一维元胞自动机的随机交通流模型研究

一维元胞自动机的随机交通流模型研究

一、一维元胞自动机随机交通流模型的研究(论文文献综述)

刘展宏[1](2021)在《混入自主车辆队列的交通流建模与仿真》文中提出近年来,由于车辆保有量持续上涨,交通拥堵问题愈发严重。随着交通行业和汽车技术的蓬勃发展,智能交通和智能汽车将会融入大家生活。车辆队列属于智能交通系统下的一种新型智能车辆行驶模式,它的出现能够有效缓解交通压力、提高道路通行能力,为解决传统车辆带来的交通拥堵提供了另一种可能性,所以研究混入车辆队列的交通流特性是一个值得深入挖掘的课题。本文分析车辆队列和普通车辆交通运行特点的相关文献后,基于合理的基本假设,建立模型,探析车辆队列给交通带来的影响。本文主要工作内容如下:(1)根据普通车辆的交通运行特性,在人-车-路方面依次根据车辆队列和普通车辆特点进行模型改进区分;首先,驾驶员方面:通过冒险参数和随机慢化在减速方面来刻画普通车辆拥有的驾驶员特性;利用跟车速度的浮动误差来描述普通车辆与车辆队列的差异;其次,车辆方面:普通车辆和车辆队列加减速度、车身长等变量进行区分;最后,道路方面:为了贴合实际交通采用了开放性边界,进行了相应主体的边界条件设置。以Na Sch模型为基础根据上述主体的交通运行特性,提出元胞自动机模型框架;然后,考虑到取整函数可能会导致位移累加更新带来的"迟滞"效应,将速度和位移小数部分的进行累计记录,细化元胞尺寸和更新时间步长;基于分类建模的思想,建立混入车辆队列的元胞自动机跟驰行为模型。通过建立的跟驰模型分析跟驰时流量、密度、速度基本参数得到如下结论:随着车辆队列混合比例增大,道路通行能力增加、最终密度集中区域开始后移和扩大、大量速度的分布区域开始往较高速度区域移动并扩大。混合比例0.9的两辆车和三辆车组成的车辆队列对应的通行能力约为混合比例0.1通行能力的1.6和1.9倍;车辆队列内部车辆之间的间距越大,最大通行能力越小。车辆混合比例相同的情况下,队列车辆数越多其最大通行能力会更大。(2)通过研究各类主体车辆的属性和换道行驶特点,考虑不同车道之间的换道间距条件以及普通车辆和车辆队列换道概率条件差异。基于普通车辆和车辆队列的特点和差异性,以STCA模型为基础,据此构建混入车辆队列的三车道元胞自动机换道模型用来描述普通车辆和队列车辆的换道行为。通过仿真结果分析得到:普通车辆和车辆队列的换道次数大于普通车辆之间的换道次数。车辆队列速度越快,越容易受到外来车道驶入车辆干扰,引发拥堵,破坏行驶系统稳定性。

张锦[2](2021)在《混合交通流元胞自动机模型研究》文中研究表明近年来,道路交通系统日益发达,各种交通出行的需求也逐渐增加。由于人们选择了不同的出行方式来满足自己的出行需求,所以公路系统中的车辆种类也多种多样。如满足货运需求的大型货车以及满足客运需求的大型公共客车隶属于大型车辆,私人驾驶的小轿车属于小型汽车,适用于城市短途出行的自行车则属于非机动车。因此,需要去了解各种车辆的特性以及该类车辆驾驶人员的驾驶习惯,分析不同类型车辆对于交通流的影响以及他们之间相互作用的机理,从而更加深入地研究混合交通流理论,为日后制定科学有效的交通管制措施奠定理论基础。交通流建模是一种交通流研究领域非常热门的研究方法。本文在以往元胞自动机交通流模型的基础上,针对道路上存在的大型车辆和小型车辆的特性进行了一定的分析,并基于这两类具有不同特性的车辆建立了一个元胞自动机交通流模型。通过对模型的模拟结果进行分析,来研究不同类型车辆之间的相互影响和车辆特性对于交通流的影响。此项研究不仅具有理论意义,并且存在着一定的实际应用价值。论文的主要工作内容如下:首先,文章分析了我国交通系统中所存在的问题并借此来引出本文研究的目的与意义。介绍国内外的研究现状,指出当前研究中所存在的不足,说明本文研究的主要方向。阐述了元胞自动机的基本原理以及交通流理论,并回顾经典的元胞自动机交通流模型。随后,将具有不同特性的车辆以及该类车辆驾驶人员的驾驶行为纳入现有交通流模型中,细致刻画了不同类型车辆在加速以及减速行为上的差异,以此来构建一个更为切合实际的交通流模型。在VDR模型的基础上引入前车效应,根据与前车之间的速度差来确定当前时步的减速幅度,根据上述改进建立一个新的慢启动模型——LVE模型。该模型的模拟结果表明自由流不会在道路占有率到达临界值时直接转变为阻塞流,而是先经过一个过渡期再逐渐转变为阻塞流状态。由于考虑了期望车速与安全间距来抑制阻塞形成,在观察模型仿真结果所构成的时空图与热力图时,发现道路系统中存在着大量且稳定的小型阻塞集团。最后,通过考虑实际驾驶过程中的驾驶员心理以及行为习惯来调整驾驶人员在长时间停止时进行随机慢化规则的参数,并进一步考虑同步距离对于车辆加速行为的影响以及不同类型车辆的加减速性能上存在的差异,制定出一个新的模型——SLVE模型。通过修改模型参数来达到对不同大型车辆所占比重的模拟,并分析大型车辆占比对于混合交通流特征参数的影响。模拟结果表明在自由流区域大型车辆占比的增加使得流量出现略微的降低。并且随着大车比重的增加,由自由流转为阻塞流的道路占有率的临界值也会随之增加。由于大型车辆最大速度较低且加速能力较弱,道路系统中的车辆与前车之间保持的间距的分布也发生了一定的改变,道路系统的稳定性也随之改善。图30表1参67

