基于元胞自动机的城市交通网络模拟模型

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+1000…1000…1000…1000…1000…000…1011…1101…1二、基于元胞自动机的基本交通模型模型的建立

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。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牲二维双向脆多道模型在二维色双向模竹型的原寨胞自动赠机基础浴上，两佣列并排饶。即考贺虑左左殃右右的主情形。扔类似于睛前述模驴型可给圾出相应革的规则虹。3.3女.1模膜型3.3舟.2环结果3.3宽.3鸡快照3.4具二维三向省模型对L*L午网格中的洋任意(i衰,j)有勺四种状态算，空，右窗，左，上骄，下。即把为比BM训L模型多遮一种斜卖行机制间，此时穿每三个奥时间段乒为一个肿计量单份位。依获次为右砖行，上形行，斜渔行。3.4.羽1模型3.4充.2锹结果3.5裤二维黄基本街躁区模型3.5胞.1油模型如下网君格车的桐运行机泡制用B杂ML模庭型3.5境.2源结果四城市候交通网络很的模拟4.1题道路器分类根据具科体交通纲网络格焦路段的若特性，蛾将路段塔分为单行路，窃双向单屑车道，独双向多奏车道僵等情形债。4.2开转弯机制1。等锅概率转粥弯机制2。不等筹概率转弯伟机制4.3摊交叉屡口策略对给定切蓬换周期考转虑不同的央定时切换声策略具体州有1.等剃时间分伪配红绿俭灯2.按什照流量慎控制红桥绿灯分宾配时间4.4仔边界条件1.闭认合边界2.周潜期边界3.开倾放边界4.5狮结果下图为大笛连市交通袄网络的一售个局部其拓扑图超如下：上图中想已根据珍具体情究况将路皆段分类漂，现考芽虑在封纲闭边界永条件下弦，考虑裹不同转疾弯机制制及交叉发口策略津组合对袋交通效泰率的影铺响。五进一土步可讨论章的问题5.1立交桥问般题。5.2超车问滔题5.3甩停车场央问题5.4神边界问饺题（周索期边界扶，开放睛边界）5.5培交叉口供局部的待CA模旗型5.6红魔绿灯的协抄调问题5.7改固善路段作绍用的模拟5.8牙增加路盏段作用秤的模拟谢谢观看/欢迎下造载BYF烂AITH悲IM易EAN呈AVI础SION庙OF阀GOOD亮ONE锅CHE神RISH腔ESA棒NDT乐HEE碗NTHU艳SIAS值MTH孝ATP盟USHE深SO