城市快速路系统的元胞自动机模型与分析

梅超群; 黄海军; 唐铁桥

doi:10.7498/aps.58.3014

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城市快速路系统的元胞自动机模型与分析

梅超群 , 黄海军 , 唐铁桥

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城市快速路系统的元胞自动机模型与分析

梅超群, 黄海军, 唐铁桥

物理学报, 2009, 58(5): 3014-3021.

doi: 10.7498/aps.58.3014

Modeling urban expressway systems with ramps and accessory roads by cellular automaton model

Mei Chao-Qun, Huang Hai-Jun, Tang Tie-Qiao

Acta Phys. Sin., 2009, 58(5): 3014-3021.

doi: 10.7498/aps.58.3014

摘要
使用元胞自动机模型研究包含出入匝、主路和辅路的城市快速路系统的交通问题，为不同类型的路段定义了三种不同的换道规则.模拟结果表明，高入匝流量容易导致主路、匝道及其上游出现拥堵，高出匝流量容易使匝道出口车流与辅路内侧道车流发生冲突.入匝流量比较高时，主辅路为双车道的系统可以延缓交通拥堵和减少通行时间；当入匝流量较低时，双车道改善了单车道下辅路的通行状况.

关键词:
交通流 /

元胞自动机 /

换道规则 /

匝道
Abstract
In this paper, a cellular automaton model is proposed to study the traffic of urban expressway systems with on-off-ramps and accessory roads. Three lane changing rules are defined for different road sections. Simulation results show that higher on-ramp rate easily produces traffic jams on main roads, on-ramps and their upstream sections. Higher off-ramp rate easily leads to conflict with the inflow of accessory road. The system having two lanes on main and accessory roads can alleviate the jam degree and decrease the vehicles' running time when on-ramp rates are high.

Keywords:
traffic flow /

cellular automaton /

lane changing rule /

ramp
作者及机构信息
梅超群³,

黄海军²,

唐铁桥¹

(1)北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100083; (2)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083; (3)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083；首都经济贸易大学统计学院，北京 100070

基金项目: 国家重点基础研究发展计划（973）项目（批准号：2006CB705503）和国家自然科学基金（批准号：70521001和70701002）资助的课题.
Authors and contacts
Mei Chao-Qun³,

Huang Hai-Jun²,

Tang Tie-Qiao¹

(1)北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100083; (2)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083; (3)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083；首都经济贸易大学统计学院，北京 100070
参考文献

