中小学门口道路上学期间的一个元胞自动机模型

陈静; 庞明宝; 杨敏

doi:10.7498/aps.63.094502

摘要

在已有交通流道路瓶颈、交织区和混合交通流研究的基础上，建立一个中小学门口道路区段上学期间的元胞自动机模型，对上学期间的道路交通流特性进行了模拟，对驾私家车送学生上学比例、乘校车上学比例和交警现场指挥对道路交通流的影响进行实验分析. 模拟结果表明减少驾车送学生上学比例、增加乘校车学生比例、辅助以交警现场指挥，可保证交通安全，从而达到抑制交通拥堵、减少车辆总通行时间提高道路实际通行能力的目的.

关键词:

Based on the studies on traffic bottleneck of road, interference area, and mixed traffic flow, a cellular automaton model for the roads in front of elementary and middle school gates during students going to school is established. Characteristics of traffic flow are discussed via the simulation experiment. Effects of the traffic flow and the traffic volume are analyzed including the proportion of student driving private cars, the proportion of school buses, and the command giving by traffic policeman on the scene. Results of examples given in this paper show that traffic safety can be ensured, the traffic jams can be suppressed, and the goal of achieving largest traffic flow and decreasing the passing time of vehicles can be realized by decreasing the proportion of student driving private cars, increasing the proportion of school buses, and assisting the traffic policeman to command on the scene.

Keywords:

cellular automaton model (CAM) /
intelligent transportation system (ITS) /
arrival of elementary and middle school /
mixed traffic flow

作者及机构信息

1.
河北工业大学土木工程学院交通运输系, 天津 300401

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：50478088）和河北省自然科学基金（批准号：E2011202073）资助的课题.

Authors and contacts

1.
Transportation Department, School of Civil Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50478088), and the Natural Science Foundation of Hebei Province, China (Grant No. E2011202073).

参考文献

[1]	Fred Mannering 2009 Transportation Research Part F 12 99
[2]	Li S B, Wu J J, Gao Z Y, Lin Y, Fu B B 2011 Acta Phys. Sin. 60 050701(in Chinese) [李书彬, 吴建军, 高自友, 林勇, 傅白白 2011 物理学报 60 050701]
[3]	Nikolas Geroliminis, Daganzo C F 2008 Transportation Research Part B 42 759
[4]	Soyoung Ahn, Sravani Vadlamani, Jorge Laval 2013 Transportation Research Part C 34 138
[5]	Sheng P, Zhao S L, Wang J F, Zuo H 2010 Acta Phys. Sin. 59 3831 (in Chinese) [盛鹏, 赵树龙, 王俊峰, 左航 2010 物理学报 59 3831]
[6]	Jia B, Li X G, Jiang R, Gao Z Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 6845(in Chinese) [贾斌, 李新刚, 姜锐, 高自友 2009 物理学报 58 6845]
[7]	Li Q D, Dong L Y, Dai S Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 7584(in Chinese) [李庆定, 董力耘, 戴世强 2009 物理学报 58 7584]
[8]	Ding J X, Huang H J 2010 Acta Phys. Sin. 59 3093(in Chinese) [丁建勋, 黄海军 2010 物理学报 59 3093]
[9]	Mei C Q, Huang H J, Tang T Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 4786 (in Chinese) [梅超群, 黄海军, 唐铁桥 2008 物理学报 57 4786]
[10]	Sun Z, Jia B, Li X G 2012 Acta Phys. Sin. 61 100508(in Chinese) [孙泽, 贾斌, 李新刚 2012 物理学报 61 100508]
[11]	He Z C, Sun W B, Zhang L C, Xu F F, Zhuang L J 2013 Acta Phys. Sin. 62 168901(in Chinese) [何兆成, 孙文博, 张力成, 许菲菲, 庄立坚 2013 物理学报 62 168901]
[12]	Dong C F, Ma X, Wang B H 2012 Physics Letters A 374 1326
[13]	Wang M, Zeng J W, Qian Y S, Li W J, Yang F, Jia X X 2012 Chin. Phys. B 21 070502
[14]	Yang W D, Wang T 2012 Physics Procedia 25 917
[15]	Teng Y F, Gao Z Y, Jia B, Li F 2008 Acta Phys. Sin. 57 1365(in Chinese) [腾亚帆, 高自友, 贾斌, 李峰 2008 物理学报 57 1365]
[16]	Hua X D, Wang W, Wang H 2011 Acta Phys. Sin. 60 084502(in Chinese) [华雪东, 王炜, 王昊 2011 物理学报 60 084502]
[17]	Takashi Nagatani 2010 Physics Letters A 374 2823
[18]	Zhang J J, Pang M B, Ren S S 2012 Acta Phys. Sin. 61 244503(in Chinese) [张晶晶, 庞明宝, 任沙沙 2012 物理学报 61 244503]
[19]	Li F, Zhang X Y, Gao Z Y 2007 Physica A 374 827
[20]	Li S C, Kong L J, Liu M R, Zheng R S 2009 Acta Phys. Sin. 58 2276 (in Chinese) [李盛春, 孔令江, 刘慕仁, 郑容森 2009 物理学报 58 2276]
[21]	Jiang J S, Dong L Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 214503(in Chinese) [江金胜, 董力耘 2012 物理学报 61 214503]
[22]	Jia B, Gao Z Y, Li K P, Li X G 2007 Models and Simulations of Traffic System Based on the Theoty of Cellular Automaton (Vol.1) (Beijing: Science Press) p113 (in Chinese) [贾斌, 高自友, 李克平, 李新刚 2007 基于元胞自动机的交通系统建模与模拟(第一卷)(北京:科学出版社) 第113页]
[23]	Xiang Z T, Xiong L 2013 Chin. Phys. B 22 028901
[24]	Yang X F, Mao W, Fu Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 240511 (in Chinese) [杨晓芳, 茅威, 付强 2013 物理学报 62 240511]
[25]	Zhang X Q, Wang Y, Hu Q H 2014 Acta Phys. Sin. 63 010508 (in Chinese) [张兴强, 汪滢, 胡庆华 2014 物理学报 63 010508]
[26]	Zhao X M, Xie D F, Li H O 2012 Physics Procedia 24 1052
[27]	Wang Y M 2010 Journal of System Simulation. 22 2149(in Chinese) [王永明 2010 系统仿真学报 22 2149]

