车流密集程度对重载随机车流与桥梁耦合振动影响分析

1

作者 桂水荣 何锐 曾宏伟 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期797-806,共10页

目的 将元胞自动机建立的重载随机车流模型引入车桥耦合振动系统,探究重载随机车流密集程度激发桥梁振动响应规律。方法 基于元胞自动机和NaSch模型,模拟道路交通周期边界条件下单向双车道重载随机车流,真实还原桥梁上车流演变规律,建... 目的 将元胞自动机建立的重载随机车流模型引入车桥耦合振动系统,探究重载随机车流密集程度激发桥梁振动响应规律。方法 基于元胞自动机和NaSch模型,模拟道路交通周期边界条件下单向双车道重载随机车流,真实还原桥梁上车流演变规律,建立考虑车型、车速、车道、车重和驾驶员行为特性的重载随机车流-桥梁耦合振动模型;采用MATLAB软件编程求解重载随机车流与桥梁耦合振动特性。结果 重载车流从自由流向阻塞流转变,桥梁竖向挠曲变形逐渐增大,振动加速度先增大后减小;阻塞流时桥梁产生最大竖向变形,密集流时桥梁竖向振动速度和加速度响应最剧烈。桥梁振动响应的能量峰值主要集中在桥梁主频4 Hz和9 Hz附近,且随着车流密度增大、车速降低,随机车流激发的桥梁振动响应能量峰值先增大后减小。结论 车辆占有率为18%的密集流出现最大振动响应能量峰值,车辆占有率为31%的拥挤流最易激发桥梁高阶频率振动。 展开更多

关键词 重载随机车流 车桥耦合振动 元胞自动机 车流密集程度

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元胞自动机FI和NS交通流混合模型的研究 被引量：13

2

作者 吴可非 邝华 +1 位作者 孔令江 刘慕仁 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2005年第4期8-12,共5页

考虑车辆的驾驶员具有其不同的驾驶特点,建立了单车道开放边界条件下元胞自动机F I模型和N S模型混合的交通流模型.通过计算机模拟,研究了混合交通流的密度、速度和流量受边界、N S型车辆的随机减速概率PNS、F I型车辆的随机减速概率PF ... 考虑车辆的驾驶员具有其不同的驾驶特点,建立了单车道开放边界条件下元胞自动机F I模型和N S模型混合的交通流模型.通过计算机模拟,研究了混合交通流的密度、速度和流量受边界、N S型车辆的随机减速概率PNS、F I型车辆的随机减速概率PF I和N S型车辆的产生概率α′的影响.结果表明,PNS和α′是决定混合交通流的主要因素,它们的值越大,混合交通流的密度、速度和流量就越小,混合模型的密度、速度和流量都比N S模型的大. 展开更多

关键词 元胞自动机 开放边界条件 混合交通流模型

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基于弹性安全换道间距的元胞自动机交通流模型 被引量：15

3

作者 王永明 周磊山 吕永波 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1159-1162,共4页

实际交通中,换道车辆的行驶速度不同,其所需要的安全换道间距也不尽相同。具体表是,高速行驶的车辆换道迅速、敏捷,而低速行驶车辆换道踌躇、犹豫。因而,对所有换道车均设定一个固定的安全换道间距是不恰当的,前人很少在这方面进行研究... 实际交通中,换道车辆的行驶速度不同,其所需要的安全换道间距也不尽相同。具体表是,高速行驶的车辆换道迅速、敏捷,而低速行驶车辆换道踌躇、犹豫。因而,对所有换道车均设定一个固定的安全换道间距是不恰当的,前人很少在这方面进行研究;结合现实提出的弹的安全换道间距规则,在改进前人模型仿真质量的同时,也提高了车辆的换道频率。模拟结果显示较以前模型,提出的元胞自动机模型将可改善道路的通行能力、提高道路资源的利用效率。 展开更多

关键词 交通流 元胞自动机 换道间距 安全

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浓雾环境下车车通信对交通事故的影响分析 被引量：6

4

作者 陈宇峰 向郑涛 +2 位作者 闫蓬 董亚波 夏明 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期109-116,共8页