施引文献

[1]	梁经韵, 张莉莉, 栾悉道, 郭金林, 老松杨, 谢毓湘. 多路段元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2017, 66(19): 194501. doi: 10.7498/aps.66.194501
[2]	赵韩涛, 毛宏燕. 有应急车辆影响的多车道交通流元胞自动机模型. 物理学报, 2013, 62(6): 060501. doi: 10.7498/aps.62.060501
[3]	康瑞, 杨凯. 敏感换道对下匝道系统交通流的影响. 物理学报, 2013, 62(23): 238901. doi: 10.7498/aps.62.238901
[4]	敬明, 邓卫, 王昊, 季彦婕. 基于跟车行为的双车道交通流元胞自动机模型. 物理学报, 2012, 61(24): 244502. doi: 10.7498/aps.61.244502
[5]	钱勇生, 曾俊伟, 杜加伟, 刘宇斐, 王敏, 魏军. 考虑意外事件对交通流影响的元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2011, 60(6): 060505. doi: 10.7498/aps.60.060505
[6]	梁玉娟, 薛郁. 道路弯道对交通流影响的研究. 物理学报, 2010, 59(8): 5325-5331. doi: 10.7498/aps.59.5325
[7]	温坚, 田欢欢, 康三军, 薛郁. 混合交通流元胞自动机FI模型的能耗研究. 物理学报, 2010, 59(11): 7693-7700. doi: 10.7498/aps.59.7693
[8]	郑容森, 吕集尔, 朱留华, 陈时东, 庞寿全. 主干道交通流的路口效应. 物理学报, 2009, 58(8): 5244-5250. doi: 10.7498/aps.58.5244
[9]	康瑞, 彭莉娟, 杨凯. 考虑驾驶方式改变的一维元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2009, 58(7): 4514-4522. doi: 10.7498/aps.58.4514
[10]	田欢欢, 薛郁, 康三军, 梁玉娟. 元胞自动机混合交通流模型的能耗研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4506-4513. doi: 10.7498/aps.58.4506
[11]	彭莉娟, 康瑞. 考虑驾驶员特性的一维元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2009, 58(2): 830-835. doi: 10.7498/aps.58.830
[12]	李盛春, 孔令江, 刘慕仁, 郑容森. 匝道系统减速车道对高速公路交通流的影响. 物理学报, 2009, 58(4): 2276-2280. doi: 10.7498/aps.58.2276
[13]	梅超群, 黄海军, 唐铁桥. 高速公路入匝控制的一个元胞自动机模型. 物理学报, 2008, 57(8): 4786-4793. doi: 10.7498/aps.57.4786
[14]	滕亚帆, 高自友, 贾斌, 李峰. 信号灯控制下的主道双车道入匝道系统交通流特性研究. 物理学报, 2008, 57(3): 1365-1374. doi: 10.7498/aps.57.1365
[15]	周华亮, 高自友, 李克平. 准移动闭塞系统的元胞自动机模型及列车延迟传播规律的研究. 物理学报, 2006, 55(4): 1706-1710. doi: 10.7498/aps.55.1706
[16]	郭四玲, 韦艳芳, 薛郁. 元胞自动机交通流模型的相变特性研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3336-3342. doi: 10.7498/aps.55.3336
[17]	花伟, 林柏梁. 考虑行车状态的一维元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(6): 2595-2599. doi: 10.7498/aps.54.2595
[18]	牟勇飚, 钟诚文. 基于安全驾驶的元胞自动机交通流模型. 物理学报, 2005, 54(12): 5597-5601. doi: 10.7498/aps.54.5597
[19]	薛郁, 董力耘, 戴世强. 一种改进的一维元胞自动机交通流模型及减速概率的影响. 物理学报, 2001, 50(3): 445-449. doi: 10.7498/aps.50.445
[20]	吕晓阳, 孔令江, 刘慕仁. 一维元胞自动机随机交通流模型的宏观方程分析. 物理学报, 2001, 50(7): 1255-1259. doi: 10.7498/aps.50.1255

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物理学报. 2009, 58(5): 3014-3021.

doi: 10.7498/aps.58.3014.

城市快速路系统的元胞自动机模型与分析

1. (1)北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100083; (2)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083; (3)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083；首都经济贸易大学统计学院，北京 100070

基金项目: 国家重点基础研究发展计划（973）项目（批准号：2006CB705503）和国家自然科学基金（批准号：70521001和70701002）资助的课题.

收稿日期: 2008-07-08
修回日期: 2008-09-23
刊出日期: 2009-05-20

摘要: 使用元胞自动机模型研究包含出入匝、主路和辅路的城市快速路系统的交通问题，为不同类型的路段定义了三种不同的换道规则.模拟结果表明，高入匝流量容易导致主路、匝道及其上游出现拥堵，高出匝流量容易使匝道出口车流与辅路内侧道车流发生冲突.入匝流量比较高时，主辅路为双车道的系统可以延缓交通拥堵和减少通行时间；当入匝流量较低时，双车道改善了单车道下辅路的通行状况.

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(1)北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100083; (2)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083; (3)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083；首都经济贸易大学统计学院，北京 100070

Authors and contacts

(1)北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100083; (2)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083; (3)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083；首都经济贸易大学统计学院，北京 100070

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(1)北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100083; (2)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083; (3)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083；首都经济贸易大学统计学院，北京 100070

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1. (1)北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100083; (2)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083; (3)北京航空航天大学经济管理学院，北京 100083；首都经济贸易大学统计学院，北京 100070

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