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1、第33卷第11期公路交通科技Vol．33No．112016年11月JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentNov．2016doi:10．3969/j．issn．1002-0268．2016．11．021基于元胞自动机的车辆换道行为研究李娟,曲大义,刘聪,王进展,许翔华(青岛理工大学汽车与交通学院,山东青岛266520)摘要:为进一步完善微观交通仿真中的车辆换道行为模型,运用元胞自动机理论,以换道过程中目标车道跟随车为研究对象,对跟随车与换道车之间的交互行为进
2、行了分析,给出了自由换道、强制换道、协作换道的换道规则。在改变交通流密度的情况下进行了数值模拟分析,对3种模型进行了仿真对比。结果表明:协作换道模型得到的平均速度高于其他换道模型,说明车辆之间的信息交互提高了换道成功率,使道路资源得到充分利用;协作换道在提高交通流速度和减缓交通堵塞方面比原有的STCA模型有更好的效果。关键词:交通工程;换道规则;元胞自动机;换道模型;交通流中图分类号:U491文献标识码:A文章编号:1002-0268(2016)11-0140-06StudyonVehicleLane-changingBeha
3、viorBasedonCellularAutomatonLIJuan,QUDa-yi,LIUCong,WANGJin-zhan,XUXiang-hua(SchoolofAutomobileandTraffic,QingdaoTechnologicalUniversity,QingdaoShandong266520,China)Abstract:Inordertoimprovethevehiclelane-changingbehaviormodelinmicroscopictrafficsimulation,bythetheor
4、yofcellularautomaton,theinteractionbetweenthefollowingandthelane-changingvehiclesisanalyzedregardingthefollowingvehicleinthetargetlaneastheresearchobjectduringlane-changingprocess,andthelane-changingrulesof3lane-changingmodels,includingfree,forced,cooperative,areput
5、forward.Undertheconditionofchangingtrafficflowdensity,thenumericalanalysisisconducted,and3kindsofmodelaresimulatedandcompared.Theresultshowsthattheaveragevelocityofthecooperativelane-changingmodelishigherthanthoseoftheotherlane-changingmodels,showingthattheinformati
6、onexchangebetweenthevehiclesimprovedthesuccessrateoflane-changing,sothattheroadresourcesarefullyutilized.Thecooperativelane-changingmodelisbetterthantheoriginalSTCAmodelintermsofimprovingtrafficflowspeedandreducetrafficjam.Keywords:trafficengineering;lane-changingru
7、le;cellularautomaton;lane-changingmodel;trafficflow元胞自动机交通流模型结构简单,能很好地描述交0引言通流这类非线性现象。换道行为是车辆驾驶过程中常见的行为之一,元胞自动机模型简称CA模型,其实质是在一个车辆换道行驶对道路交通流的影响较大。近几十年具有离散、有限状态的元胞组成的元胞空间上,按来,国内外交通学者从不同角度对车辆换道行为进照一定的局部规则,在离散的时间维度上演化的动[1]行了研究分析,从宏观方面和微观方面建立了许多力学系统。CA模型包括4个部分:元胞、元胞空交通流理
8、论和模型,其中元胞自动机理论被较多地间、邻域及更新规则。元胞自动机模型最早由[2][3]应用到交通领域,尤其是对于车辆驾驶行为的研究。Cremer等提出;一维模型由Wolfram命名为184收稿日期:2016-03-04基金项目:国家自然科学基金项目(51178231)作者简