雾天环境下驾驶员会表现出和正常天气不同的驾驶行为,给行车安全带来威胁.为保证交通安全,交通管理部门在浓雾环境下关闭高速公路,给人们出行带来不便.分析浓雾环境下基于传统目视和基于车车通信的驾驶行为,建立了交通流元胞自动机模型... 雾天环境下驾驶员会表现出和正常天气不同的驾驶行为,给行车安全带来威胁.为保证交通安全,交通管理部门在浓雾环境下关闭高速公路,给人们出行带来不便.分析浓雾环境下基于传统目视和基于车车通信的驾驶行为,建立了交通流元胞自动机模型.模拟结果表明:车车通信能够有效减少车辆分布的'局部聚集效应',从而大大降低交通事故率;当车辆密度较小时,交通事故率的降低效应尤其明显.本文的研究为高速公路在浓雾环境下采用车车通信技术实现车辆连续放行提供参考. 展开更多

关键词 公路运输 交通流 元胞自动机模型 交通事故 浓雾

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一维DCA交通流模型分析 被引量：11

5

作者 何云 陈若航 吕晓阳 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 1997年第1期49-53,共5页

利用 DCA交通流模型模拟了单线路单速的交通情况 ,利用演化规则表达式推导出速度及流量的解析表达式 ,并分析了二粒子最近邻关联随密度的变化情况 .

关键词 细胞自动机 交通流模型 DCA模型

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基于多元胞模型的桥梁车流合成及荷载模拟 被引量：5

6

作者 阮欣 金泽人 +1 位作者 周军勇 涂辉招 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期941-947,共7页

随机车辆荷载模拟是桥梁荷载评定和性能评估的基础和关键,目前基于Monte Carlo的车流模拟较难呈现长加载跨径内车流的微观动态演化特性,而基于元胞自动机(CA)的单元胞模拟方法在加载精度方面仍需改进.单元胞模拟法中,将每个车辆用一个... 随机车辆荷载模拟是桥梁荷载评定和性能评估的基础和关键,目前基于Monte Carlo的车流模拟较难呈现长加载跨径内车流的微观动态演化特性,而基于元胞自动机(CA)的单元胞模拟方法在加载精度方面仍需改进.单元胞模拟法中,将每个车辆用一个元胞模拟,难以体现轴重影响,限制了模拟精度的提高.在此基础上,提出了每个元胞模拟一个车轴,多个元胞模拟一辆车的多元胞自动机(MCA)模型,并利用实测车流及其荷载数据进行模型校核.研究表明:多元胞车轴模拟方法能够准确地还原车流量、车头时距、车速、车重等系列车流以及荷载参数.以1 000m虚拟加载跨径的荷载集度、支点剪力、跨中弯矩为指标,统计模拟车流和实测数据的荷载响应特性.结果显示,MCA模型的模拟结果与实际车流误差均在5%以内,相较于传统单元胞模型17%的误差,精度显著提高. 展开更多

关键词 桥梁工程 车辆荷载模拟 随机车流 元胞自动机 多元胞模型

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一种考虑能见度影响的元胞自动机交通流模型 被引量：3

7

作者 潘江洪 白克钊 +1 位作者 邝华 孔令江 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2011年第3期1-4,共4页

本文建立一种考虑能见度影响的元胞自动机交通流模型,研究了产生概率、消失概率及能见度对交通流的影响。计算机模拟结果表明,产生概率和消失概率均只在一定范围内影响系统流量的变化;能见度影响的路段为系统的瓶颈,为避免其上游路段出... 本文建立一种考虑能见度影响的元胞自动机交通流模型,研究了产生概率、消失概率及能见度对交通流的影响。计算机模拟结果表明,产生概率和消失概率均只在一定范围内影响系统流量的变化;能见度影响的路段为系统的瓶颈,为避免其上游路段出现严重堵塞,应根据能见度大小,对产生概率和消失概率进行合理调节;当能见度很低时,瓶颈路段及其上游路段出现严重堵塞。 展开更多

关键词 交通流 元胞自动机模型 能见度 瓶颈

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超速行为对交通流扰动影响的仿真研究 被引量：4

8

作者 王永明 周磊山 吕永波 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期3301-3304,共4页