吴遨[3](2021)在《基于连续元胞自动机的高速公路交通流建模研究》文中认为在汽车保有量大幅上涨且继续呈现上升势头的情况下,我国高速公路交通状况负荷激增,车流拥堵严重,研究高速公路交通流模型能合理降低道路拥堵问题、释放高速公路通行能力。道路交通流理论研究旨在通过准确的刻画现实车辆车流在行驶过程中的一般特性,重现复杂交通现象,缓解交通拥堵问题,提升路段通行能力,成为指导交通系统合理有效运行的理论基础。本文以一种新型的连续型元胞自动机作为建模方法,构建高速公路交通流改进模型,描述高速公路车辆的微观交通流特性并分析其相关参数影响,为缓解道路交通问题提供理论依据。本文主要内容如下所示:(1)本文在构建模型之前首先将车辆跟驰模型的发展系统的梳理,其次介绍元胞自动机的定义、组成、特征并仿真了部分经典元胞自动机模型,之后引入连续型元胞自动机,阐述其相较于传统元胞自动机模型的不同和优势。(2)在基于安全距离的元胞自动机模型的基础下,引入车辆慢启动规则并考虑周围车辆有可能造成的影响,改进车辆跟驰规则,构建改进后的基于安全距离的交通流连续元胞自动机模型。将改进模型进行数值模拟分析,验证其与实际交通流特性的拟合程度,分析交通流特征参数的变化和随机慢化概率对交通流的影响。(3)在改进单车道模型的基础上扩展双车道模型,在考虑人类驾驶员在换道过程中易出现心理-生理等内外因素影响的前提下,分别使用F-STCA换道规则和智能网联环境下的换道规则构建双车道模型。将改进单车道、普通双车车道以及智能网联换道环境下的双车道模型进行数值分析比较特征参数的变化规律和换道次数对交通流的影响,发现采用环境感知系统帮助车辆换道的双车道模型能够有效避免人类驾驶员换道易受干扰的问题,同时还更具有效换道能力,有利于提升道路的通行能力。实验结果表明:采用智能网联环境下的换道模型能有效降低道路的交通堵塞比例。

张标[4](2020)在《城市快速路交通换道模型及换道轨迹分析研究》文中指出随着我国主要城市城市化的不断发展,城市快速路成为了城市的主动脉。快速路拥堵的发生不仅造成道路通行能力降低,还容易发生交通事故。本文以此问题为背景,通过对交通流理论的微观层面分析得到车辆换道特性,并对车辆换道横向轨迹做出规划,从中得到最优换道轨迹。本文首先介绍了交通流理论以及微观模型中的元胞自动机模型。通过对单车道元胞自动机的研究,通过仿真得到在定义的不同规则下,交通流呈现的特征及现象。通过分析车辆时空图,车辆演化过程及基本图对比单车道元胞自动机模型的优点以及不足处。本文在分析引入了换道规则的双车道元胞自动机模型基础上,提出了考虑不同加速度的改进模型。通过仿真得到的时空图,分析流量密度和速度密度曲线,将其与其他双车道元胞自动机模型进行对比,可以看出改进模型在仿真中,道路中车辆行驶速度快于其他模型。在相同时间内,通过的车辆更多,发生拥堵的情况更少,充分利用了道路资源,减少了交通拥堵发生。本文利用基于美国NGSIM项目的US-101公路的数据集作为交通流实测数据的来源,分析换道车辆换道时的特征。介绍了不同的换道轨迹规划方法,在Frenet坐标系下,用五次多项式曲线对换道横向轨迹进行规划,并设置在有障碍物的情况下得出车辆换道最优轨迹。

闫成浩[5](2020)在《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》文中研究指明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和速度跃迁现象,能够有效地改进车辆的急刹车比例,出现更加稳定的同步流。最后,对STNS模型的演化规则和换道规则进行改进,得到了STDD模型,STDD模型使交通流具有更高的稳定性,提高了交通流量,减少了换道比例。本文针对经典模型中的不足进行改进,通过仿真研究与模型对比,确定改进后模型的优越性,深入探讨模型中的参数对于交通流的影响,并发现改进模型的不足。