施引文献

[1]	Fred Mannering 2009 Transportation Research Part F 12 99
[2]	Li S B, Wu J J, Gao Z Y, Lin Y, Fu B B 2011 Acta Phys. Sin. 60 050701(in Chinese) [李书彬, 吴建军, 高自友, 林勇, 傅白白 2011 物理学报 60 050701]
[3]	Nikolas Geroliminis, Daganzo C F 2008 Transportation Research Part B 42 759
[4]	Soyoung Ahn, Sravani Vadlamani, Jorge Laval 2013 Transportation Research Part C 34 138
[5]	Sheng P, Zhao S L, Wang J F, Zuo H 2010 Acta Phys. Sin. 59 3831 (in Chinese) [盛鹏, 赵树龙, 王俊峰, 左航 2010 物理学报 59 3831]
[6]	Jia B, Li X G, Jiang R, Gao Z Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 6845(in Chinese) [贾斌, 李新刚, 姜锐, 高自友 2009 物理学报 58 6845]
[7]	Li Q D, Dong L Y, Dai S Q 2009 Acta Phys. Sin. 58 7584(in Chinese) [李庆定, 董力耘, 戴世强 2009 物理学报 58 7584]
[8]	Ding J X, Huang H J 2010 Acta Phys. Sin. 59 3093(in Chinese) [丁建勋, 黄海军 2010 物理学报 59 3093]
[9]	Mei C Q, Huang H J, Tang T Q 2008 Acta Phys. Sin. 57 4786 (in Chinese) [梅超群, 黄海军, 唐铁桥 2008 物理学报 57 4786]
[10]	Sun Z, Jia B, Li X G 2012 Acta Phys. Sin. 61 100508(in Chinese) [孙泽, 贾斌, 李新刚 2012 物理学报 61 100508]
[11]	He Z C, Sun W B, Zhang L C, Xu F F, Zhuang L J 2013 Acta Phys. Sin. 62 168901(in Chinese) [何兆成, 孙文博, 张力成, 许菲菲, 庄立坚 2013 物理学报 62 168901]
[12]	Dong C F, Ma X, Wang B H 2012 Physics Letters A 374 1326
[13]	Wang M, Zeng J W, Qian Y S, Li W J, Yang F, Jia X X 2012 Chin. Phys. B 21 070502
[14]	Yang W D, Wang T 2012 Physics Procedia 25 917
[15]	Teng Y F, Gao Z Y, Jia B, Li F 2008 Acta Phys. Sin. 57 1365(in Chinese) [腾亚帆, 高自友, 贾斌, 李峰 2008 物理学报 57 1365]
[16]	Hua X D, Wang W, Wang H 2011 Acta Phys. Sin. 60 084502(in Chinese) [华雪东, 王炜, 王昊 2011 物理学报 60 084502]
[17]	Takashi Nagatani 2010 Physics Letters A 374 2823
[18]	Zhang J J, Pang M B, Ren S S 2012 Acta Phys. Sin. 61 244503(in Chinese) [张晶晶, 庞明宝, 任沙沙 2012 物理学报 61 244503]
[19]	Li F, Zhang X Y, Gao Z Y 2007 Physica A 374 827
[20]	Li S C, Kong L J, Liu M R, Zheng R S 2009 Acta Phys. Sin. 58 2276 (in Chinese) [李盛春, 孔令江, 刘慕仁, 郑容森 2009 物理学报 58 2276]
[21]	Jiang J S, Dong L Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 214503(in Chinese) [江金胜, 董力耘 2012 物理学报 61 214503]
[22]	Jia B, Gao Z Y, Li K P, Li X G 2007 Models and Simulations of Traffic System Based on the Theoty of Cellular Automaton (Vol.1) (Beijing: Science Press) p113 (in Chinese) [贾斌, 高自友, 李克平, 李新刚 2007 基于元胞自动机的交通系统建模与模拟(第一卷)(北京:科学出版社) 第113页]
[23]	Xiang Z T, Xiong L 2013 Chin. Phys. B 22 028901
[24]	Yang X F, Mao W, Fu Q 2013 Acta Phys. Sin. 62 240511 (in Chinese) [杨晓芳, 茅威, 付强 2013 物理学报 62 240511]
[25]	Zhang X Q, Wang Y, Hu Q H 2014 Acta Phys. Sin. 63 010508 (in Chinese) [张兴强, 汪滢, 胡庆华 2014 物理学报 63 010508]
[26]	Zhao X M, Xie D F, Li H O 2012 Physics Procedia 24 1052
[27]	Wang Y M 2010 Journal of System Simulation. 22 2149(in Chinese) [王永明 2010 系统仿真学报 22 2149]

