基于改进元胞自动机的高速公路养护作业区交通流建模与仿真

1

作者 王宝杰 陈芳熔 +1 位作者 苌亮 梁国华 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6953-6960,共8页

高速公路养护作业占用了既有公路设施,对主线行车安全与效率具有重要影响。为解析四车道公路封闭内侧车道养护作业下的交通流运行特征,提出基于改进元胞自动机的高速公路养护作业区交通流建模与仿真方法。按照《公路养护安全作业规程》(... 高速公路养护作业占用了既有公路设施,对主线行车安全与效率具有重要影响。为解析四车道公路封闭内侧车道养护作业下的交通流运行特征,提出基于改进元胞自动机的高速公路养护作业区交通流建模与仿真方法。按照《公路养护安全作业规程》(JTG H30—2015)布置养护作业控制区,将主线公路设施划分为警告区、上游过渡区、缓冲区、工作区、下游过渡区、终止区6个交通场景;通过引入纵向安全距离模型和优化横向换道安全条件判定规则,对NaSch跟驰模型和双车道元胞自动机(symmetric two-lane cellular automata,STCA)换道模型进行改进;结合实测数据对模型进行标定,利用MATLAB对养护作业区交通流运行状态进行仿真。结果表明,当交通流密度达到每车道1550 pcu/h时,将合流起始点设置于距警告区终点1000 m处、限速值设置为60 km/h、上游过渡区长度设置为160 m,养护作业区交通运行安全与效率的指标最优。 展开更多

关键词 NaSch模型 双车道元胞自动机(stca)模型 交通流 养护作业区 高速公路

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基于改进型元胞自动机模型的双车道公路交通特征分析 被引量：5

2

作者 唐夕茹 陈艳艳 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-10,共10页

根据双车道公路的微观交通特征,考虑车辆驾驶员的不同驾驶特点,将驾驶员特性与车型结构引入CA模型,建立了新的双向双车道CA模型.通过计算机模拟,分析了驾驶员性格、车型比例、双向流量比例等因素对双车道公路车流密度、速度、速度波动... 根据双车道公路的微观交通特征,考虑车辆驾驶员的不同驾驶特点,将驾驶员特性与车型结构引入CA模型,建立了新的双向双车道CA模型.通过计算机模拟,分析了驾驶员性格、车型比例、双向流量比例等因素对双车道公路车流密度、速度、速度波动性和流量等交通特征的影响.结果表明:路段平均车速取决于小车比例,且在小车比例为0.7时速度波动最明显,同时增加激进型驾驶员的比例能小幅提高路段平均车速,但会引起更大的速度波动. 展开更多

关键词 交通流 双车道公路 元胞自动机 数值模拟

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元胞自动机双车道模型耦合效应研究 被引量：3

3

作者 杨青勇 谭惠丽 +1 位作者 孔令江 刘慕仁 《广西科学》 CAS 2003年第1期18-20,共3页

将元胞自动机的演化与交通规则相联系,建立元胞自动机交通流模型,研究由快慢双车道组成的交通系统当两车道的车辆密度不对称时所引起的系统交通流特性的变化.计算机数值模拟结果表明:在不同的初密度分布条件下,双车道模型旱现出无耦合... 将元胞自动机的演化与交通规则相联系,建立元胞自动机交通流模型,研究由快慢双车道组成的交通系统当两车道的车辆密度不对称时所引起的系统交通流特性的变化.计算机数值模拟结果表明:在不同的初密度分布条件下,双车道模型旱现出无耦合的自由运动相、有耦合的自由运动相、有耦合的两道各为局部阻塞相与畅通相的混合相以及无耦合的局部阻塞相等各种自组织行为. 展开更多

关键词 双车道模型 元胞自动机 交通流模型 耦合效应

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考虑两次改变驾驶方式的双车道交通流元胞自动机模型 被引量：1

4

作者 张健 李兴莉 +1 位作者 李志鹏 崔小朝 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期197-202,208,共7页

考虑驾驶员在不同交通环境下会变换驾驶方式的真实情况,建立两次改变驾驶方式的双车道交通流元胞自动机模型(TTChange-CA模型).通过数值模拟发现,2种类型车辆的初始混合比例和换道概率对交通流基本没有影响;与只改变一次驾驶方式的双车... 考虑驾驶员在不同交通环境下会变换驾驶方式的真实情况,建立两次改变驾驶方式的双车道交通流元胞自动机模型(TTChange-CA模型).通过数值模拟发现,2种类型车辆的初始混合比例和换道概率对交通流基本没有影响;与只改变一次驾驶方式的双车道模型(TChange-CA模型)相比,TTChange-CA模型提高了系统的流量、速度和临界密度,增加了道路利用率;与双车道SDNaSch模型和WWH模型相比,该模型的速度、流量及时空图的致密程度介于二者之间,更真实地刻画了现实交通流. 展开更多

