文档介绍：北京交通大学
博士学位论文
基于元胞自动机的交通流建模及其特性分析研究
姓名:孔宪娟
申请学位级别:博士
专业:交通运输规划与管理
指导教师:高自友;李克平
20070301
中文摘要本文运用元胞自动机理论,针对道路和轨道交通系统中交通流的复杂现象进行了建模和分析,如车辆跟驰、换道超车、列车的追踪运行、列车延误的传播等现象,并讨论了这些交通流现象的形成机理和影响因素。本文的主要工作和创新点包括道路交通系统和轨道交通系统中交通流的建模及其特性分析两个部分。道路交通系统的交通流建模及其特性分析包含以下两个方面:⑻岢鲆恢滞笨悸橇私诔盗竞痛谓诔盗居跋斓牡コ档涝0远型。该模型与P拖啾龋腥缦绿氐悖履P湍苣D獬瞿承└丛拥慕煌现象,如时走时停等现象,且最大流量和临界密度比P透臃鲜导剩文中讨论了近邻和次近邻车辆的敏感系数对流量和临界密度的影响。⒔ǹ悸橇私诤痛谓诔盗居跋斓牡コ档涝0远P屯乒愕骄哂锌慢两条车道的双车道系统中。考虑了次近邻车辆影响的双车道元胞自动机模型有以下特征:能够呈现真实交通中的某些现象,如时走时停和密度倒置现象等,且最大流量和函界密度有了显著提高;不同的快慢车道初始状态密度分布对模拟结果有很大影响,两车道初始密度相差越大,双车道系统的换道率越大;讨论了近邻和次近邻车辆的敏感系数的影响。轨道交通系统的交通流建模及其特性分析包含以下两个方面:⑻岢鲆恢只谝贫杖藕畔低车幕煨辛谐档墓斓澜煌ㄔ0远P停模拟不同类型列车混行系统的轨道交通流特性。模拟结果表明:本文的模型能模拟出轨道交通中交通流的一些复杂的现象,例如列车的追踪运行和列车运行延误的传播等;列车没有产生延误时的交通流时空图也是不均匀的,快慢列车的最大速度相差越大,曲线差异越大;车头间距受快慢列车追踪顺序的影响;讨论了快慢列车的追踪特性,以及发车间隔时间、停站时分及站后安全防护段等因素对列车追踪运行的影响。⑻岢鲆恢殖嫡居啥嗵豕傻雷槌傻墓斓澜煌ㄔ0远P停致哿顺嫡径列车追踪运行和延误传播的影响。模拟结果表明:采用“正线通过、侧线到发”方案的延误比采用“三条股道作用相同”方案的延误要大;车站股道数量的增多,除了增大了线路的通行能力之外,还能减少一部分站前列车的延误;列车在车站的停站作业和竞争有限的资源绻傻篮桶踩ǚ阑ざ引起列车间间距的变化是造成列车运行延误的主要原因,讨论了站前和站后列车运行延误的影响因素;钔列车的不同的发车顺序对列车运行延误的产生和传播也有很大影响,表明了行车组织
关键词:元胞自动机;交通流;道路交通;轨道交通中图分类号:.篣的重要性。北京交通大学博士学位论文Ⅱ
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育部长江学者和创新团函⋯畏计划、国家自然科学基金重点项目致谢值此论文完成之际,谨向我的导师高自友教授致以最真诚的敬意与衷心的感谢行桓呃鲜θ甓嗬匆恢备栉蚁ば牡闹傅己腿惹榈墓鼗常勇畚牡难√到最后的定稿都提出了宝贵意见,对我的论文悉心修改,以至于标点符号。高老师渊博的学识和严谨的治学风格给我留下了深刻印象,他对事业孜孜不倦的追求与踏实进取的人生态度,是我一生学习的榜样。高老师从做人到做学问给予我的谆谆教诲将使我受益终生,我求学期间他给予我的关怀和鼓励使我深受感动并难以忘怀。每当回宿舍路上看到高老师办公室深夜还亮着灯的窗口,我都深受激励与鼓舞。没有高老师的指导与帮助,我是不可能完成这篇论文的。在此,我还要诚挚的感谢我的副导师李克平副教授三年多来给予我的指导与帮助。李老师从建模思想直到论文的架构篇章都给予了我精心的指导和建议,对我的论文耐心、仔细的修改,我前进的每一步都蕴含着他的心血。李老师灵活的思维、开阔的思路都是我学于心。没有李老师的指导和鼓励,我也是不能顺利完成这篇论文的。在此,我还要特别感谢贾斌老师和丁勇老师分别在道路和轨道交通方面给予我很多建议和帮助,还要感谢傅白白老师、任华玲老师、孙会君老师,四兵锋老师以及陈建华、张好智、赵晖、孙连菊、付印平、李新刚等各位师兄弟姐妹和同学在我论文写作过程中给予我的指导和帮助。感谢于景元教授、黄海军教授、毛保华教授、贾元华教授、钟雁教授等各位专家学者在论文评审过程中的批评和指正。感谢论文中被引用文献的作者们,他们的卓越工作是本论文研究的基础。感谢轨道交通控制与安全国家重点实验室为我提供优良的科研环境,感谢北京交通大学交通运输学院的各位老师对本人学术上的指导。最后,感谢我的爱人赵庆亮,是他的支持和鼓励使我没有后顾之忧,专心完成我的博士论文。同时还要感谢我的父母,是他们的血汗养育了我,是他们的支持与鼓励让我走到今天。论文完成过程中得到了国家重点基础研究发展计划项籌、教、国家自