孙志宏[6](2020)在《基于元胞机和概率模型的港口水域交通流预测》文中研究指明随着我国与世界各国贸易合作不断加强,港口区域船舶密度不断提高,致使港口区域交通状况复杂度上升和船舶通航风险增加。科学准确的船舶交通流预测模型能为海事机关和港航部门,进行港口基础设施建设以及港口交通流组织提供数据支持和理论依据。同时,对减少港口水域海上交通事故发生具有十分重要的意义。基于元胞机和概率模型的港口水域交通流预测模型应用元胞自动机理论和概率模型对整个港口区域进行交通流预测。该模型通过对港口历史AIS数据挖掘结合港口实际通航条件,将整个港口区域划分为航道内和航道外两个区域。针对两个区域不同交通流特点应用上述两种交通流预测模型分别进行港口水域交通流预测,并将两部分集成到统一交通流预测平台,进行两个预测体系交互。本文主要工作如下:(1)通过对历史数据处理结合实际通航条件将港口区域划分为航道内和航道外两个区域。对历史数据处理主要是进行航迹聚类,通过航迹聚类再结合实际港口区域航道划分,将海图上一些航迹类划分为航道区域,并在聚类结果上进行航道绘制,海图除该区域以外区域统一划分为航道外区域。(2)对于航道内区域应用元胞自动机理论进行交通流预测建模,具体过程包括:由船舶行为确立元胞状态、根据船舶领域理论进行元胞邻域建模、航道内元胞自动机模型建立、航道内元胞自动机更新规则制定。依据制定的更新规则,将传统元胞自动机更新模型中的加减速规则并入跟驰规则。仿真实验航道设定为定线制双向航道,因此追越规则中增加追越后复位规则。将航道外船舶穿越航道情况,结合海上避碰规则来制定区域性更新规则,并提出一种预定机制的穿越规则。(3)航道外区域应用概率模型理论进行建模,具体过程包括:基于历史数据对船舶行为进行分析、航道外概率模型建立、生成船舶移动概率矩阵、根据实时AIS船舶信息和船舶移动概率矩阵进行船舶航迹推演。此处进行船舶移动概率矩阵求解所用AIS数据为经过插值后的数据,以固定时间间隔进行数据插值,并且该时间间隔为元胞自动机更新时间步长,这样保证以该数据所训练船舶移动概率矩阵为该时间步长下的概率矩阵。船舶进行穿越航道时会根据航道内穿越规则反馈信号进行穿越或等待穿越。通过上述研究,将元胞自动机模型规则性强、预测精度稳定的特点和概率模型预测精度高、适合短期预测的特点匹配到航道内航道外不同特征交通流预测,并将两种预测模型进行结合,在一定程度上可以提高港口水域交通流预测精度,为港口水域交通流预测研究提供一种新思路。

达成[7](2020)在《考虑自动驾驶影响下高速公路混合交通流的能耗研究》文中研究指明自动驾驶汽车技术的提高与未来智能交通系统的发展,使得未来高速公路将由传统的人工驾驶车辆和自动驾驶车辆随机混合而成。这种混合交通流特性体现了自动驾驶汽车和不同驾驶员特性能否影响传统交通流特性。因此,加快推进混合交通流理论研究,对提升高速公路交通服务水平以及自动驾驶投入实际使用等问题具有重要的理论及现实意义。本文在NaSch模型的基础上,针对自动驾驶汽车和手动驾驶汽车驾驶员特性进行分析,建立了相应改进的从驾驶员特性角度考量的自动-手动驾驶混合交通流模型,同时对其实施仿真分析,这不但在理论层面具备以一定意义,同时还存在较高的实用价值。本论文的主要内容可以通过以下三点概括:(1)基于NaSch模型,通过对自动驾驶汽车和手动驾驶汽车横向模型和纵向模型的创新,基于经典的元胞自动机模型,建立新的自动--手动驾驶混合交通流模型,结合已有的多车道混合交通流模型完成交通流特性分析,探究混合交通流里各类自动驾驶汽车比例对交通流产生的影响。仿真模拟获取的时空图及其流量与平均速度图证实其结论和实现假设的考虑结果完全相符。(2)基于改进的混合交通流元胞自动机模型,将各种驾驶员驾驶活动用做参数加入构建完成的混合交通流元胞自动机模型里,再用Matlab软件仿真过程中修改相应参数,如不同混行比例、不同驾驶员特性等,分析研究对混合交通流的影响。仿真结论证实改进模型最终得到的模拟结果和以前的混合交通流模型存在一定的对比性,凭借对比时空图和平均速度等实施分析能够得出,随着自动驾驶车辆比例的升高,平均速度维持在较高水平,道路通行能力得到提升。(3)基于改进的从驾驶员特性角度考量的同时具备自动-手动驾驶模式的交通流元胞自动机模型,通过能耗模型,修改不同的自动驾驶汽车混行比例及驾驶员特性,在用Matlab软件仿真过程中修改相应参数进行对比分析,如不同混行比例、不同驾驶员特性等,分析研究对混合交通流能耗的影响。

