《基于元胞自动机的城市交通网络模拟模型》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于元胞自动机的城市交通网络模拟模型（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于元胞自动机的城市交通网络模拟模型大连理工大学 张名举 刘勤一 孙宇哲指导教师 贺明峰 本工作的目的是探讨利用元胞自动机模拟 城市交通的可能性，给出了一个可行的理 论与方法框架，并通过具体交通网络（局 部）的计算机模拟，说明了该模拟模型的 有效性，得到一些有效的结果及一些可以 进一步探讨的问题。一 初等元胞自动机 二 基于元胞自动机的基本交通模型 三 基本模型的扩展 四 城市交通网络的模拟一、 初等元胞自动机 1.1模型的建立考虑有等长的L个格子的线段每一个格子i都有两种状态 0和 1，在t时 刻i格子的状态记为： 记 1.2 关于函数 f采用周期边界，即为元胞自动机，由于只有0、1 两种状
2、态，所以函数f共有256种状态。256种状态对给定初值及规则f，可通过计算机得到N步以后的演化结果T111110101100011010001000T+10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 10 0 0 0 0 0 10 1 1 11 0 1 1二、基于元胞自动机的基本交 通模型2.1.1模型的建立考虑一个有等长的L个格子的线段，每个格子可 有一个向右行驶的车或为空。行驶规则为：若前 方格子有车，则停止。若前方为空，则前进一格 ，不能跟驰。采用周期边界，此即为NS模型 (1992)即：f为：T111110101100011010001000T+1101110002.1一维模型
3、 2.1.2 结果2.2 二维基本模型2.2.1模型的建立 考虑一个L*L的网格，对任一格子(i,j),共 有三种状态，即有一个向右行驶的车、 有一个向上行驶的车和空。行驶规则为 奇数时间向右行驶的车可以前进，切一 辆车只有前方格子里空时可前进一格。 不能跟驰，偶数时间步向上的车可以行 驶，规则同右行。（BML模型1992） 2.2.2 结果快照三 基本模型的改进 3.1 一维变速模型在NS模型的基础上，考虑车可有 不同的速度，并制定相应的运行规则 ，最大速度为Vmax为正整数，这样， 每个格子的状态为空，或具有一个小 于等于Vmax的非负整数的车。运行规 则考虑加速、减速、随机事件等因素 。
4、3.1.1模型 3.1.2 结果 3.2 二维双向模型在原二维的元胞自动机基础上，考虑双向行驶机 制，则每个格子有七中状态：空，右行，上行，左行 ，下行，左右，上下。运行规则类似于原二维模型。3.2.1模型 3.2.2 结果 3.2.3 快照 3.3 二维双向多道模型在二维双向模型的原胞自动机基础上，两列并排 。即考虑左左右右的情形。类似于前述模型可给出相 应的规则。3.3.1模型 3.3.2 结果 3.3.3 快照 3.4 二维三向模型对L*L网格中的任意(i,j)有四种状态，空，右，左，上 ，下。即为比BML模型多一种斜行机制，此时每三个 时间段为一个计量单位。依次为右行，上行，斜行。3.
5、4.1模型 3.4.2 结果 3.5 二维基本街区模型3.5.1 模型如下网格车的运行机制用BML模型 3.5.2 结果四 城市交通网络的模拟 4.1 道路分类根据具体交通网络格路段的特性，将路段分为单行路， 双向单车道， 双向多车道 等情形。 4.2 转弯机制1。等概率转弯机制2。不等概率转弯机制 4.3 交叉口策略对给定切换周期考虑不同的定时切换策略具体有1.等时间分配红绿灯2.按照流量控制红绿灯分配时间 4.4 边界条件1.闭合边界2.周期边界3.开放边界 4.5 结果 下图为大连市交通网络的一个局部 其拓扑图如下： 上图中已根据具体情况将路段分类，现 考虑在封闭边界条件下，考虑不同转弯 机制及交叉口策略组合对交通效率的影 响。五 进一步可讨论的问题 5.1立交桥问题。 5.2超车问题 5.3停车场问题 5.4边界问题（周期边界，开放边界） 5.5交叉口局部的CA模型 5.6红绿灯的协调问题 5.7改善路段作用的模拟 5.8增加路段作用的模拟
