基于防御性驾驶的元胞自动机微观交通流建模与仿真研究
发布时间：2022-11-11 19:51
随着社会经济的快速发展和人民生活水平的大幅度提高,家用小型车辆逐年递增,道路中的交通事故、交通堵塞等问题也变得十分严重。在这种背景下,交通流模型作为研究道路交通的一种重要手段,被人们越来越重视。交通流建模是目前的交通工程研究热门领域,由于元胞自动机模型在模拟交通流中车辆微观运动状态、揭示车流从自由运动相到局部阻塞相的复杂非线性行为、分析交通流特性等方面具有独特的优势,因而在交通流研究中得到广泛的应用与发展。本文主要研究在防御性驾驶模式下,改变传统模型的车辆运行规则,研究基于防御性驾驶的单车道和双车道模型下的元胞自动机模型。首先本文针对元胞自动机184号模型、NaSch模型和NaSch模型的一些改进模型进行研究,对比交通实测现象,研究各种模型的优缺点,然后对双车道经典模型STNS模型进行了仿真分析,研究其基本图与换道比例。其次,本文在SDNaSch模型基础上进行改进,将防御性驾驶方式与元胞自动机交通流模型相结合,针对SDNaSch模型中前车即将停车的情况下,后车有可能加速这一不符合实际的现象进行改进,得到了基于防御性驾驶的一维元胞自动机模型DD模型,DD模型能够模拟出实际交通的基本图下凹...
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文研究内容
1.4 本文章节安排
第2章 交通流模型理论基础与元胞自动机
2.1 交通流理论概述
2.1.1 描述交通流特性的参数
2.1.2 交通流参数的基本关系
2.2 基本的交通实测现象
2.2.1 亚稳态区域与回滞现象
2.2.2 交通堵塞
2.2.3 自由流,同步流和宽运动堵塞
2.2.4 自组织现象
2.3 元胞自动机理论
2.3.1 元胞自动机的定义
2.3.2 元胞自动机的构成
2.3.3 元胞自动机的特征
2.4 元胞自动机的应用
2.5 本章小结
第3章 基于元胞自动机的交通流模拟与仿真研究
3.1 元胞自动机交通流模型仿真
3.1.1 车辆产生模型
3.1.2 车辆速度与位置更新
3.1.3 边界条件
3.2 单车道元胞自动机交通流模型
3.2.1 184号模型
3.2.2 NaSch模型
3.2.3 NaSch的改进模型
3.3 双车道元胞自动机交通流模型
3.4 单车道元胞自动机交通流模型的仿真与分析
3.4.1 184号模型的仿真分析
3.4.2 NaSch模型的仿真分析
3.4.3 NaSch的改进模型的仿真研究
3.5 双车道元胞自动机交通流模型的仿真
3.6 本章小结
第4章 基于防御性驾驶的一维元胞自动机交通流模型
4.1 防御性驾驶
4.2 模型建立
4.3 仿真参数设置与界面
4.4 模型仿真结果与分析
4.4.1 基本图分析
4.4.2 平均速度-密度图分析
4.4.3 急刹车辆比例-密度图
4.4.4 时空图验证
4.5 本章小结
第5章 基于防御性驾驶的双车道元胞自动机交通流模型
5.1 模型建立
5.2 仿真参数设置与界面
5.3 模型仿真结果与分析
5.3.1 基本图分析
5.3.2 换道比例-密度图分析
5.3.3 时空图验证
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于换道决策机理的多车道元胞自动机模型[J]. 邓建华,冯焕焕. 交通运输系统工程与信息. 2018(03)
[2]防御性驾驶的作用及其技能养成探讨[J]. 吕兵. 时代汽车. 2018(06)
[3]多路段元胞自动机交通流模型[J]. 梁经韵,张莉莉,栾悉道,郭金林,老松杨,谢毓湘. 物理学报. 2017(19)
[4]基于元胞自动机的自动驾驶交通流仿真研究[J]. 邱小平,马丽娜. 西华大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]中国交通工程学术研究综述·2016[J]. 马建,孙守增,芮海田,马勇,王磊,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊. 中国公路学报. 2016(06)
[6]城市路网交通流元胞自动机模型研究[J]. 施俊庆,程琳,褚昭明,刘元林. 公路交通科技. 2015(04)
[7]考虑动态车间距的一维元胞自动机交通流模型[J]. 张柠溪,祝会兵,林亨,黄梦圆. 物理学报. 2015(02)
[8]交通流稳定性的分子动力学分析[J]. 郭涛,曲大义,郝杰,陈文娇,王兹林. 公路交通科技. 2014(05)
[9]一维单车道交通流元胞自动机模型综述[J]. 叶冬,樊镭. 物联网技术. 2013(05)
[10]有应急车辆影响的多车道交通流元胞自动机模型[J]. 赵韩涛,毛宏燕. 物理学报. 2013(06)
博士论文
[1]城市道路交通流自组织运行机理及控制研究[D]. 莫祥伦.吉林大学 2014
硕士论文
[1]道路瓶颈诱发的交通拥堵的机理及其特性和控制的研究[D]. 章一才.广西大学 2019
[2]基于元胞自动机模型的道路交通流复杂特性的研究[D]. 夏运达.湖南大学 2018
[3]基于元胞自动机的交通流改进模型及模拟分析[D]. 卫妮娜.华南理工大学 2017
[4]基于元胞自动机的BRT优先交叉口仿真研究[D]. 邓瑞萍.兰州交通大学 2015
