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1、 ： 中国科 学 技 术大学 学 位 论文 授 权 使用 声 明导导师签名师虢题：趟签字日 期： 及 完 善 现 实交通网 络。 ： 车 辆 在面 临 路 径 选 择时 ，选 择即 将驶 入 的 路 段中平 均 速 度 比较 大的那一 条 驶 入 。 在该 方法 下，车 辆 密 度 分布呈 现 出 风车 形状 ，峰 值位 于 网 络对角线 上 。 不 同 方向 行驶 的 车 辆 分布在不 同 的 角落 中，每 个 路 口 一 般 只有两个方向 的 来流 比较 大，形成 相 互竞 争 ，一 定 程度 上 减 轻 了 路 口 负担 。 只是 改 变系统 中车 辆 的 分布，对 平 均 速 度 和
2、平 均 流 量 的 影 响 可以 忽略。 而 且执行时 需 要 进 行额 外 的 观 测和 统 计 道路 上 车 辆 信息，并把 这 些 信息传递 给道路 匕 的 头 车 。 交通灯 周 期 合 低 扯越煌 浦 芷 赥 的 变化相 当敏感 ，体现 在网 络运 行可靠性 孀 胖芷 诒涠 牟 煌 慕 煌 浦 芷 赥 能 够 显 著影 响 平 均 速 度 甌 ， 琣 ， ： 瑃 甋 ， 瑃 琣 痶 ， 琣 模 拟结 果 及 分析 蔡 痰剖 奔銽 对 系统 的 影 响 芷 赥 对 系统 的 影 响 本 章小 结 第 一 章绪论济 发 展，影 响 人们 的 工作 生 活 ，成 为 全世界面 临 的 难
3、题 。 在中国，城 镇 化和 汽 车普及 双双加速 ，各 大城 市中道路 交通网 络不 堪重 负，交通安全、堵 塞 及 环 境 污 染成 为 困 扰 我 国道路 交通领 域 的 三 大难 题 。 据 有关 统 计 显 示，我 国城 市人均 道路 面 的 水 平 ： 与 此同 时 ，城 市中机 动 车 保 有量大幅 增 加了 上 下班时 间 ，人们 在通往 工作 的 路 上 花 费 了 大量 时 间 ，使得 工作 的 时 间 减 少，一 定 程度 上 影 响 了 堵 塞 区域 经济 发 展。 此外 ，排 队过 程中车 辆 不 会熄 火 ，引 擎 继续 运 转 ，不 断 地耗 费 着 燃料 。 车
4、 辆 在排 队行进 过 程中，不断 地加速 ，刹车 ，进 一 步加剧 了 燃料 的 耗费 。 这 样浪费 了 能 源，也造 成 了 空 气污染。 了 万 元。 复杂网 络环 境 、生 态 等大量 的 学 科 和 领 域 。 在复杂网 络的 研 究 过 程中，人们 从 微观 角度 出发 ，观 察 个 体之 间 的 相 互作 用 是 怎 样影 响 系统 的 宏 观 表现 。 这 种 研 究 方式 把 系统看 作 一 个 整 体，很 好 的 避免 了 传统还原 论方法 的 限制，并成 功 的 预 言 并复现 了 复杂系统 表现 出 来的 复杂而 丰 富的 整 体行为 。 也使得 以 网 络方式 研
5、究 复杂系统 成 为大家 关 注的 焦点。当我 们 研 究 显 示生 活 中的 某 个 网 络，如 通信网 络，社 交网 络以 及 交通网 络等时 ，通常 把 网 络中的 个 体 缃煌 缰 械 穆 房 冢 嫡 镜 抽象 为 一 个 个 节点，将个 体与 个 体间 错 综 复杂的 联系 缌 恿礁 雎 房 诘牡 缆 抽象 为 网 络 连 边，这样就 可以 将复杂网 络归 结 为 由数目庞 大的 网 络节点以 及 沟通节点的 连 边共 同 构成 的 网 络结 构。 ：也称 为 聚 集系数，用 以 表征 网 络中任意三 个 节点 ： 6塾 第 一 章绪论数的 平均 值 。沙 堆 斜 率 的 波 动 就