关键词 交通流 双车道 驾驶方式 元胞自动机

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局部车道缩减的双车道元胞自动机交通流模型研究 被引量：6

5

作者 薛飞 钟诚文 白存儒 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期1114-1116,共3页

针对道路使用过程中可能发生的意外,考虑双车道有一条车道出现局部维护,车辆需要绕行的情况,在一维对称双车道元胞自动机模型的基础上,建立一种有局部车道缩减的双车道元胞自动机模型,结合实际交通情况给出计算机数值仿真的流量-密度图... 针对道路使用过程中可能发生的意外,考虑双车道有一条车道出现局部维护,车辆需要绕行的情况,在一维对称双车道元胞自动机模型的基础上,建立一种有局部车道缩减的双车道元胞自动机模型,结合实际交通情况给出计算机数值仿真的流量-密度图,分析受堵车道上的交通状况,并给出受堵车道的时空斑图。数值仿真结果显示,对于不同的延迟概率,整个路段都有相应的瓶颈流量,对受堵车道上的换道规则的调整有助于增加该车道上的换道车辆数,减少车辆的滞留。 展开更多

关键词 元胞自动机 交通流 双车道 局部车道缩减 数值仿真

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单速及多速车道元胞自动机交通流模型研究 被引量：20

6

作者 谭惠丽 刘慕仁 孔令江 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第2期5-8,共4页

通过计算机数值模拟 ,得到了单速车道和多速混合车道元胞自动机交通流模型的基本图 ,并对这两种模型的交通流特性进行了分析和讨论 .

关键词 多速车道 元胞自动机 交通流模型 计算机模拟 单速车道 演化方程

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基于元胞自动机的双车道环岛交通流特性研究 被引量：6

7

作者 史峰 周文梁 +1 位作者 刘芬芳 邓连波 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1616-1622,共7页

针对以元胞自动机模型模拟单车道环岛交通行为推断多车道环岛交通流特性的局限性,通过分析双车道环岛上车辆在自由流下的期望行驶路线、在非自由流下的期望换道临界位置和极限位置,描述双车道环岛上车辆的换道决策,建立双车道环岛的元... 针对以元胞自动机模型模拟单车道环岛交通行为推断多车道环岛交通流特性的局限性,通过分析双车道环岛上车辆在自由流下的期望行驶路线、在非自由流下的期望换道临界位置和极限位置,描述双车道环岛上车辆的换道决策,建立双车道环岛的元胞自动机模型。数值模拟分析结果表明:环岛总延误时间与环岛限速、车辆驾驶员熟练程度以及车辆左转概率有关,同时也受环岛周长的影响;在其他因素不变的情况下,若环岛周长越小、车辆限速越大、车辆左转概率越小以及驾驶员熟练程度越高,则环岛总延误时间越小。 展开更多

关键词 环岛交通流特性 元胞自动机 双车道环岛

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多车道元胞自动机换道决策模型的冲突处理策略 被引量：13

8

作者 邓建华 冯焕焕 葛婷 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期50-54,共5页

换道模型是多车道元胞自动机交通流模型的核心子模块之一,在分析现实中驾驶员执行换道时处理车辆冲突过程的基础上,依据其蕴含的不同换道驾驶行为特征把驾驶员采取的换道冲突策略划分为保守型、机敏型与激进型3类,并通过进一步优化车辆... 换道模型是多车道元胞自动机交通流模型的核心子模块之一,在分析现实中驾驶员执行换道时处理车辆冲突过程的基础上,依据其蕴含的不同换道驾驶行为特征把驾驶员采取的换道冲突策略划分为保守型、机敏型与激进型3类,并通过进一步优化车辆状态更新算法,提出了换道冲突处理多策略,车辆状态更新次序随机的多车道换道模型.运行模型获得不同空间占有率条件下,驾驶员分别采取保守、机敏或激进策略时所产生的换道动机次数和换道成功次数.通过数据分析发现:在特定空间占有率区间,不同换道冲突处理策略将引起较显著换道动机概率差异与换道成功概率差异. 展开更多

关键词 智能交通 多车道元胞自动机 换道决策模型 驾驶行为特征 冲突处理策略

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考虑近邻和次近邻车辆影响的单车道元胞自动机模型 被引量：7

