基于元胞自动机的机非干扰特性研究

发布时间：2017-09-14 07:23

  本文关键词：基于元胞自动机的机非干扰特性研究

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【摘要】：近年来随着中国经济快速发展,在机动车数量与日俱增的同时,非机动车的数量也在同步增长,道路上机动车与非机动车发生严重干扰,给道路的通行能力及交通安全提出了严峻考验。特别是大城市,居民的电动助动车保有量及其占非机动车的比例均逐年增加,由于电动助动车具有速度快、易于行驶于机动车道上等特点,使得电动助动车成为城市道路上一个新的值得关注的交通方式。论文中提出了将传统的非机动车分为两个即相似又相异的交通方式,进而来单独研究电动助动车这一交通方式对道路上机动车的各方面产生的影响。论文首先通过综合分析交通流理论及交通流模型,得出元胞自动机在微观交通流领域应用的优势,同时分析了机非干扰的特性,并研究了不同车辆对应的尺寸、行驶速度以及电动助动车断面流量占有率;随后依据模型规则及假设条件建立了两种基于元胞自动机的交通流模型,即机非完全隔离模型和机非划线隔离模型;依据两种元胞自动机模型,以电动助动车占非机动车比例为变量,仿真分析了电动助动车占比的变化对于机动车流量、平均行驶速度、电动助动车的平均行驶速度的影响,并通过实际数据验证了模型的正确性。最后依据仿真分析结果,提出了减少道路上电动助动车对机动车干扰的相关措施及电动助动车专用道宽度值。
【关键词】：电动助动车 机非干扰 交通流 元胞自动机 Matlab仿真
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-12
• 1.1.1 研究背景9-12
• 1.1.2 研究意义12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 研究内容及技术路线15-17
• 1.3.1 研究内容15-16
• 1.3.2 技术路线16-17
• 第二章 交通流干扰理论及其特性分析17-33
• 2.1 交通流理论概述17-18
• 2.1.1 交通流研究进展17
• 2.1.2 基本概念及现象17-18
• 2.2 交通流模型18-20
• 2.2.1 交通流流体力学模型18-19
• 2.2.2 交通流气体动力论模型19
• 2.2.3 交通流跟驰模型19
• 2.2.4 交通流元胞自动机模型19-20
• 2.3 路段不同交通方式相互干扰分析20-25
• 2.3.1 非机动车分类及定义20-22
• 2.3.2 非机动车对机动车的干扰22-24
• 2.3.3 电动助动车对自行车的干扰24
• 2.3.4 非机动车进入机动车道行驶的原因分析24-25
• 2.4 路段交通流特性分析25-31
• 2.4.1 车辆外形尺寸分析25-27
• 2.4.2 车辆路段行驶速度分析27-30
• 2.4.3 非机动车行驶特性30-31
• 2.5 非机动车横向分布特征31-32
• 2.6 电动助动车断面流量占有率32
• 2.7 本章小结32-33
• 第三章 基于元胞自动机的路段交通流数学建模33-48
• 3.1 元胞自动机基本结构组成33-35
• 3.2 基于元胞自动机的交通流建模方法及假设35-37
• 3.2.1 车辆的建模36
• 3.2.2 道路的建模36-37
• 3.2.3 假设条件37
• 3.3 基于元胞自动机的完全隔离模型37-42
• 3.3.1 模型思路37-40
• 3.3.2 模型规则40-42
• 3.4 基于元胞自动机的划线隔离模型42-47
• 3.4.1 模型思路42-45
• 3.4.2 模型规则45-47
• 3.5 Matlab与元胞自动机模型的适应性47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 基于元胞自动机的交通流仿真验证48-58
• 4.1 Matlab简介48-49
• 4.1.1 Matlab的发展史48
• 4.1.2 Matlab的功能特点48-49
• 4.2 仿真模型49-50
• 4.2.1 仿真基本思路49-50
• 4.2.2 仿真流程50
• 4.3 仿真参数定义50-51
• 4.4 仿真关键问题分析51-52
• 4.5 仿真结果分析52-56
• 4.5.1 电动助动车占非机动车比例n2对路段机动车流量Qcar影响52-54
• 4.5.2 电动助动车占非机动车比例n2对机动车平均车速的影响54-55
• 4.5.3 电动助动车占非机动车比例n2对电动助动车平均车速的影响55-56
• 4.6 模型验证56-57
• 4.7 本章小结57-58
• 第五章 减少电动助动车干扰的措施58-64
• 5.1 政策引导58-60
• 5.2 交通管理60-61
• 5.3 交通工程61
• 5.4 电动助动车专用道设计61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 主要结论及进一步研究的建议64-66
• 1 主要结论64-65
• 2 进一步研究的建议65-66
• 参考文献66-69
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果69-70
• 致谢70

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本文编号：848663