6、 是 一 个 简 单 的 自 组 织 临 界现 象 。 沙 漠 中，在风的 作 用 下，沙 丘 千姿 百态 ，连 绵 不 断 ，然而 每 个 沙 堆 的 斜 率 却基 本 上 是 相 同 的 。 原 因 在于 当沙 堆 表面 的 斜 率 过 大时 ，沙 堆 顶 部的 沙 粒支持力 不 足 ，会向 下滑 落 。 而 如 果 沙 堆的 斜 率 很 小 ，则 在风的 作 用 下，沙 粒会向 上 滚动 ，不 断 积 累在沙 堆 顶 部。 所 以 ，存 在一 个 稳 定 阂 值，当 沙 堆 的 斜 率 小 于 该 阈 值时 ，沙 粒运 动 无 序 ，不 会出 现 宏 观的 流 动 现 象 。 反 之 ，
7、当 沙 堆 的 斜 率 大于 该 阈 值时 ，沙 堆 的 机 构不 稳 ，会出 现 明显的 宏 观 流 动 ，表明有序 运 动 。 系统 会自 己 组 织 该 阈 值，使得 该 阈 值所 对 应的 状 态是 稳 定 的 。 当有微小 扰 动 使系统 偏 离这 个 状 态 ，则 偏 离会自 动 地逐 渐 消失 ，所 以该 现 象 被 称 为 “自 组 织 临 界现 象 ”。 更新 规 则 如 下： 涸 硕 琗 聏 ； 车 辆 对 速 度 做 出 调 整 后向 前 行驶 。一。一一灞鬻 ，简 称 是 一 种 高效 的 路 线的 选 择。 种 各 样的 自 适应交通灯 ，并在单 个 路 口 以 及
8、道路 网 络中对 这 些 模 型 进 行测试 。络，研 究 发 现 两个 因 素 决 定 其性能 ： 交通网 络的 结 构特 点以 及 车 辆 的 路 径 选 择方 型 的 基 本 特 征 ，并通过 模 拟研 究 三 种 不 同 的 路 径 选 择策略对 系统 各 项 指 标 如 车 流量 ，平 均 速 度 ，网 络运 行可靠 性以 及 系统 中车 辆 密 度 分布的 影 响 。 道路 网 络中的车 辆 可以 被 抽象 为 一 个 个 自 驱 动 粒子，所 以 整 个 网 络与 其中的 所 有车 辆 的 演 化过程可以 视作 复杂网 络中的 自 组 织 临 界现 象 ，而 不 同 的 驱 动
9、规 则 可以 演 化出 很 多 不同 的 结 果 。 另一 方面 ，我 们 将智能 交通系统 的 思想应用 到道路 网 络中，根 据 道路上 车 辆 信息传播 范 围 的 不 同 而 对 应发 展出 不 同 的 路 径 选 择方案，这 也与 现 实生 活中交通实际相 符合 。 通过 大量 数值模 拟，指 出 各 选 路 方案的 优缺点以 及 适用 范 围 。模 拟结 果 显 示，当 车 辆 在路 口 面 临 路 径 选 择时 ，对 当前 位 置 与 目的 地之 间 的 道路车 辆 信息了 解 越多 ，整 个 行驶 过 程就 会越顺畅，系统 的 整 体稳 定 性也就 越高。 缺点在于 更 多 的
10、 信息就 要 求更 多 、更 复杂的 道路 车 辆 信息采 集系统 ，大量 的 信息同时 也带来的 庞 大的 计 算量 ，对 计 算方法 以 及 设 备提出 更 高的 要 求。第 三 章主 要 研 究 自 适应交通灯 对 道路 网 络的 影 响 。 在本 章中我 们 提出 了 自 适 影 响 显 著，合 适的 交通灯 周 期能 够 使系统 维 持较 长 时 间 稳 定 。第 四 章，对 本 文 研 究 内 容 进 行总 结 ，概括本 文 中主 要 创 新 点，并对 未来城 市道路 网 络的 研 究 进 行展望。 第 二 章曼哈 顿 城 市道路 网 络 中路 径 选 择的 研 究：她畁； 璢 第 二 章曼哈 顿 城 市道路 网 络中路 径 选 择的 研 究 杭 铀 伲海 耺 雗 ； 杭 跛 伲海 籱 ， ； 第