9

作者 孔宪娟 高自友 李克平 《北京交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期11-15,31,共6页

提出了一种考虑当前车辆前方两个车辆影响的单车道元胞自动机模型,根据双倍视距模型的思想修改了NaSch模型的加减速规则.计算机模拟表明,本文提出的模型能够呈现真实交通中观察到的一些复杂交通流现象,如时走时停波等,且最大流量和临界... 提出了一种考虑当前车辆前方两个车辆影响的单车道元胞自动机模型,根据双倍视距模型的思想修改了NaSch模型的加减速规则.计算机模拟表明,本文提出的模型能够呈现真实交通中观察到的一些复杂交通流现象,如时走时停波等,且最大流量和临界密度比NaSch模型更接近真实交通流的测量值.此外模拟结果表明通过参数调整可使车辆间保持一定的安全间距行进.最后,还讨论了近邻车辆的敏感系数和次近邻车辆的敏感系数的影响.模拟结果表明,固定任何一个参数的值,最大流量都会随另一个参数的增大而增加,对流量的影响显著,说明近邻车辆的影响大于次近邻车辆的影响. 展开更多

关键词 元胞自动机 跟车模型 双倍视距模型 时空演化图 基本图

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耦合“双评价”与元胞自动机模型的城镇开发边界划定思路与实践 被引量：8

10

作者 陈泽胤 刘政 +2 位作者 李思颖 霍逸馨 周新刚 《规划师》 CSSCI 北大核心 2021年第14期20-26,共7页

城镇开发边界划定工作作为国土空间规划的核心内容之一,是国土空间规划改革的重要部分,其划定方法需要进一步探索。传统的城镇开发边界划定方法往往忽略了城镇自身发展规律和社会经济因素,目前新的城镇开发边界划定方法也未对其做出较... 城镇开发边界划定工作作为国土空间规划的核心内容之一,是国土空间规划改革的重要部分,其划定方法需要进一步探索。传统的城镇开发边界划定方法往往忽略了城镇自身发展规律和社会经济因素,目前新的城镇开发边界划定方法也未对其做出较好的回应,无法满足城镇高质量发展的需求。因此,文章提出耦合国土空间"双评价"与元胞自动机模型的城镇开发边界划定技术框架,探索了分区层面、规模层面、边界层面的"三层面划定"技术路线及刚弹结合的落实机制要点,并结合嘉兴市国土空间规划进行实证研究,为科学划定城镇开发边界提供参考。 展开更多

关键词 国土空间规划 城镇开发边界 元胞自动机模型 多情景推演 “双评价” 嘉兴市

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道路网元胞自动机交通流仿真研究 被引量：2

11

作者 陆东鑫 王泽兵 +1 位作者 郭鸣 苏健 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2011年第24期236-240,244,共6页

对于交通流移动对象的模拟,论述了现有模型的不足,并提出基于道路网的元胞自动机模型(RN-CA)。该模型不仅模拟移动对象在交通流中的行为,还引入不同类型道路和车辆情况下的发车、跟车、超车和矫正模型,使模拟更精确、可靠。采用Dijkastr... 对于交通流移动对象的模拟,论述了现有模型的不足,并提出基于道路网的元胞自动机模型(RN-CA)。该模型不仅模拟移动对象在交通流中的行为,还引入不同类型道路和车辆情况下的发车、跟车、超车和矫正模型,使模拟更精确、可靠。采用Dijkastra算法,综合考虑道路长度、车道数、流量、平均速度等因素动态计算最优行驶路径。对于行车时间预估,采用模拟加预估的方式,综合考虑当前和历史路况。为了改进系统的性能,系统采用可调节线程数目的模拟方式。 展开更多

关键词 元胞自动机微观模型 多车道元胞自动机微观模型 Dijkastra算法 最优路径

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高速公路交通流元胞自动机建模及大货车的影响分析 被引量：3

12

作者 杨柳 龙科军 黄中祥 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期2802-2809,共8页

在分析国内4车道高速公路交通特性的基础上,根据动机将换道分为无倾向型和有倾向型,描述法定换道规则,建立相应的元胞自动机模型,用实测交通流参数标定和验证模型。研究结果表明:随着大货车比率增大,大货车对快车道的占用增多,小客车速... 在分析国内4车道高速公路交通特性的基础上,根据动机将换道分为无倾向型和有倾向型,描述法定换道规则,建立相应的元胞自动机模型,用实测交通流参数标定和验证模型。研究结果表明:随着大货车比率增大,大货车对快车道的占用增多,小客车速度降低,上述变化在大货车比率小于0.25时更显著并与密度相关;当大货车比率很小时,随着大货车动力性能降低,小客车速度降低,换道和冲突增多,这些变化在中密度区最显著;在临界密度附近,随着大货车比率变化,可随机观察到典型的移动瓶颈和偏析效应。 展开更多