杨泽丙[8](2020)在《基于群智能劳动分工理论的复杂路况交通流建模与仿真研究》文中进行了进一步梳理随着城市道路上机动车辆的数目在快速增加,城市道路交通堵塞问题阻碍了某些地区的各项发展。因此,改善或解决城市道路堵塞问题具有重要的现实意义,国内外科研工作者对这个问题进行深入研究,并提出众多理论和解决方案。这些理论中,早期比较着名的方法是元胞自动机交通流模型。本文在继承前人研究元胞自动机模型的基础上,建立适合现实城市道路交通的交通流模型,并且对所建模型部分影响交通流参数进行仿真调整,了解到与交通流相关的一部分道路交通现象,并且去利用和掌握这些规律,以便为政府相关部门制定政策提供依据。本文中所做的工作如下:(1)以传统的Nasch模型为基础,引入Gipps安全距离计算规则,结合群智能蜂群劳动分工理论对十字路口的绿信比进行动态调整,建立新型混合交通流模型。通过对仿真中相关参数的调整,绘制出车流轨迹的时空分布图,对比不同的车流输入率、路口车辆随机慢化概率等因素对道路上交通流的影响。(2)基于蚁群劳动分工理论,本文在结合混合交通流元胞自动机模型,根据车辆特性和车辆总延误时长,从而将蚁群分工模型扩展为多路段十字路口红绿灯交通流的研究,并进行了仿真分析。结合交叉口的交通流特征,比较两段路口红绿灯之间距离,求解交叉口时间优化模型。提出了以通行能力、延误时间、和停车次数三项指标来调节绿信比。

许陈蕾[9](2019)在《考虑自动驾驶的幽灵拥堵分析与仿真研究》文中提出随着汽车保有量的快速增长,道路拥堵问题已变得越来越不可忽视。产生拥堵的原因一般包括交通事故、道路交汇处过多等方面,但也有一种表面上看不出任何原因的“幽灵式”堵车:车流在运行过程中整体速度突然降低,而一段时间后又突然开始畅通,这种现象被称为“幽灵拥堵”。“幽灵拥堵”虽然表面上看不出原因,但归根结底,还是由于驾驶员对于前车突然加减速的反应千差万别而导致的。本文以探究自动驾驶对“幽灵拥堵”现象的影响为研究目的,运用元胞自动机模型为研究方法,在前人对于“幽灵拥堵”现象及人机驾驶混合交通流的研究基础之上,根据自动驾驶区别于有人驾驶的驾驶行为特征,探究自动驾驶车辆在不同场景下可能会采取的不同的控制策略,关于自动驾驶会对“幽灵拥堵”现象所产生的影响进行了分析研究,具体展开内容如下:首先,本文简单介绍了自动驾驶的发展过程及研究现状,将现有的关于“幽灵拥堵”现象的研究内容、元胞自动机在自动驾驶以及自动驾驶与有人驾驶混合交通流方面的建模基础进行了总结与概括。其次,在前人的研究基础之上,本文针对“幽灵拥堵”现象发生的原因分析,将重点放在自动驾驶车辆的控制策略上,根据自动驾驶能实时采集前后车的速度、位置等状态信息提出了基于安全间距的自动驾驶CA模型,模型同时考虑了前后两车对跟驰车辆的影响,针对不同的驾驶情景采用不同的驾驶控制策略。然后,选用MATLAB仿真软件将所建立的有人驾驶与自动驾驶模型进行模拟仿真,重点分析了自动驾驶比例、自动驾驶的反应时间等因素与其是否考虑后车对改善“幽灵拥堵”现象的影响等方面。研究发现:自动驾驶相比于有人驾驶车辆的跟驰策略优点在于,能实时调整自身速度以此减小车流整体速度的波动,减少走走停停现象的出现,从而改善“幽灵拥堵”现象。混合车流中自动驾驶车辆的引入,对道路整体运行速度的提高、对道路通行能力的改善,对“幽灵拥堵”现象的缓解都有着较为显着的作用。最后,从“幽灵拥堵”现象产生原因出发,为验证自动驾驶的确定性减速与其趋同的驾驶风格是对幽灵拥堵能够有所改善的机理所在,本文讨论了不同控制策略场景出现的概率随道路上车辆密度、自动驾驶比例的变化规律,分析了混合交通流中有人驾驶与自动驾驶车辆的相互作用关系等。

魏庆东[10](2019)在《公交车对道路交通流影响的分析研究》文中研究表明获取城市交通系统的规律和机理是缓解城市道路拥堵难题的基础。城市交通是典型的复杂系统,道路上的各种车流、人流相互影响使得交通系统中的规律发现非常困难。特别是伴随着城市公共交通的快速发展,如城市快速公交、港湾式公交车站的设置使得公交车流对城市车流相互影响,发现其中的规律对于规划城市交通系统路网,设计公交网络和调度公交车运行具有一定的意义。元胞自动机是解决该问题的重要方法,因此本文采用元胞自动机理论研究了公交车对道路交通流影响问题。建立了含有公交车站路段的交通流元胞自动机仿真模型。该模型包括基本元素定义和运行规则建立两部分。模型的基本元素包括车辆、路段和公交车站。鉴于城市中的车辆主要以小汽车和公交车为主,因此模型中仅考虑了这两种车型,并以不同的元胞个数表示两种车辆;考虑到车辆的运行状态与公交车站的位置具有相关性,为了便于问题的分析且不失一般性,将整个路段分为三条车道和五个区段;考虑到城市中的公交车站主要包含港湾式和非港湾式两类,因此模型中仅讨论这两种公交车站。模型的运行规则包含车辆正常行驶规则、车辆换道规则和公交车进站停靠规则。车辆正常行驶规则采用NS模型(随机性元胞自动机交通模型);鉴于汽车行驶过程中受该车速度、前车速度、该车与前车距离及相邻车道车辆行驶状态影响,本文考虑上述因素给出了小汽车换道规则;针对公交车换道受进站需求的影响,给出了公交车基本换道、以给定概率换道、强制换道三种换道规则;为了分析公交车停靠车位对交通流影响,给出了港湾式、非港湾式公交车进站停靠规则。为了获取有效的模型参数,通过数据分析和实地调查两种手段获取参数初始值。利用路段微波流量数据中对于车辆类型检测数据,获取了车辆的比例关系;利用公交车GPS数据中公交车到离站数据,获取了车辆的停靠时长范围;通过在实地公交站点进行人工数据采集,获得公交车进站选择车位进行停靠的状况。为了分析公交车对道路交通流影响,本文建立了交通流元胞自动机模型,从公交车比例、公交车停靠位的数量及公交车停靠时间三个角度进行分析,分别给出了三者对交通流影响的规律。

