人行横道处的人车混合交通研究

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1、第28卷第5期钦州学院学报2013年5月Vol.28No.5JOURNALOFQINZHOUUNIVERSITYMay.，2013欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟人行横道处的人车混合交通研究刘祥树，陆安山(钦州学院物理与材料科学学院，广西钦州535000)［摘要］用格子气模型和NaSch模型，模拟带红绿灯人行横道处的车辆与行人交通。研究了行人密度和红绿灯周期对车辆及行人交通的影响。模拟结果显示:当车辆密度较大时，车道通行能力随着行人密度的

2、增加而降低;红绿灯周期对行人和车辆交通产生显著影响，存在最优红绿灯周期。［关键词］人行横道;行人交通;车辆交通;混合交通;红绿灯［中图分类号］N93［文献标识码］A［文章编号］1673-8314(2013)05-0005-04近些年来，车辆交通和行人交通因其跟我们影响。就此问题，本文对行人流量对车辆交通的［1－3］生活息息相关，而受到了人们的广泛关注。影响、红绿灯周期设置对车辆及行人交通的影响但单独研究车辆或行人交通多，研究人车混合交等做初步研究和探索。结果显示:当车辆密度较通较少。在实际生活中

3、，人行横道等人车并存的大时，车道通行能力随着行人密度的增加而降低;场所，人与车之间的交互是不可避免的。人车并红绿灯周期对行人和车辆交通产生显著影响，存存的场所往往是交通事故频发地段，所以研究人在最优红绿灯周期。车混合交通具有重大意义。学者们建立了大量模型用于研究车辆和行人现有的人行横道大致分为两类:一是由红绿交通。在车辆交通研究中，元胞自动机模型因简灯来指导车辆和行人分别通行;二是没有红绿灯，单而受到广大研究者的青睐。最早的交通流元胞完全由行人和车辆自组织交互通行。第二类情况自动机模型是由美国科

4、学家沃尔弗拉姆［2－5］比较复杂，车流量、人流量、驾驶员的心理、行人的(s.wolfram)对元胞自动机进行系统研究的基［1］各种社会行为都会对混合交通产生影响。张译础上提出的184号模型，并将其应用于车辆交通。等人考虑了人的社会行为对混合交通的影响，主1992年，Nagel和Schreckenberg对184号模型进要研究了对交通流的影响。第一类情况，当人车行推广，提出了一维元胞自动机模型NaSch模［6］流量都较小时，车和人都能在各自周期内完成通型。该模型用于模拟一维高速公路效果良好，行，基

5、本不存在人车交互。但当人车流量都较大其模拟结果跟实测结果比较接近。格子气模型作时，当车辆通行绿灯开始时，还有很多行人正在过为元胞自动机模型中的一种，被大量研究者用来道中，这时交叉点以后的车辆就得原地等待直到研究行人交通，得到了不错的研究结果。学者们过道上的行人疏散完毕，反之对行人也一样。这用格子气模型研究了通道中的相向行人流，行人［7－9］［10］时，在不同人车流量条件下，红绿灯周期的合理设交通瓶颈和行人逃逸等。置显得尤为重要，其对整体交通效率产生了直接本文将NaSch模型和格子气模型结合起来，

6、［收稿日期］2013-04-22［作者简介］刘祥树(1982)，男，湖北巴东人，钦州学院物理与材料科学学院讲师。6钦州学院学报第28卷建立如下三条规则:(1)车辆通行规则:开放边界行横道划分为W×G的二维网格，每个单元格最条件下的NaSch模型;(2)行人通行规则:开放边多容纳一个人，每个格点面积大约为0.4×2界条件下的格子气模型;(3)人车交互规则。0.4m。对人行道采用开放边界条件，每个时步以概率pp随机进入行人，pp代表行人的密度，当行1模型人走到系统边界时他以概率1走出。行走规则如下:

7、当行人的前方格点为空，该行人向前移动一个单元格，其速度变为1，如前方格点被占据，其选择原地等待(不考虑行人横走的情况)，其速度为变为0。1.3人车交互规则整个交通灯周期为T，分为人行周期t1和车行周期t2，t1=t2=T/2(不考虑红绿灯变换的过度时间，红绿灯周期T由人行周期和车行周期两图1人行横道示意图部分组成，各占一半)。在车行周期开始时，还未Fig1Schematicillustuationofcrosswalk进入交叉区域的行人等待，已经进入交叉区域的建立模型如图1所示，该模型由主干道和

8、人行人继续前进，车辆等待至交叉区域的行人疏散行横道组成，假设二者都是单向通行，人和车沿图完毕开始通行。人行周期开始后，行人遵照同样中箭头所示方向运动。人行横道设在主干道的中的规则。这跟现实部分路段的实际通行状况是相间位置，人行横道的两端装有交通灯。符的。1.1车辆通行规则假设主干道的长度为L，把其划分为一个一2模拟结果及分析个的元胞，每个元胞最多能容纳一辆车。每个元设定道路的长度为600个格点(L=600)，胞的长度是4.5m，代表车的平均车长。模拟中采人行横道的宽度W=9，长度G=3*W=27