关键词 高速公路 双车道交通流 大货车 换道规则 元胞自动机 模拟

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换道规则对高速公路双车道交通流的影响 被引量：8

13

作者 杨柳 黄中祥 况爱武 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1752-1759,共8页

根据车道功能和使用权将四车道高速公路换道规则分为对称、不对称、旧法规和新法规4类,根据换道动机将换道分为有倾向型和无倾向型后,统一合理描述这4类规则。提出相应的元胞自动机模型,用VC++编程实现元胞自动机模拟,考虑快车(小客车)... 根据车道功能和使用权将四车道高速公路换道规则分为对称、不对称、旧法规和新法规4类,根据换道动机将换道分为有倾向型和无倾向型后,统一合理描述这4类规则。提出相应的元胞自动机模型,用VC++编程实现元胞自动机模拟,考虑快车(小客车)和慢车(大货车)的长度、最大速度和最大加速度差异。研究结果表明:临界密度和慢车速度都与换道规则无关;不同换道规则造成的差异随着密度和慢车比率的增大而减小;在慢车比率较小的中低密度区,与对称规则相比,其他3种规则通过换道改变车辆分布,可大幅度减少冲突,提高快车速度;其他3种规则下快车速度仅在慢车比率较小且靠近临界密度的中密度区存在差异。 展开更多

关键词 四车道高速公路 双车道交通流 大货车 换道规则 元胞自动机 模拟

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公交线路对双车道交通流的影响分析 被引量：2

14

作者 李晓雪 贾斌 李新刚 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 2010年第5期182-187,共6页

采用元胞自动机模型对具有公交线路的双车道混合交通系统进行建模和模拟分析.通过绘制系统的基本图和右车道上车辆占有率分析了公交线路对双车道车流演化特性以及运行效率的影响,并针对港湾式和非港湾式两种停靠方式的优劣进行比较.研... 采用元胞自动机模型对具有公交线路的双车道混合交通系统进行建模和模拟分析.通过绘制系统的基本图和右车道上车辆占有率分析了公交线路对双车道车流演化特性以及运行效率的影响,并针对港湾式和非港湾式两种停靠方式的优劣进行比较.研究结果显示,系统中存在四个车流演化特性不同的密度区域;系统中公交车数量增多会导致最大流量降低;港湾式停靠站的公交线路系统对车流的影响小,系统流量大,优于非港湾式停靠站的公交线路系统. 展开更多

关键词 城市交通 混合交通流 元胞自动机 公交线路 双车道

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基于CA-FE的双辊连铸纯铝凝固组织模拟 被引量：6

15

作者 陈守东 陈敬超 吕连灏 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期48-53,共6页

鉴于双辊薄带连铸等轴晶区半固态铸轧组织对产品性能的重要性,应用Procast软件中的CA-FE方法对工业纯铝在水冷钢辊连续铸轧中的凝固过程进行了模拟,建立了宏观温度场、浓度场和微观生长过程耦合的凝固组织模拟模型。以CA(Cellular Autom... 鉴于双辊薄带连铸等轴晶区半固态铸轧组织对产品性能的重要性,应用Procast软件中的CA-FE方法对工业纯铝在水冷钢辊连续铸轧中的凝固过程进行了模拟,建立了宏观温度场、浓度场和微观生长过程耦合的凝固组织模拟模型。以CA(Cellular Automaton)模型为基础,建立了晶粒生长过程的局部演变规则,在晶粒尺度上模拟了其凝固过程。应用建立的微观组织模型,研究了工艺参数对凝固组织的影响。模拟结果与实验结果基本吻合,检验了模型的正确性与适用条件。 展开更多

关键词 双辊连续铸轧 微观组织模拟 宏微观耦合模型 元胞自动机-有限单元法

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变速车道影响下的城市道路多路合流区域换道交通流特性研究 被引量：7

16

作者 马新露 王迪 +1 位作者 胡月豪 何园园 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第3期76-87,共12页