超速行驶是引起交通事故的主要原因之一,会造成巨大的人员与财产损失,基于元胞自动机对高速公路上的超速行为进行了研究。首先详尽分析了超速行驶特性,然后在现有的元胞自动机交通流模型基础上,构造了符合超速车辆特性的行驶规则,使之... 超速行驶是引起交通事故的主要原因之一,会造成巨大的人员与财产损失,基于元胞自动机对高速公路上的超速行为进行了研究。首先详尽分析了超速行驶特性,然后在现有的元胞自动机交通流模型基础上,构造了符合超速车辆特性的行驶规则,使之成为更符合现实道路状况的元胞自动机模型。该模型中的多种类型个体间交织影响,再现了现实交通流的非线性特点。运用新模型进行数值模拟仿真,发现超速行为将会降低交通流的平均速度,并且最终危害交通流的系统安全。 展开更多

关键词 超速 交通流 元胞自动机 安全性

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基于元胞自动机模型的交通流混沌仿真研究 被引量：4

9

作者 李松 张杰 贺国光 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第32期20-22,117,共4页

研究一维元胞自动机模型——Nagel-Schreckenberg(NS)模型的交通流混沌问题。用Matlab程序产生交通流时间序列,在一定参数组合情况下,仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程,并在此基础上讨论了车辆密度和车辆减速概率... 研究一维元胞自动机模型——Nagel-Schreckenberg(NS)模型的交通流混沌问题。用Matlab程序产生交通流时间序列,在一定参数组合情况下,仿真研究了交通流车队中前后车辆之间车头间距的变化过程,并在此基础上讨论了车辆密度和车辆减速概率的变化对交通流运动状态的影响。结果表明,当车流密度超过某一值时,NS模型仿真出的交通流会产生混沌现象;而交通流混沌产生的根本原因在于交通流的内在随机性,其中车辆不规则的加速、减速是这种内在随机性的主要因素。 展开更多

关键词 交通工程 交通流理论 混沌 元胞自动机模型

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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

10

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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大型货车影响的高速交通流元胞自动机模型 被引量：4

11

作者 顾九春 陈燕 +1 位作者 汪海龙 张全忠 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第7期236-238,共3页

高速公路上的车辆到达是随机的,且含有车型大、运行速度低的大型货车,其对交通流影响很大。结合我国高速公路特点,通过重新标定元胞长度、运行车速、随机慢化机制和制定车道转换规则,建立了开放边界条件下大型货车影响的双车道多速混合... 高速公路上的车辆到达是随机的,且含有车型大、运行速度低的大型货车,其对交通流影响很大。结合我国高速公路特点,通过重新标定元胞长度、运行车速、随机慢化机制和制定车道转换规则,建立了开放边界条件下大型货车影响的双车道多速混合交通流元胞自动机模型;通过计算机模拟分析了速度、密度、流量三参数之间关系,寻找出了大型货车占有率、随机慢化概率等因素对交通流的影响规律。 展开更多

关键词 元胞自动机 大型货车 混合交通流 计算机模拟

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基于元胞自动机的路面车流荷载 被引量：3

12

作者 陈向东 金先龙 +1 位作者 张晓云 李政 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期870-873,共4页

引入微观交通流模型中的元胞自动机模型来模拟路面上的车流荷载,用元胞的演变规则分析车流行驶过程中各个车辆的速度以及它们之间车距的变化;车辆振动模型采用1/4车身结构的2自由度模型,并根据国家标准GB7031-86规定生成路面轮廓的时域... 引入微观交通流模型中的元胞自动机模型来模拟路面上的车流荷载,用元胞的演变规则分析车流行驶过程中各个车辆的速度以及它们之间车距的变化;车辆振动模型采用1/4车身结构的2自由度模型,并根据国家标准GB7031-86规定生成路面轮廓的时域信号.分析了某盾构隧道在车流荷载作用下的动力响应,为研究车流荷载作用下隧道结构动力响应提供了数值参考. 展开更多

关键词 车流荷载 元胞自动机模型 路面不平度 动力相互作用

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基于CA模型的中小学放学门口道路交通仿真 被引量：7

13

作者 庞明宝 陈静 杨敏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期927-934,共8页

研究基于元胞自动机模型的中小学放学期间学校门口道路交通流仿真问题。在STNS(symmetric two-lane Nagel-Schreckenberg)模型的基础上,建立一个受中小学放学影响下学校门口道路交织区段的元胞自动机模型,对放学期间的道路交通流特性进... 研究基于元胞自动机模型的中小学放学期间学校门口道路交通流仿真问题。在STNS(symmetric two-lane Nagel-Schreckenberg)模型的基础上,建立一个受中小学放学影响下学校门口道路交织区段的元胞自动机模型,对放学期间的道路交通流特性进行了仿真,对驾私家车接学生和乘校车学生比例、学校错峰放学对道路交通流的影响进行了仿真实验分析。结果表明减少私家车接学生比例、增加乘校车学生比例、选择合适的错峰放学时间,可在保证交通安全的前提下达到抑制交通拥堵、减少车辆总通行时间从而提高道路实际通行能力的目的,证明了该仿真模型的正确性。 展开更多

