【摘 要】
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近年来,由于车辆保有量持续上涨,交通拥堵问题愈发严重。随着交通行业和汽车技术的蓬勃发展,智能交通和智能汽车将会融入大家生活。车辆队列属于智能交通系统下的一种新型智能车辆行驶模式,它的出现能够有效缓解交通压力、提高道路通行能力,为解决传统车辆带来的交通拥堵提供了另一种可能性,所以研究混入车辆队列的交通流特性是一个值得深入挖掘的课题。本文分析车辆队列和普通车辆交通运行特点的相关文献后,基于合理的基本假
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近年来,由于车辆保有量持续上涨,交通拥堵问题愈发严重。随着交通行业和汽车技术的蓬勃发展,智能交通和智能汽车将会融入大家生活。车辆队列属于智能交通系统下的一种新型智能车辆行驶模式,它的出现能够有效缓解交通压力、提高道路通行能力,为解决传统车辆带来的交通拥堵提供了另一种可能性,所以研究混入车辆队列的交通流特性是一个值得深入挖掘的课题。本文分析车辆队列和普通车辆交通运行特点的相关文献后,基于合理的基本假设,建立模型,探析车辆队列给交通带来的影响。本文主要工作内容如下:(1)根据普通车辆的交通运行特性,在人-车-路方面依次根据车辆队列和普通车辆特点进行模型改进区分;首先,驾驶员方面:通过冒险参数和随机慢化在减速方面来刻画普通车辆拥有的驾驶员特性;利用跟车速度的浮动误差来描述普通车辆与车辆队列的差异;其次,车辆方面:普通车辆和车辆队列加减速度、车身长等变量进行区分;最后,道路方面:为了贴合实际交通采用了开放性边界,进行了相应主体的边界条件设置。以Na Sch模型为基础根据上述主体的交通运行特性,提出元胞自动机模型框架;然后,考虑到取整函数可能会导致位移累加更新带来的"迟滞"效应,将速度和位移小数部分的进行累计记录,细化元胞尺寸和更新时间步长;基于分类建模的思想,建立混入车辆队列的元胞自动机跟驰行为模型。通过建立的跟驰模型分析跟驰时流量、密度、速度基本参数得到如下结论:随着车辆队列混合比例增大,道路通行能力增加、最终密度集中区域开始后移和扩大、大量速度的分布区域开始往较高速度区域移动并扩大。混合比例0.9的两辆车和三辆车组成的车辆队列对应的通行能力约为混合比例0.1通行能力的1.6和1.9倍;车辆队列内部车辆之间的间距越大,最大通行能力越小。车辆混合比例相同的情况下,队列车辆数越多其最大通行能力会更大。(2)通过研究各类主体车辆的属性和换道行驶特点,考虑不同车道之间的换道间距条件以及普通车辆和车辆队列换道概率条件差异。基于普通车辆和车辆队列的特点和差异性,以STCA模型为基础,据此构建混入车辆队列的三车道元胞自动机换道模型用来描述普通车辆和队列车辆的换道行为。通过仿真结果分析得到:普通车辆和车辆队列的换道次数大于普通车辆之间的换道次数。车辆队列速度越快,越容易受到外来车道驶入车辆干扰,引发拥堵,破坏行驶系统稳定性。
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