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1、数学建模竞赛(MCM/ICM)汇总表基于细胞的高速公路交通模型自动机和蒙特卡罗方法总结 基于元胞自动机和蒙特卡罗方法,我们建立一个模型来讨论“靠右行”规则的影响。首先,我们打破汽车的运动过程和建立相应的子模型car-generation的流入模型,对于匀速行驶车辆，我们建立一个跟随模型,和超车模型。 然后我们设计规则来模拟车辆的运动模型。我们进一步讨论我们的模型规则适应靠右的情况和,不受限制的情况,和交通情况由智能控制系统的情况。我们也设计一个道路的危险指数评价公式。 我们模拟双车道高速公路上交通(每个方向两个车道,
2、一共四条车道),高速公路双向三车道（总共6车道)。通过计算机和 分析数据。我们记录的平均速度,超车取代率、道路密度和危险指数和通过与不受规则限制的比较评估靠右行的性能。我们利用不同的速度限制分析模型的敏感性和看到不同的限速的影响。左手交通也进行了讨论。 根据我们的分析,我们提出一个新规则结合两个现有的规则(靠右的规则和无限制的规则)的智能系统来实现更好的的性能。 1介绍 1.1术语 1.2假设 2模型 2.1设计的元胞自动机 2.2流入模型 2.3跟随模型2.4超车模型 2.4.1超车概率 2.4.
3、2超车条件 2.4.3危险指数2.5两套规则CA模型 2.5.1靠右行2.5.2无限制行驶规则3补充分析模型3.1加速和减速概率分布的设计 3.2设计来避免碰撞4模型实现与计算机 5数据分析和模型验证 5.1平均速度5.2快车的平均速度 5.3密度 5.4超车几率 5.5危险指数 6在不同速度限制下敏感性评价模型 7驾驶在左边8交通智能系统 8.1智能系统的新规则 8.2模型的适应度 8.3智能系统结果 9结论 10优点和缺点 10.1优势 10.2弱点引用 附录。1Introduction今天,大约65%的世界
4、人口生活在右手交通的国家和35%在左手交通的国家交通流量。[worldstandards。欧盟,2013]右手交通的国家,比如美国和中国,法规要求驾驶在靠路的右边行走。多车道高速公路在这些国家经常使用一个规则,要求司机在最右边开车 除非他们超过另一辆车,在这种情况下,他们移动到左边的车道、通过，返回到原来的车道。这种通过和超车的驾驶规则被称为“靠右行驶”规则,或是我们的论文keepright规则。左手交通规则的国家是镜像对称的和靠右的规则相同(“,除了通过，全都靠左行走”)。所以, 应用这些规则的目的为何?靠右的规则
5、能改善高速公路交通状况吗?交通能从靠右的限制中解放出来吗（车辆可以选择从任何一方超车）交通解除靠右行的限制被称为服从不受限制的规则，靠右的规则执行能和不受限制的规则是如何比较的?基于元胞自动机模型和蒙特卡罗算法,我们建立一个模型来模拟在不同条件下高速公路交通(靠右的规则或限制规则,根据交通或交通拥挤,双车道或三车道)。我们的模型分为3个子模型（进入模型,跟随行驶模型和超车模型）。进入模型采用泊松概率分布的模拟vehicle-generation过程。跟随模型引入了一个特别的概率分布模型,使模拟的过程一辆车跟随另一辆车更
6、为现实。超车模型模拟了超车行为,定义了危险指数的安全风险评估对于某些高速公路。我们也建立一个智能系统控制的扩展交通模型我们在MATLAB中实现该模型,获得足够的数据。我们测试了平均速度、密度、超车取代率和危险指数，分析它们的属性评估靠右的规则的性能相比较无限制的规则。此外,我们分析我们的模型在不同的速度限制下的敏感性。事实证明,我们的模型是可靠的。然后我们得出我们的结论符合常识。在交通智能的控制下，我们还提出一种新的规则。V当前车辆的速度 Vm 车辆的最大速度 Vl高速公路的速度上限 V0超车前的速度 V1超车过程
7、的速度 G车辆的间距 Gs 安全考虑所需的最小差距 G0停车后最小的差距 Tr (人类反应时间) Po 超越概率 Pa 加速概率 Pb减速概率 f制动时的摩擦力 d在一个超越事件的危险指数 D道路系统的危险指数 a超车加速度 Ap车道超车组件加速度 Ad可行的减速1.1Terminology•双车道公路:两个车道在路的右前卫,总共四条车道。 •Three-lane路:三车道在路的右前卫,总共6车道。 •危险指数:索引设计在我们的论文评估的危险道路系统。 •最小安全差距:认为两辆车之间
8、的距离 在我们的模型足够安全。 •靠右规则:保持正确的除了通过规则。 •无限制的规则:车辆不受限制,可以超越别人任何一方。 •Free-driving风格:当没有附近的车辆,司机不会故意加速或减速,但速度仍将小幅波动。1.2Assumptions•路是直的,并且没有旁路。 •一个车道的宽度只够一车。 •所有车辆都有相同的
