搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于元胞自动机的行人和机动车相互干扰机理研究

孙泽 贾斌 李新刚

引用本文:
Citation:

基于元胞自动机的行人和机动车相互干扰机理研究

孙泽, 贾斌, 李新刚

The study of the interference between pedestrians and vehicles based on cellular automaton model

Sun Ze, Jia Bin, Li Xin-Gang
PDF
导出引用
  • 在行人流量大的人行横道处,机动车和行人之间存在较为严重的干扰.通过引入行人和机动车的冲突干扰规则, 构建了能够刻画人行横道处机动车和行人相互干扰行为的元胞自动机模型.通过数值模拟研究了行人到达率、机动车到达率、 行人冒险穿越机动车道的阈值以及行人对机动车敏感系数等因素对机动车和行人流量的影响. 模拟结果显示,所提出的模型很好地反映了行人与机动车之间的干扰特性;随着行人冒险穿越机动车道的阈值的增加, 机动车流量增大,行人流量减小;随着行人对机动车敏感系数的增加,行人避让概率减小,机动车流量减小,行人流量增大. 所得结果对混合交通的控制和管理具有一定的指导意义.
    Serious interference between motor vehicles and pedestrians happens at crosswalk when pedestrian flow is large. In this paper, cellular automata models are used to model the behavior of mutual interferences between pedestrians and vehicles at crosswalk by introducing conflict interference rules between pedestrians and vehicles. Numerical simulations are carried out to study the fluxes of vehicle and pedestrian, influenced by the parameters, such as the arrival rates, pedestrian waiting time and the pedestrian's sensitivity coefficient to vehicle. Simulation results show that the model can reflect the interference characteristics between pedestrians and vehicles well. With the increase of threshold that pedestrians cross the traffic lane riskily, motor vehicle flow increases but pedestrian flow decreases. With the increase of pedestrian's sensitivity coefficient, pedestrian avoiding probability decreases, motor vehicle flow decreases, pedestrian flow increases. The results have certain significance for the control and management of mixed traffic.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 71071013, 71001004, 71131001)、 国家高技术研究发展计划(批准号: 2011AA110303)和国家重点基础研究发展计划 (批准号: 2012CB725401)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 71071013, 71001004, 71131001), the National High Technology Research and Development Program of China (Grant No. 2011AA110303), and the National Basic Research Program of China (Grant No. 2012CB725401).
    [1]

    Zheng R S, Tan H L, Kong L J, Liu M R 2005 Acta Phys. Sin. 54 3516 (in Chinese) [郑容森, 谭惠丽, 孔令江, 刘慕仁 2005 物理学报 54 3516]

    [2]

    Kuang H, Kong L J, Liu M R 2004 Acta Phys. Sin. 53 2894 (in Chinese) [邝华, 孔令江, 刘慕仁 2004 物理学报 53 2894]

    [3]

    Wu K F, Kong L J, L M R 2004 Acta Phys. Sin. 53 6275 (in Chinese) [吴可非, 孔令江, 刘慕仁 2004 物理学报 53 6275]

    [4]

    Xiao R J, Kong L J, Liu M R 2007 Acta Phys. Sin. 56 740 (in Chinese) [肖瑞杰, 孔令江, 刘慕仁 2007 物理学报 56 740]

    [5]

    Wong G C K, Wong S C 2002 Trans. Res. A 36 827

    [6]

    Zhang M P, Shu C W, Wong G C K, Wong S C 2003 J. Comput. Phys. 191 639

    [7]

    Zhang P, Wong S C, Shu C W 2006 J. Comput. Phys. 12 739

    [8]

    Zhang P, Wong S C, Xu Z L 2008 Compu. Met. Appl. Mec. Eng. 197 3816

    [9]

    Faghri A, Egyháziová E 1999 Trans. Res. Rec. 1674 86

    [10]

    Oketch T G 2000 Trans. Res. Rec. 1705 61

    [11]

    Meng J P, Dai S Q, Dong L Y, Zhang J F 2007 Physica A 380 470

    [12]

    Zhao X M, Jia B, Gao Z Y 2009 J. Tran. En. 135 894

    [13]

