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基于加权相互作用势的两车道交通流行为研究

殷中慧  张继业  郑伟范  江宝山  
【摘要】:随着人口和车辆的不断增加,道路发展难以满足车辆交通的需要,交通的科学规划、管理与控制已成为亟待解决的问题。在实际交通中,司机往往受到本车道以及邻近车道前后邻近车辆的影响。现有的双车道元胞自动机模型,主要就是在单车道模型的基础上建立换道规则。本文结合加权相互作用势模型,对越靠近自身车辆的相互作用势赋予越大的权重,使得建模过程更符合实际交通中司机根据前面车辆和环境情况进行随机决策的过程,并引入换道规则,提出了基于加权相互作用势的两车道元胞自动机交通流模型。通过数值模拟,给出了不同模型、不同临界换道概率以及不同加权参数下的车辆速度、流量、满足换道条件的车辆数与密度之间的关系,得到基本图和换道率图。仿真结果表明,与NS双车道模型的数值仿真结果相比,基于加权相互作用势的两车道模型对高密度区域的交通流流量和速度都有明显的改善,对低密度的自由流交通态,加权作用对总体流量和速度的作用不明显;基于加权相互作用势的两车道交通流模型在低密度自由流状态的换道频率几乎为零,要明显低于NS双车道模型的换道频率,这对降低不必要的换道行为带来的安全隐患有一定作用。在高密度区域的换道频率略高于NS双车道模型的换道频率,从一定程度上提高了道路的安全性和通行能力。

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