关键词 交通仿真 混合交通流 元胞自动机模型 中小学校 错峰放学

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基于元胞自动机的轨道交通突发客流拥堵消散演化机理研究 被引量：10

14

作者 蒋阳升 刘纹滔 姚志洪 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2020年第5期121-127,共7页

为保证城市轨道交通运输系统在突发客流条件下能够安全高效运营,本文基于元胞自动机建立城市轨道交通突发客流拥堵传播模型.分析突发客流量拥堵传播过程,采用状态参数集反映车站拥挤程度的多样化差异,定义更为准确合理的客流量元胞自动... 为保证城市轨道交通运输系统在突发客流条件下能够安全高效运营,本文基于元胞自动机建立城市轨道交通突发客流拥堵传播模型.分析突发客流量拥堵传播过程,采用状态参数集反映车站拥挤程度的多样化差异,定义更为准确合理的客流量元胞自动机演化规则.以成都市轨道交通部分线网为例,仿真设置不同量值的突发客流,研究线网客流状态的演化规律.结果表明,随着突发客流量增加,客流状态从区域拥堵演化至线拥堵的速度减缓,从线拥堵演化至点拥堵的速度保持不变或略有加快.此外,大量突发客流会引起拥堵消散速度的减缓,造成更大时空范围的区域性拥堵. 展开更多

关键词 城市交通 拥堵消散 元胞自动机 突发客流 模型仿真

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元胞自动机双车道模型耦合效应研究 被引量：3

15

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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高速公路意外事件所致堵塞的消散策略研究 被引量：3

16

作者 付蓬勃 吕永波 +1 位作者 林琳 王永明 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1051-1055,共5页

通过建立交通意外事件影响下的交通流仿真模型,对拥堵传播及有效的干涉控制措施进行仿真.分析了非稳态交通条件下的车辆行为特性;并对现有主流元胞自动机模型规则进行改进,建立起一种新的元胞自动机交通流模型.该模型能够较好地仿真拥... 通过建立交通意外事件影响下的交通流仿真模型,对拥堵传播及有效的干涉控制措施进行仿真.分析了非稳态交通条件下的车辆行为特性;并对现有主流元胞自动机模型规则进行改进,建立起一种新的元胞自动机交通流模型.该模型能够较好地仿真拥堵传播与消散过程,有效地探索拥堵的消散规律;利用该模型对各种控制措施的堵塞消散效率的研究结果表明,限流限速组合控制策略具有较优的堵塞消散效果. 展开更多

关键词 高速公路 交通流 堵塞消散 元胞自动机

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考虑鸣笛效应的城市路段机非混合交通流模拟 被引量：3

17

作者 冯雪 王喜富 李美羽 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期56-61,共6页

针对具有机非分隔线的城市道路,自行车试图超越前方较慢车辆而越线占用机动车道的现象,采用多车道元胞自动机模型对考虑机动车鸣笛效应下的机非混合交通流进行建模与数值模拟,以衡量鸣笛对自行车越线行驶下的机动车及自行车交通特性的影... 针对具有机非分隔线的城市道路,自行车试图超越前方较慢车辆而越线占用机动车道的现象,采用多车道元胞自动机模型对考虑机动车鸣笛效应下的机非混合交通流进行建模与数值模拟,以衡量鸣笛对自行车越线行驶下的机动车及自行车交通特性的影响.通过仿真实验,发现在机动车中等密度条件下,鸣笛对自行车的越线行为有明显的抑制作用,进而在自行车中等密度范围内,能够提高机动车流量,增加路段输运量,而在自行车高密度条件下将降低自行车流量,进而降低路段输运量.而在机动车低密度及高密度范围内,鸣笛的作用不明显.研究发现,鸣笛效应的引入能够使机非混合交通流元胞自动机的模拟更为接近实际交通运行状况. 展开更多

关键词 机非混合交通流 元胞自动机 鸣笛 计算机数值模拟

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交通流中的自组织临界性研究 被引量：4

18

作者 汪秉宏 毛丹 +1 位作者 王雷 许伯铭 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2002年第1期45-51,共7页