根据实测数据分析,得到了城市道路多路合流路段的驾驶行为特性和交通流特性;引入驾驶员性格参数和描述驾驶心理的选择换道概率,建立了城市道路多路合流的元胞自动机模型(Cellular Automaton,简称CA);由JAVA数值模拟,模型验证后,得到了... 根据实测数据分析,得到了城市道路多路合流路段的驾驶行为特性和交通流特性;引入驾驶员性格参数和描述驾驶心理的选择换道概率,建立了城市道路多路合流的元胞自动机模型(Cellular Automaton,简称CA);由JAVA数值模拟,模型验证后,得到了变速车道分别为直接式、平行式的多路合流的交通流特征参数。研究表明:直接式不利于主线、多条匝道的车辆通行,右侧匝道车辆对中间匝道的干扰严重;过长的平行式变速车道,加重了主线与中间匝道之间冲突,增大了中间匝道车辆对右侧匝道的影响。此外,直接式加重合流区的交通拥堵,相比之下,一定长度范围内的平行式变速车道对于合流区的交通运行状况改善明显,但过长的平行式变速车道会适得其反。 展开更多

关键词 交通运输工程 多路合流路段 变速车道 元胞自动机模型 交通流特性

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城镇开发边界划定智慧技术集成研究——基于人居环境科学视角

17

作者 杨钦宇 余婷 +2 位作者 郑筱津 汪淳 田莉 《城市规划》 CSSCI CSCD 北大核心 2024年第4期13-24,33,共13页

城镇开发边界是空间增长底线的管控工具,与人类活动和人居环境建设密切相关。科学划定城镇开发边界需要人居环境科学和智慧技术有机结合。现有对城镇开发边界划定技术背后的理论支撑研究不足,对人居环境全系统尤其是人的因素关注不够,... 城镇开发边界是空间增长底线的管控工具,与人类活动和人居环境建设密切相关。科学划定城镇开发边界需要人居环境科学和智慧技术有机结合。现有对城镇开发边界划定技术背后的理论支撑研究不足,对人居环境全系统尤其是人的因素关注不够,同时各类技术探索相对碎片化,缺乏对边界划定全流程技术的整合与集成应用。本文以人居环境科学为理论内核,从人的需求、人居环境的系统性和复杂性出发,提出系统耦合“双评价”、系统动力学模型、城镇开发潜力评价模型及多情景地理模拟等关键技术的城镇开发边界划定的智慧技术集成框架,科学支撑城镇发展需求预测、国土空间格局研判和城镇用地布局调控,为城镇开发边界划定和国土空间格局优化提供有益借鉴。 展开更多

关键词 城镇开发边界 智慧技术集成 人居环境科学 双评价 系统动力学模型 元胞自动机

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转向概率对平面环行交叉路口交通流的影响 被引量：4

18

作者 白克钊 孔令江 刘慕仁 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第1期1-4,共4页

从道路结构出发,建立了具有内、外环道的平面环形交叉路口元胞自动机模型,研究了转向概率对平面环行交叉路口交通流的影响。计算机模拟结果表明,各车道的交通流在转向概率影响下呈现出不同的特点,转向概率均在一定的系统密度区域内对车... 从道路结构出发,建立了具有内、外环道的平面环形交叉路口元胞自动机模型,研究了转向概率对平面环行交叉路口交通流的影响。计算机模拟结果表明,各车道的交通流在转向概率影响下呈现出不同的特点,转向概率均在一定的系统密度区域内对车道的交通流存在影响。 展开更多

关键词 交通流 元胞自动机模型 转向概率 车道密度

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非港湾式公交车站停靠特性的研究 被引量：2

19

作者 梁玉娟 薛郁 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期111-116,共6页

基于Nagel-Schreckenberg交通流模型(简称NaSch模型),通过引入换道规则,建立包含非港湾式公交车站在内的双车道混合车辆元胞自动机交通流模型.计算机数值模拟表明,在周期边界条件下非港湾式公交车站路段的交通流存在一定的特性,在中等... 基于Nagel-Schreckenberg交通流模型(简称NaSch模型),通过引入换道规则,建立包含非港湾式公交车站在内的双车道混合车辆元胞自动机交通流模型.计算机数值模拟表明,在周期边界条件下非港湾式公交车站路段的交通流存在一定的特性,在中等密度区域的拥挤流,车辆的平均速度与车流密度存在一次幂律关系. 展开更多

关键词 双车道 元胞自动机 混合交通流 公交车停靠站

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城市主干道有公交停靠站的混合交通流模拟 被引量：1

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作者 阳丽 孔令江 刘慕仁 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2008年第1期15-18,共4页

在开放式边界条件下,利用改进的NS模型,建立了城市主干道交通流模型。并采用桂林市主干道火车站附近路段的实际交通情况调查数据,模拟了该路段的混合交通流,结果表明该模型能够真实地反映城市主干道的混合交通流现象。

关键词 元胞自动机交通流模型 三车道 非港湾式停靠站

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