基于元胞自动机模型的信号控制交叉口配时评估的研究

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1、北京交通大学博士学位论文基于元胞自动机模型的信号控制交叉口配时评估的研究姓名：花伟申请学位级别：博士专业：交通运输规划与管理指导教师：林柏梁20060401摘要目前国内外对交叉口信号配时设置的研究很多，而对配时策略的评估研究则相对比较欠缺，实际应用就更加少见。本论文基于一种改进的NS模型，针对我国的一些车流情况和道路条件对其相应的元胞自动机模型的建立做了大量的研究工作，并在此研究基础之上，对实地调查的信号控制交叉日的配时策略进行了模拟评估，并给出了相对合理的配对方案。本论文的主要工作包括：1)建立

2、了反馈型元胞自动机交通流模型。通过分析一种改进的Ns模型中存在的刹车过急和倒车现象等不尽周严的缺点，引入前车行车状态变量和一条全新的速度更新规则而形成反馈型元胞自动机模型。计算机模拟结果显示反馈型元胞自动机模型不但能够体现真实交通的基本特征，而且车流量总体增大，车辆停滞次数减少。此模型也被作为后续各元胞自动机模型的基础模型。2)处理了若干混合车流的情况。分别从车型不同、车速不同、驾驶水平不同、启动速度不同等四种造成车流混合的情况出发，建立了其相应的元胞自动机模型，并一一进行了计算机模拟和分析。四种

3、元胞自动机模型的建立进一步细化了车流的微观模拟。3)考虑了信号控制交叉口下的车流行进情况。在具有信号控制交叉口的路段上，驾驶者的驾驶行为会有所不同，针对这种情况，分别建立了自由运动模型、减速排队模型和加速离队模型，并用这三个模型来模拟车辆在路段上的演化过程。三个子模型的建立将信号控制的影响引入了总模型之中。4)形成了复杂道路条件下的元胞自动机模型。本论文将以上所提及的若干混合车流情况、信号控制交叉口情况，以及复杂的道路情况融合成了一个复合的元胞自动机模型，并用它模拟了相对复杂的道路车流情况。通过2

4、0次的重复模拟．发现该模型的模拟输出结果一致性较好。5)对实际道路的信号配对进行了模拟评估，并给出了相对合理的配时方案。本论文基于复合元胞自动机模型对实地调查的信号配时方案进行了模拟评估，发现所调查的道路交通信号设置存在一定的不足。于是，通过改善信号灯间的同步和相位差而得到相对优化的信号配时方案。该配时方案不仅降低了对道路通行资源的需求，而且路段性能指标和整条干道的通行能力都得到了提高。关键词：元胞自动机模型；行车状态；反馈规则；混合车流；信号控制交叉口信号配时方案；评估AbstractcuⅡen

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