二、一维元胞自动机随机交通流模型的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、一维元胞自动机随机交通流模型的研究(论文提纲范文)

(1)混入自主车辆队列的交通流建模与仿真(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 队列研究现状
        1.3.2 车辆队列和普通车辆混合的交通流研究现状
    1.4 主要研究内容和技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
    1.5 章节组织
第二章 理论方法与建模基础
    2.1 交通流相关研究
        2.1.1 交通流理论概述
        2.1.2 交通流研究内容
        2.1.3 研究方法与工具
        2.1.4 混合交通流建模方法研究
    2.2 普通车辆交通运行特性
        2.2.1 驾驶员特性
        2.2.2 车辆行为特性
        2.2.3 道路几何特性
    2.3 车辆队列相关特性
        2.3.1 车辆队列的优点
        2.3.2 车辆队列控制方式
        2.3.3 车辆队列控制策略和方法
        2.3.4 车辆队列控制稳定性评价
    2.4 元胞自动机简介
        2.4.1 元胞自动机的构成
        2.4.2 元胞自动机的应用概况
        2.4.3 元胞自动机交通流模型
    2.5 本章小结
第三章 车辆跟驰行为建模与分析
    3.1 车辆驾驶混合跟驰模型的建立
        3.1.1 模型建立背景与假设
        3.1.2 定义安全保护间距
    3.2 模型的建立
        3.2.1 边界条件和模型变量
        3.2.2 车辆行驶模型处理
        3.2.3 模型框架
        3.2.4 跟驰行为建模
    3.3 数值模拟与分析
        3.3.1 仿真参数取值与仿真设置
        3.3.2 基本图分析
        3.3.3 速度特性、入口边界、队列内部间距因素分析
        3.3.4 队列车辆数和基本参数
    3.4 本章小结
第四章 车辆换道行为建模与分析
    4.1 换道模型基本假设
        4.1.1 车辆队列
        4.1.2 普通车辆
    4.2 模型的建立
        4.2.1 换道模型框架
        4.2.2 换道模型变量
    4.3 车辆换道行为建模
        4.3.1 车道 1 和车道 2 相互换道模型
        4.3.2 车道 2 至车道 3 相互换道模型
    4.4 换道规律分析
        4.4.1 换道次数分析
        4.4.2 换道分布分析
        4.4.3 队列限速值对换道的影响
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
附录 研究生期间学术成果

(2)混合交通流元胞自动机模型研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 引言
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 元胞自动机模型的起源
        1.2.2 国外研究现状
        1.2.3 国内研究现状
    1.3 本文研究内容及技术路线
        1.3.1 本文研究内容
        1.3.2 本文的技术路线
第二章 基于元胞自动机的道路交通流模型
    2.1 道路交通流元胞自动机模型的理论基础
        2.1.1 元胞自动机的定义
        2.1.2 元胞自动机的构成
    2.2 交通流理论
    2.3 单车道元胞自动机交通流模型
        2.3.1 NaSch模型
        2.3.2 VDR模型
        2.3.3 VE模型
    2.4 本章小结
第三章 考虑前车效应的元胞自动机模型
    3.1 LVE模型的建立
    3.2 LVE模型的数值模拟结果与讨论
        3.2.1 基本图
        3.2.2 时空图及速度特征分析
    3.3 本章小结
第四章 考虑同步距离以及前车效应的元胞自动机模型
    4.1 SLVE模型的建立
    4.2 数值模拟结果与分析
    4.3 本章小结
第五章 研究结论与展望
    5.1 研究的创新点与结论
    5.2 进一步研究的展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果

