本文選題：元胞自動機模型　切入點：交通瓶頸　出處：《廣西大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：近年來隨著車輛的快速增加,交通擁堵成為了社會的一大公害,嚴重地制約社會經(jīng)濟的發(fā)展。道路交通瓶頸是導致交通擁堵的一個重要因素,它不僅嚴重的影響了道路通行能力,由于交通擁堵造成的交通運輸能源的消耗也加劇了大氣的污染。交通實測表明在交通擁堵消除過程中,可以觀測到許多非平衡、非線性現(xiàn)象,例如交通相變、交通激波、同步流和走走停停交通等物理現(xiàn)象。交通瓶頸可以誘導交通流狀態(tài)演化成為不同特征的交通擁擠現(xiàn)象,所以各種復雜的交通擁堵模式往往發(fā)生在交通瓶頸處。在實際的道路交通狀況中由于不同原因造成的交通瓶頸經(jīng)常出現(xiàn),人們對于瓶頸處的交通擁塞的許多問題認識還不是很清楚,以及還有很多復雜交通現(xiàn)象的物理機制還有待我們?nèi)パ芯俊Ｒ虼搜芯拷煌ㄆ款i處的復雜特性對實際的工程應用和科學都是重要的。基于此,本文在三相交通流理論的基礎上,建立了含有局部縮減道路的交通瓶頸的元胞自動機模型,通過數(shù)值模擬,分析了交通瓶頸附近的時間序列以及能量耗散問題,本文的主要工作如下幾個方面： 1.運用時間序列分析方法中的R/S分析方法分析了交通瓶頸附近各個相態(tài)的密度時間序列數(shù)據(jù)的長程相關特性,得到了標度關系。對三相交通流中的各個交通流相態(tài)的長程相關特性進行討論。在周期性邊界條件下,結果顯示瓶頸長度對Hurst指數(shù)有著重要影響,瓶頸長度越長,Hurst指數(shù)越大,即瓶頸越長對瓶頸口附近的車輛相互作用的影響越大時間序列的長程相關性越強。在開放性邊界條件下,結果表明不同的進車概率和出車概率對Hurst指數(shù)有著重要的影響。結果發(fā)現(xiàn)瓶頸位置對Hurst指數(shù)的影響不大。 2.繼上一個工作建立的模型基礎上,運用時間序列分析方法中的去趨勢漲落分析方法(DFA)分析交通瓶頸口附近的交通時間序列的長程相關特性,得到了冪率關系。在周期性邊界條件下,結果顯示瓶頸長度越長,標度指數(shù)越大,即瓶頸越長對瓶頸口附近的車輛相互作用的影響越大時間序列的長程相關性越強。將KKW模型與NaSch模型對比,發(fā)現(xiàn)在NaSch模型中無論是自由流還是擁擠流,時間序列都呈現(xiàn)出長程反相關。在開放性邊界條件下,結果表明不同的進車概率和出車概率對標度指數(shù)有著重要的影響；結果發(fā)現(xiàn)瓶頸位置對標度指數(shù)的影響不大。在與R/S分析方法對比結果得到當交通流處于同步流時,時間序列呈現(xiàn)長程相關性,當交通流處于自由流或者寬運動堵塞時,時間序列呈現(xiàn)長程反相關。得到的結果與R/S方法的趨勢相同。 3.第四章研究了含有交通瓶頸系統(tǒng)的能量耗散問題。通過定義平均能量耗散,研究在周期邊界條件下瓶頸口附近的能耗問題,研究表明局部縮減道路長度對道路的通行能力的有著重要影響,不同的最大速度和車輛尺度對交通流能耗有不同的影響。同時研究在開放邊界條件下,進車概率和出車概率對道路的通行能力和車輛平均能耗的影響。研究結果表明當進車概率變大或者出車概率減小時,道路越容易堵塞、平均能耗越小。
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【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U491.265

【參考文獻】

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本文編號：1556937