資源描述：
《交通系統(tǒng)的元胞自動機模型》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第卷第期系統(tǒng)工程理論方法應用年!!俐一’!」〔!們交通系統(tǒng)的元胞自動機模型顧國慶范炳全許伯銘,,華東工業(yè)大學系統(tǒng)科學與系統(tǒng)工程學院香港中文大學物理系香港新界【摘要】本文在二維非均勻點陣上用元胞自動機模型對交通系統(tǒng)進行模擬點陣由性質不同的兩類格點組成,因而可、、,以容納收費站道路中斷立交橋等多種因素使本模型較接近實際的交通系統(tǒng)。模擬,上述因素對交通系統(tǒng)的宏觀性質有相當復雜的影
2、響。例如,結果表明在含立交橋的交通系,統(tǒng)的相圖上相分界線并不是一條單調上升的線關健詞元胞自動機交通系統(tǒng)系統(tǒng)演化引言交通系統(tǒng)的研究是當前系統(tǒng)科學領域內一個受到廣泛重視的問題。交通問題的研究成果有助于我們科學地規(guī)劃市政建設,充分有效地利用道路資源因此,交通系統(tǒng)的研究與加速城市建設,提高現(xiàn)有城市的社會經濟效益,以及最大限度地緩解交通擁擠等公眾關心的問題有著直接的關系用元胞自動機模型模擬復雜系統(tǒng)的演變行為有很多成功的經驗,這自然地啟發(fā)人們用它,,心來模擬交通問題年
3、誦和在一個二維點陣上模擬城市,,,交通簡記為模型】他們發(fā)現(xiàn)隨著車輛密度的上升系統(tǒng)會發(fā)生一個相變在相變點下系統(tǒng)的終態(tài)是車輛皆可行駛的運動相而在相變點以上,是車輛都被堵住的阻塞相而,毗別等人的工作得到了理論工作者的重視此后不斷有用元胞自動機模型模擬交通問題的論文發(fā)表一’,在中有一的方形點陣洲是點陣的邊長每個格點可以有一輛由南向北行駛的,或者有一輛由東向西行駛的車輛,或者沒有車輛占據(jù)在每,車輛一奇數(shù)時間步南北
4、方向行一個格點同樣,一偶數(shù)時,駛的車輛可以向前行駛在每間步東西方向行駛的車輛可以向前一個格點,口,行駛其作用相當于紅綠燈由它控制路的交通但是如果車輛前面的格點已為其他車輛占據(jù),,不能向前行駛那么這輛車只能在原來的格點上等候南北方向行駛的,它等于南北方向行駛的車輛總數(shù)與格點數(shù)之比同樣,東西方向行駛的車輛車輛密度是幾,,在幾在理論研究中通常采用周期性邊界條件目的是為密度是模型中取幾了盡量減少邊界效應對系統(tǒng)的影響定義平均速度為運動的車輛總數(shù)包括陽寸刻和一咋模擬開
5、始時,隨機地在點陣上布列車輛然后,以上時刻作運動的車輛與車輛總數(shù)之比述規(guī)則運轉系統(tǒng)并收集有關的數(shù)據(jù)系統(tǒng)運行一段時間后會進人漸近態(tài)此時,該樣本的模擬即可終止本文于年月日收到交通系統(tǒng)的元胞自動機模型一一模型和方法本文的研究也采用模型的有關規(guī)則,不同之處是我們在,一非均勻點陣上進行模擬目的是為了研究車輛拋錨、道路中斷、收費站、立交橋、道路等級差異等多種因素對城市交通的影響。為此,我們在點陣中以某種方式布列、兩種性質不同的格點。類格點的濃,。,度是盡類格
6、點的濃度為與二一。類格點只能由一輛車占據(jù)車輛在類格點上的滯留時間是類格點性質的不同,。幾根枷我們區(qū)分以下幾種子模型。子模型車輛類格點上的滯留時間勺二二引進這一子模型是為了模擬因交通事故枷等原因使車輛拋錨在公路上。既然車輛不能通過類格點,它也可以反映因市政工程引起的道路交通中斷。另外,在方形點陣中適當?shù)夭剂?類格點,可以較方便地把原來的二維方點陣轉變?yōu)閷嶋H城市的道路交通網絡。子模型類格點上車輛的滯留時間與類格點上車輛的滯留時間之比為。、,三,,‘,城市中各個路段的等級質
7、量的不同會影響車流速度車輛通過收費站則會,。,滯留一段時間選擇適當?shù)臅r間標度比就能模擬上述因素對城市交通的影響當腸幾時本模型就回到模型。子模型類格點上可以同時有一輛南北方向行駛的車輛和一輛東西方向行駛的車輛,。二幾它可以模擬立交橋的分布對城市交通的影響并且?guī)孜覀儾捎镁o鄰相互作用的元胞自動機進行模擬。模型最為簡單,可以采用四態(tài)的元胞自。,動機態(tài)為月類格點其余為類格點態(tài)車輛態(tài)有一南北方向行駛的車輛態(tài)有一東西。,,方向行駛的車輛模型可用七態(tài)的元胞自動機
8、進行模擬態(tài)一態(tài)表示類格點態(tài)一態(tài)。·表類格點模型的模擬最為困難勺幾二時就需要采用八態(tài)的元胞自動機剝過多地使用條件語句容易出錯從元胞自動機的演變函數(shù)人手,則能避免這一困難。上述模型的元胞自動機都具有三變量的演變函數(shù),而且可以把它拆成兩個變換矩陣。其方法是,,,、,,,,一二一,,,,‘況【嘆況況,,,,,,,一,‘一,‘,‘了‘,,‘盡石嘆盡乓況嘆,、、。,‘時第列格點的狀態(tài),是時刻行約汽凡是變換矩陣我