[5]基于元胞自动机的单车道交通流模型研究[D]. 谢娟.长安大学 2014
[6]基于元胞自动机的交通流模型研究[D]. 叶冬.长安大学 2014
[7]考虑驾驶员行为的入口匝道系统模型研究[D]. 王杰.兰州理工大学 2014
[8]基于元胞自动机和模糊推理的交通流模型研究[D]. 张笑梅.大连理工大学 2013
[9]微观交通仿真模型参数标定及检验研究[D]. 王青燕.山东大学 2013
[10]基于元胞自动机模型的公交车运行仿真与分析[D]. 刘魏娜.合肥工业大学 2010
本文编号：3705640
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 国内外研究现状
1.3 本文研究内容
1.4 本文章节安排
第2章 交通流模型理论基础与元胞自动机
2.1 交通流理论概述
2.1.1 描述交通流特性的参数
2.1.2 交通流参数的基本关系
2.2 基本的交通实测现象
2.2.1 亚稳态区域与回滞现象
2.2.2 交通堵塞
2.2.3 自由流,同步流和宽运动堵塞
2.2.4 自组织现象
2.3 元胞自动机理论
2.3.1 元胞自动机的定义
2.3.2 元胞自动机的构成
2.3.3 元胞自动机的特征
2.4 元胞自动机的应用
2.5 本章小结
第3章 基于元胞自动机的交通流模拟与仿真研究
3.1 元胞自动机交通流模型仿真
3.1.1 车辆产生模型
3.1.2 车辆速度与位置更新
3.1.3 边界条件
3.2 单车道元胞自动机交通流模型
3.2.1 184号模型
3.2.2 NaSch模型
3.2.3 NaSch的改进模型
3.3 双车道元胞自动机交通流模型
3.4 单车道元胞自动机交通流模型的仿真与分析
3.4.1 184号模型的仿真分析
3.4.2 NaSch模型的仿真分析
3.4.3 NaSch的改进模型的仿真研究
3.5 双车道元胞自动机交通流模型的仿真
3.6 本章小结
第4章 基于防御性驾驶的一维元胞自动机交通流模型
4.1 防御性驾驶
4.2 模型建立
4.3 仿真参数设置与界面
4.4 模型仿真结果与分析
4.4.1 基本图分析
4.4.2 平均速度-密度图分析
4.4.3 急刹车辆比例-密度图
4.4.4 时空图验证
4.5 本章小结
第5章 基于防御性驾驶的双车道元胞自动机交通流模型
5.1 模型建立
5.2 仿真参数设置与界面
5.3 模型仿真结果与分析
5.3.1 基本图分析
5.3.2 换道比例-密度图分析
5.3.3 时空图验证
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于换道决策机理的多车道元胞自动机模型[J]. 邓建华,冯焕焕. 交通运输系统工程与信息. 2018(03)
[2]防御性驾驶的作用及其技能养成探讨[J]. 吕兵. 时代汽车. 2018(06)
[3]多路段元胞自动机交通流模型[J]. 梁经韵,张莉莉,栾悉道,郭金林,老松杨,谢毓湘. 物理学报. 2017(19)
[4]基于元胞自动机的自动驾驶交通流仿真研究[J]. 邱小平,马丽娜. 西华大学学报(自然科学版). 2017(02)
[5]中国交通工程学术研究综述·2016[J]. 马建,孙守增,芮海田,马勇,王磊,刘辉,张伟伟,陈红燕,陈磊. 中国公路学报. 2016(06)
[6]城市路网交通流元胞自动机模型研究[J]. 施俊庆,程琳,褚昭明,刘元林. 公路交通科技. 2015(04)
[7]考虑动态车间距的一维元胞自动机交通流模型[J]. 张柠溪,祝会兵,林亨,黄梦圆. 物理学报. 2015(02)
[8]交通流稳定性的分子动力学分析[J]. 郭涛,曲大义,郝杰,陈文娇,王兹林. 公路交通科技. 2014(05)
[9]一维单车道交通流元胞自动机模型综述[J]. 叶冬,樊镭. 物联网技术. 2013(05)
[10]有应急车辆影响的多车道交通流元胞自动机模型[J]. 赵韩涛,毛宏燕. 物理学报. 2013(06)
博士论文
[1]城市道路交通流自组织运行机理及控制研究[D]. 莫祥伦.吉林大学 2014
硕士论文
[1]道路瓶颈诱发的交通拥堵的机理及其特性和控制的研究[D]. 章一才.广西大学 2019
[2]基于元胞自动机模型的道路交通流复杂特性的研究[D]. 夏运达.湖南大学 2018
[3]基于元胞自动机的交通流改进模型及模拟分析[D]. 卫妮娜.华南理工大学 2017
[4]基于元胞自动机的BRT优先交叉口仿真研究[D]. 邓瑞萍.兰州交通大学 2015
[5]基于元胞自动机的单车道交通流模型研究[D]. 谢娟.长安大学 2014
[6]基于元胞自动机的交通流模型研究[D]. 叶冬.长安大学 2014
[7]考虑驾驶员行为的入口匝道系统模型研究[D]. 王杰.兰州理工大学 2014
[8]基于元胞自动机和模糊推理的交通流模型研究[D]. 张笑梅.大连理工大学 2013
[9]微观交通仿真模型参数标定及检验研究[D]. 王青燕.山东大学 2013
[10]基于元胞自动机模型的公交车运行仿真与分析[D]. 刘魏娜.合肥工业大学 2010
本文编号：3705640
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