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    基于元胞自动机的城市交通络模拟模型.ppt

    • 资源ID:389252       资源大小:417.50KB        全文页数:39页
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    基于元胞自动机的城市交通络模拟模型.ppt

    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,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:,2.1一维模型,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

    3、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

    4、.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。,3.4.1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

    5、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,


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