[1]	华雪东, 王炜, 王昊. 考虑自适应巡航车辆影响的上匝道系统混合交通流模型. 物理学报, 2016, 65(8): 084503. doi: 10.7498/aps.65.084503
[2]	张柠溪, 祝会兵, 林亨, 黄梦圆. 考虑动态车间距的一维元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2015, 64(2): 024501. doi: 10.7498/aps.64.024501
[3]	张兴强, 汪滢, 胡庆华. 交叉口混合交通流元胞自动机模型及仿真研究. 物理学报, 2014, 63(1): 010508. doi: 10.7498/aps.63.010508
[4]	张晶晶, 庞明宝, 任沙沙. 基于元胞自动机模型的高速公路可变速度限制交通流特性分析. 物理学报, 2012, 61(24): 244503. doi: 10.7498/aps.61.244503
[5]	杨凌霄, 赵小梅, 高自友, 郑建风. 考虑交通出行惯例的双向行人流模型研究. 物理学报, 2011, 60(10): 100501. doi: 10.7498/aps.60.100501
[6]	吴建军, 徐尚义, 孙会君. 混合交通流时间序列的去趋势波动分析. 物理学报, 2011, 60(1): 019502. doi: 10.7498/aps.60.019502
[7]	白克钊, 陈瑞熊, 刘慕仁, 孔令江, 郑容森. 平面环行交叉路口交通流的研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4500-4505. doi: 10.7498/aps.58.4500
[8]	贾斌, 李新刚, 姜锐, 高自友. 公交车站对交通流影响模拟分析. 物理学报, 2009, 58(10): 6845-6851. doi: 10.7498/aps.58.6845
[9]	李庆定, 董力耘, 戴世强. 公交车停靠诱发交通瓶颈的元胞自动机模拟. 物理学报, 2009, 58(11): 7584-7590. doi: 10.7498/aps.58.7584
[10]	丁建勋, 黄海军, 唐铁桥. 一种考虑速度随机慢化概率动态演化的交通流元胞自动机模型. 物理学报, 2009, 58(11): 7591-7595. doi: 10.7498/aps.58.7591
[11]	田丽君, 刘天亮, 黄海军. 含重叠路段交通系统中信息反馈策略的比较研究. 物理学报, 2008, 57(4): 2122-2129. doi: 10.7498/aps.57.2122
[12]	肖瑞杰, 孔令江, 刘慕仁. 车辆的长度和速度对单车道混合交通流的影响. 物理学报, 2007, 56(2): 740-746. doi: 10.7498/aps.56.740
[13]	韩祥临, 姜长元, 葛红霞, 戴世强. 基于智能交通系统的耦合映射跟驰模型和交通拥堵控制. 物理学报, 2007, 56(8): 4383-4392. doi: 10.7498/aps.56.4383
[14]	雷丽, 董力耘, 宋涛, 戴世强. 基于元胞自动机模型的高架路交织区交通流的研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1711-1717. doi: 10.7498/aps.55.1711
[15]	郑容森, 谭惠丽, 孔令江, 刘慕仁. 双车道多速车辆混合交通流元胞自动机模型的研究. 物理学报, 2005, 54(8): 3516-3522. doi: 10.7498/aps.54.3516
[16]	葛红霞, 祝会兵, 戴世强. 智能交通系统的元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(10): 4621-4626. doi: 10.7498/aps.54.4621
[17]	陈燕红, 薛　郁. 随机延迟概率对交通流的影响. 物理学报, 2004, 53(12): 4145-4150. doi: 10.7498/aps.53.4145
[18]	彭　麟, 谭惠丽, 吴大艳, 刘慕仁, 孔令江. 交通灯控制下城市主干道双车道多速元胞自动机交通流模型研究. 物理学报, 2004, 53(9): 2899-2904. doi: 10.7498/aps.53.2899
[19]	雷丽, 薛郁, 戴世强. 交通流的一维元胞自动机敏感驾驶模型. 物理学报, 2003, 52(9): 2121-2126. doi: 10.7498/aps.52.2121
[20]	汪秉宏, 王雷, 许伯铭, 胡斑比. 高速车随机延迟逐步加速交通流元胞自动机模型. 物理学报, 2000, 49(10): 1926-1932. doi: 10.7498/aps.49.1926

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