(3)基于连续元胞自动机的高速公路交通流建模研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 交通流研究的背景及意义
    1.2 交通流模型国内外研究现状
    1.3 论文研究内容和创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文创新点
    1.4 论文组织结构和技术路线
        1.4.1 论文组织结构
        1.4.2 技术路线
    1.5 本章小结
第2章 交通流模型理论基础
    2.1 车辆跟驰模型
        2.1.1 刺激反应跟驰模型
        2.1.2 安全距离跟驰模型
        2.1.3 心理生理跟驰模型
        2.1.4 人工智能类模型
        2.1.5 优化速度模型
        2.1.6 智能驾驶人模型
        2.1.7 元胞自动机模型
    2.2 交通流元胞自动机模型
        2.2.1 元胞自动机模型的定义
        2.2.2 元胞自动机模型的组成
        2.2.3 元胞自动机的基本特征
        2.2.4 经典单车道交通流元胞自动机模型
        2.2.5 多车道交通流元胞自动机模型
    2.3 连续型交通流元胞自动机模型
    2.4 本章小结
第3章 改进的基于安全间距的连续型交通流元胞自动机模型研究
    3.1 单车道车辆安全距离跟驰原理
    3.2 改进模型的建立
    3.3 数值模拟分析
        3.3.1 仿真环境设置
        3.3.2 车辆速度的随机慢化概率模拟分析
        3.3.3 基本图的交通流亚稳态现象分析
        3.3.4 车辆车流特征参数模拟分析
    3.4 本章小结
第4章 双车道交通流连续型元胞自动机模型研究
    4.1 引言
    4.2 双车道元胞自动机换道模型的构建
        4.2.1 普通双车道换道模型的构建
        4.2.2 智能联网环境下双车道换道模型的构建
    4.3 数值模拟分析
        4.3.1 仿真环境设置
        4.3.2 双车道模型基本图分析
        4.3.3 换道次数影响分析
        4.3.4 交通流堵塞影响分析
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
个人简历、申请学位期间的研究成果及发表的学术论文
致谢

(4)城市快速路交通换道模型及换道轨迹分析研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 交通流模型
        1.2.2 换道轨迹规划
    1.3 技术路线
    1.4 研究内容与章节安排
第二章 交通流理论基础
    2.1 交通流理论概述
        2.1.1 描述交通流特性的常用参数
        2.1.2 交通流基本图
    2.2 交通流呈现的基本特征与实测现象
    2.3 元胞自动机理论
        2.3.1 元胞自动机介绍
        2.3.2 元胞自动机的构成
    2.4 本章小结
第三章 单车道元胞自动机交通流模型仿真与分析
    3.1 单车道元胞自动机模型
        3.1.1 184号模型
        3.1.2 NaSch模型
        3.1.3 巡航驾驶极限模型
        3.1.4 慢启动模型
    3.2 单车道元胞自动机模型仿真与分析
        3.2.1 184号模型仿真分析
        3.2.2 NaSch模型仿真分析
        3.2.3 慢启动模型仿真与分析
    3.3 本章小结
第四章 基于不同加速度的元胞自动机改进模型
    4.1 车辆产生
    4.2 STCA换道模型
    4.3 考虑不同加速度的改进模型
    4.4 改进模型仿真及分析
    4.5 本章小结
第五章 车辆换道分析及换道轨迹规划
    5.1 NGSIM数据集选取
    5.2 NGSIM数据筛选及数据预处理
        5.2.1 数据筛选
        5.2.2 数据预处理
    5.3 换道行为分析
        5.3.1 车辆换道过程
        5.3.2 车辆换道分类
        5.3.3 车辆换道分析
    5.4 换道轨迹规划方法
    5.5 基于Frenet坐标系的轨迹规划
    5.6 本章总结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢

(5)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(论文提纲范文)

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

(6)基于元胞机和概率模型的港口水域交通流预测(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 基于元胞自动机理论的海上交通流预测
        1.2.2 基于概率模型的海上交通流预测
    1.3 研究内容及创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 创新点
    1.4 本文结构安排
第2章 理论基础
    2.1 元胞自动机基本概念
        2.1.1 元胞自动机模型定义及运作机制
        2.1.2 经典元胞自动机模型
    2.2 概率模型基本概念
        2.2.1 概率模型定义及运作机制
        2.2.2 马尔可夫状态转移概率
    2.3 本章小结
第3章 基于元胞机的航道交通流预测模型
    3.1 元胞确立
        3.1.1 港口船舶行为分析
        3.1.2 确立元胞状态
    3.2 基于船舶领域的元胞邻域模型
        3.2.1 船舶领域模型
        3.2.2 元胞邻域模型
    3.3 航道元胞预测模型
        3.3.1 航道元胞建模
        3.3.2 船舶元胞建模
        3.3.3 模型参数确定
    3.4 航道内元胞更新规则
    3.5 本章小结
第4章 基于概率模型的交通流预测模型
    4.1 基于历史数据的船舶行为分析
        4.1.1 AIS数据处理
        4.1.2 航迹聚类
    4.2 航道外预测模型
        4.2.1 水域网格化
        4.2.2 穿越过程概率模型运作机制
    4.3 基于历史数据生成船舶移动概率矩阵
    4.4 航道外交通流预测
    4.5 本章小结
第5章 古雷港区交通流预测模型实例应用
    5.1 古雷港区交通现状和交通流特征
        5.1.1 航道锚地现状
        5.1.2 交通流特征
    5.2 港口交通流预测
        5.2.1 模块化处理
        5.2.2 交通流预测效果分析
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 研究结论
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录
在学期间科研成果状况

