动装置的每个时间步中被连续执行的两个子过程。我们把这个修改叫做 Nagel-Schreckenberg 驾驶行为。修改后的 Nagel-Schreckenberg 驾驶行为全部规 则如下： 1. 加速度 v 0来被判定。这个蕴含式可以通过如下规则表示：s(i, vd*t) 0? victim victim 1, t = time 4实验结果这个实验的目的是测量有和没有智能体对车辆疏散的影响。我们规定在没有 智能体时使用修改后的现行驾驶行为【1】，有智能体时使用我们推荐的驾驶行 为。 疏散的成效是通过测量从第一次发出疏散通知到车辆从受影响道路地区撤离 的总时间来判定。 这个实验考查了有无智能体的疏散策略效果。我们观察了在不 同车辆密度和变道情况下有无智能体对疏散的影响。除此之外，我们也观测了受 害者的数量。这个研究的实验中我们使用的道路长500个单位，三车道，泥石流 速度2个单位，车辆最大速度 5个单位。4.1 车辆疏散时间与车辆密度的概率我们观察了疏散时间与车辆密度的关系。据已做过的观