交通流元胞自动机模型呈现出显著的车流自组织临界性及从自由运动相到堵塞相的相变行为 .由于交通流模型中车辆之间的复杂耦合相互作用所引起的高阶时空关联 ,采用传统的考察局域格点车辆占据状态的动力学演化方法 ,尚未有任何国内外学... 交通流元胞自动机模型呈现出显著的车流自组织临界性及从自由运动相到堵塞相的相变行为 .由于交通流模型中车辆之间的复杂耦合相互作用所引起的高阶时空关联 ,采用传统的考察局域格点车辆占据状态的动力学演化方法 ,尚未有任何国内外学者得到过高速车辆的一维和二维交通流模型的相变基本图的精确解析描述 .作者摒弃传统思路 ,采用以相邻车辆距离为变量的全局动力学演化考察方法 ,通过完全严格的逻辑推理及统计力学细致平衡条件的运用 ,首次给出了允许高速车随机减速的一维交通流 Fukui-Ishibashi元胞自动机模型相变基本图曲线的解析平均场方程 ,所得结果与模型的直接数值模拟可以精确地吻合 .基于交通流中实际车辆的加速及延迟行为 ,进一步提出两种新的一维交通流元胞自动机模型——限制加速模型和追尾车随机减速模型 .应用考察车距动力学演化的方法 ,仍然能够得到两个新模型相变基本图的精确解析平均场方程 .这些精确解析结果的获得既对于交通流复杂系统的自组织临界性和相变行为提供了基本的物理理解 ,又对于高速公路实际交通运输的信息管理和控制具有指导意义 . 展开更多

关键词 交通流 元胞自动机模型 自组织临界性 阻塞相变 基本图 平均场论 交通信息管理系统

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基于一维元胞自动机的可变时距跟车模型 被引量：4

19

作者 张晋 王慧 李平 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期233-237,共5页

依据不间断车流的车头时距分布规律和一维元胞自动机建模理论,提出了一种可变时距跟车模型.该模型假定行驶车辆都趋向于保持一个期望的车头时距,通过对前车速度和车头间距的估计,并考虑随机减速的影响对车速进行同步更新.基于该模型建... 依据不间断车流的车头时距分布规律和一维元胞自动机建模理论,提出了一种可变时距跟车模型.该模型假定行驶车辆都趋向于保持一个期望的车头时距,通过对前车速度和车头间距的估计,并考虑随机减速的影响对车速进行同步更新.基于该模型建立的仿真系统,凭借两个简单的参数来调节不同车速的期望车头间距,使车头时距分布规律符合交通未饱和时车头时距的具体分布情况,从而能够描述多车道公路上比较复杂的交通状况,表示不同道路等级的通行能力. 展开更多

关键词 元胞自动机 一维交通流模型 交通流亚稳态特性 车头时距分布

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高速公路坡道对交通流的影响 被引量：4

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作者 李盛春 孔令江 刘慕仁 《广西科学》 CAS 2008年第1期47-51,共5页

采用周期边界条件,建立单车道不同路段最大速度不同的元胞自动机交通流模型,模拟研究坡道长度、坡道倾度、较慢车混合比例和增设爬坡道对高速公路交通流的影响。结果表明,坡道长度不同时,车辆的临界密度相同,车辆达到临界密度之前的平... 采用周期边界条件,建立单车道不同路段最大速度不同的元胞自动机交通流模型,模拟研究坡道长度、坡道倾度、较慢车混合比例和增设爬坡道对高速公路交通流的影响。结果表明,坡道长度不同时,车辆的临界密度相同,车辆达到临界密度之前的平均速度随坡道长度的增加而减小,在中等密度区域对应的交通流量随坡道长度的增大而减小;坡道倾度增大时,车辆平均速度明显减小,相应的车辆临界密度也减小,在中等密度区域内的最大流量随着坡道倾度增大而迅速减小;只要有较慢车存在,不同较慢车的混合比例对交通流的影响基本相同;增设爬坡道前后车辆的临界密度相同,增设爬坡道后的车辆平均速度比没有爬坡道时大,密度不是特别大时,增设爬坡道可以大大提高高速公路的通行能力。 展开更多

关键词 交通流 坡道 瓶颈效应 元胞自动机 NaSch模型

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