(7)考虑自动驾驶影响下高速公路混合交通流的能耗研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状综述
        1.2.2 国外研究现状综述
        1.2.3 国内外究现状述评
    1.3 研究内容及技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 论文的技术路线
2 基于元胞自动机的混合交通流模型
    2.1 元胞自动机理论基础
        2.1.1 元胞自动机的定义
        2.1.2 元胞自动机的构成
    2.2 交通流元胞自动机模型
        2.2.1 交通流基础模型
        2.2.2 交通流双车道模型
    2.3 考虑舒适驾驶的交通流模型
        2.3.1 CD模型建模规则
        2.3.2 MCD模型建模规则
    2.4 本章小结
3 考虑驾驶员特性的混合交通流模型
    3.1 考虑自动驾驶的混合交通流模型
        3.1.1 基于元胞自动机的自动驾驶模型建模规则
        3.1.2 基于安全距离的混合交通流建模规则
    3.2 考虑驾驶员特性的改进混合交通流模型
        3.2.1 改进模型的提出思路
        3.2.2 改进模型的规则
    3.3 改进混合交通流模型模拟结果及分析
        3.3.1 仿真参数设计
        3.3.2 混行比例对交通流的影响分析
        3.3.3 驾驶员特性对交通流的影响分析
    3.4 本章小结
4 考虑混合交通流元胞自动机模型的能耗研究
    4.1 考虑自动驾驶的混合交通流能耗模型
    4.2 改进混合交通模型能耗影响模拟结果及分析
        4.1.1 仿真参数设计
        4.1.2 混行比例对交通流能耗的影响分析
        4.1.3 驾驶员特性对交通流能耗的影响分析
        4.1.4 综合考虑驾驶员特性和混行比例对交通流能耗的影响分析
    4.3 本章小结
5 研究结论与展望
    5.1 主要结论及创新点
    5.2 需进一步研究的问题
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
论文依托项目

(8)基于群智能劳动分工理论的复杂路况交通流建模与仿真研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究的背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 国内外有关交通流的研究现状
        1.3.1 利用元胞理论研究相关交通流的模型
        1.3.2 有关多车道或者驾驶行为交通流的研究状况
        1.3.3 十字路口红绿灯配时的研究状况
        1.3.4 群智能劳动分工模型研究现状
    1.4 论文的主要框架
        1.4.1 研究思路与方法
        1.4.2 论文的主要内容以及各章节内容的安排
    1.5 小结
第2章 交通流相关理论基础
    2.1 交通流的相关理论介绍
    2.2 描述与交通流常用的参数以及测量方法
        2.2.1 车流的流量q及与车头随时间变化的相关性
        2.2.2 道路上的车流速度
        2.2.3 车流密度和车头间距
    2.3 一般交通实时测量的现象与特征
        2.3.1 道路拥堵
        2.3.2 关于车辆的同步流现象和车辆的宽运动拥堵的现象
        2.3.3 交通临界相变行为
        2.3.4 自组织现象
    2.4 元胞自动机理论
        2.4.1 有关元胞自动机的物理定义
        2.4.2 元胞自动机一般构成部分
        2.4.3 元胞自动机的特征和分类
    2.5 元胞自动机交通流模型
        2.5.1 一维元胞自动机交通流模型简介
        2.5.2 二维元胞自动机交通流模型简介
        2.5.3 有关交通流中开放边界定义
    2.6 小结
第3章 基于蜂群劳动分工理论道路交叉口混合交通流的建模与仿真
    3.1 引言
    3.2 元胞自动机交通流模型
        3.2.1 前后车辆的动态跟进规则
        3.2.2 车辆行进规则
    3.3 面向交叉口红绿灯控制的蜂群劳动分工模型
        3.3.1 基本蜂群劳动分工模型
        3.3.2 蜂群劳动分工算法
    3.4 实验仿真
        3.4.1 仿真设置
        3.4.2 仿真结果分析
        3.4.2.1 时空特征分析
        3.4.2.2 路口车辆随机慢化概率对路口交通流特性的影响
        3.4.2.3 非机动车道对交通流绿信比的影响
        3.4.2.4 在激发抑制作用下信号相位绿灯时长对交通流的影响
    3.5 结束语
第4章 基于蚁群劳动分工理论多路段道路交叉口混合交通流的建模与仿真
    4.1 引言
    4.2 基于时间分配的蚁群劳动分工模型的建立
        4.2.1 基本蚁群劳动分工模型介绍
        4.2.2 扩展蚁群劳动分工模型
        4.2.2.1 基本劳动分工模型在交通流中的不足之处
        4.2.2.2 扩展蚁群劳动分工模型的描述
    4.3 多路段十字路口元胞自动机混合交通流模型
        4.3.1 车辆行进规则
        4.3.2 十字路口红绿灯信号配时规则
    4.4 实验仿真分析
        4.4.1 实验设置
        4.4.2 实验分析
        4.4.2.1 引入蚁群劳动分工后对时空分布的影响
        4.4.2.2 路口速度对交通流特性的影响
        4.4.2.3 路口随机慢化概率对路口交通流特性的影响
        4.4.2.4 两个红绿灯之间路段长度对绿信比的影响
    4.5 结论
第5章 总结和展望
    5.1 研究结论
    5.2 研究创新点和展望
参考文献
致谢

(9)考虑自动驾驶的幽灵拥堵分析与仿真研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究内容与研究价值
        1.2.1 主要研究内容
        1.2.2 研究价值
    1.3 国内外技术与理论发展现状
        1.3.1 自动驾驶研究现状
        1.3.2 人机混合驾驶交通流研究现状
    1.4 拟解决问题与研究思路
        1.4.1 拟解决关键问题
        1.4.2 研究思路
第2章 相关理论基础与幽灵拥堵起因分析
    2.1 相关理论基础
        2.1.1 研究方法的选择
        2.1.2 元胞自动机的定义及基本结构
        2.1.3 交通流元胞自动机模型
    2.2 幽灵拥堵起因分析
        2.2.1 仿真工具的选择与基本设置
        2.2.2 幽灵拥堵的影响因素——随机慢化
        2.2.3 幽灵拥堵的影响因素——反应时间
    2.3 本章小结
第3章 自动驾驶模型的建立
    3.1 建立模型的背景及前提
        3.1.1 建立模型的背景
        3.1.2 定义安全间距
    3.2 基于安全间距的控制策略
    3.3 模型演化规则的建立
    3.4 本章小结
第4章 自动驾驶对幽灵拥堵现象的影响分析
    4.1 模型参数取值与仿真环境设置
    4.2 自动驾驶对人机驾驶混合交通流的影响分析
    4.3 自动驾驶对改善幽灵拥堵现象的影响分析
        4.3.1 自动驾驶比例与反应时间对改善幽灵拥堵的影响分析
        4.3.2 考虑后车对改善幽灵拥堵的影响分析
    4.4 自动驾驶对交通流整体能耗水平的影响分析
    4.5 本章小结
第5章 自动驾驶对改善幽灵拥堵现象的验证性分析
    5.1 自动驾驶的确定性加减速
    5.2 自动驾驶趋于一致的反应时间
        5.2.1 考虑后车的前后车不同属性下对自动驾驶影响分析
        5.2.2 不考虑后车的前后车不同属性下对自动驾驶影响分析
        5.2.3 不同的前车属性对有人驾驶影响分析
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结和主要创新点
    6.2 未来研究方向的展望
致谢
参考文献
附录
攻读学位期间取得的研究成果

(10)公交车对道路交通流影响的分析研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 各章节内容安排
第二章 模型原理介绍
    2.1 元胞自动机模型
        2.1.1 元胞自动机的发展
        2.1.2 元胞自动机的构成
        2.1.3 元胞自动机的具体描述
        2.1.4 标准元胞自动机的一般特征
        2.1.5 标准元胞自动机和交通研究的联系
    2.2 主要模型介绍
        2.2.1 184号模型
        2.2.2 DFI模型
        2.2.3 NS模型
    2.3 本章小结
第三章 非港湾式和港湾式公交车站路段的交通流元胞自动机模型
    3.1 公交车站的类型
        3.1.1 非港湾式公交停靠站
        3.1.2 港湾式公交停靠站
    3.2 模型建立
        3.2.1 车辆模型建立
        3.2.2 路段模型建立
        3.2.3 公交停靠站模型建立
    3.3 车辆运行规则
        3.3.1 车辆正常行驶规则
        3.3.2 车辆换道规则
        3.3.3 公交车进站停靠规则
    3.4 本章小结
第四章 基于大数据的参数调查分析
    4.1 青岛市路段微波流量数据
        4.1.1 青岛市路段微波流量数据介绍
        4.1.2 缺失数据填补
        4.1.3 异常数据处理
        4.1.4 数据聚合
        4.1.5 路段公交车比例分析
    4.2 青岛市公交车GPS数据
        4.2.1 公交车GPS数据介绍
        4.2.2 公交车停靠时间范围分析
    4.3 本章小结
第五章 仿真实验结果与分析
    5.1 参数设定
    5.2 仿真实验结果与分析
        5.2.1 三车道的时空图
        5.2.2 公交车比例与交通流量的关系
        5.2.3 公交车停靠位的数量与交通流量的关系
        5.2.4 公交车停靠时间与交通流量的关系
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 文章工作总结
    6.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

四、一维元胞自动机随机交通流模型的研究(论文参考文献)

  • [1]混入自主车辆队列的交通流建模与仿真[D]. 刘展宏. 昆明理工大学, 2021(01)
  • [2]混合交通流元胞自动机模型研究[D]. 张锦. 安徽建筑大学, 2021(08)
  • [3]基于连续元胞自动机的高速公路交通流建模研究[D]. 吴遨. 桂林理工大学, 2021(01)
  • [4]城市快速路交通换道模型及换道轨迹分析研究[D]. 张标. 长安大学, 2020(06)
  • [5]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[D]. 闫成浩. 燕山大学, 2020(01)
  • [6]基于元胞机和概率模型的港口水域交通流预测[D]. 孙志宏. 集美大学, 2020(07)
  • [7]考虑自动驾驶影响下高速公路混合交通流的能耗研究[D]. 达成. 兰州交通大学, 2020
  • [8]基于群智能劳动分工理论的复杂路况交通流建模与仿真研究[D]. 杨泽丙. 浙江工商大学, 2020(05)
  • [9]考虑自动驾驶的幽灵拥堵分析与仿真研究[D]. 许陈蕾. 重庆交通大学, 2019(04)
  • [10]公交车对道路交通流影响的分析研究[D]. 魏庆东. 青岛大学, 2019(02)

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一维元胞自动机的随机交通流模型研究
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