    Zhao X M, Jia B, Gao Z Y 2008 Fourth International Conference on Natural Computation 425

    [14]

    Jiang R, Wu Q S, Li X G 2002 Phys. Rev. E 65 036120

    [15]

    Helbing D, Jiang R, Treiber M 2005 Phys. Rev. E 72 046130

    [16]

    Jiang R, Helbing D, Shukla P K, Wu Q S 2006 Physica A 368 567

    [17]

    Zhang Y, Duan H L 2007 Tsinghua Sci. Technol. 12 214

    [18]

    Yang J G, Deng W, Wang J M, Li Q F, Wang Z A 2006 Trans. Res. A 40 280

    [19]

    Lee J Y S, Lam W H K 2008 Trans. Res. A 42 1314

    [20]

    Jia B, Gao Z Y, Li K P, Li X G 2007 Models and Simulations of Traffic System Based on the Theory of Cellular Automaton (Vol.1) (Beijing: Science Press) p70 (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70页]

    [21]

    Larraga M E, del Rio J A 2005 Trans. Res. C 13 63

    [22]

    Esser J, Schreckenberg M 1997 Int. J. Mod. Phys. C 8 1025

    [23]

    Simon P M, Gutowitz1 H A 1998 Phys. Rev. E 57 2441

    [24]

    Blue V J, Adler J L 1999 Trans. Res. B 35 293

    [25]

    Zhou J W, Chen X L, Zhou J H, Tan H L, Kong L J, Liu M R 2009 Acta Phys. Sin. 58 2281 (in Chinese) [周金旺, 陈秀丽, 周建槐, 谭惠丽, 孔令江, 刘慕仁 2009 物理学报 58 2281]

    [26]

    Yue H, Shao C F, Chen X M, Hao H R 2008 Acta Phys. Sin. 57 6901 (in Chinese) [岳昊, 邵春福, 陈晓明, 郝合瑞 2008 物理学报 57 6901]

    [27]

    Yue H, Guan H Z, Zhang J, Shao C F 2010 Physica A 389 527

    [28]

    Eleonora P, George Y, John G 2009 Trans. Res. F 12 242

    [29]

    Burstedde C, Klauck K, Schadschneider A, Zittartz J 2001 Physica A 295 507

    [30]

    Fang W F, Yang L Z, Fan W C 2001 Physica A 321 633

    [31]

    Jia B, Li X G, Jiang R, Gao Z Y 2007 Eur. Phys. B 56 247

    [32]

    Jiang R, Jia B, Wu Q S 2004 J. Phys. A 37 2063

  • [1]

    Zheng R S, Tan H L, Kong L J, Liu M R 2005 Acta Phys. Sin. 54 3516 (in Chinese) [郑容森, 谭惠丽, 孔令江, 刘慕仁 2005 物理学报 54 3516]

    [2]

    Kuang H, Kong L J, Liu M R 2004 Acta Phys. Sin. 53 2894 (in Chinese) [邝华, 孔令江, 刘慕仁 2004 物理学报 53 2894]

    [3]

    Wu K F, Kong L J, L M R 2004 Acta Phys. Sin. 53 6275 (in Chinese) [吴可非, 孔令江, 刘慕仁 2004 物理学报 53 6275]

    [4]

    Xiao R J, Kong L J, Liu M R 2007 Acta Phys. Sin. 56 740 (in Chinese) [肖瑞杰, 孔令江, 刘慕仁 2007 物理学报 56 740]

    [5]

    Wong G C K, Wong S C 2002 Trans. Res. A 36 827

    [6]

    Zhang M P, Shu C W, Wong G C K, Wong S C 2003 J. Comput. Phys. 191 639

    [7]

    Zhang P, Wong S C, Shu C W 2006 J. Comput. Phys. 12 739

    [8]

    Zhang P, Wong S C, Xu Z L 2008 Compu. Met. Appl. Mec. Eng. 197 3816

    [9]

    Faghri A, Egyháziová E 1999 Trans. Res. Rec. 1674 86

    [10]

    Oketch T G 2000 Trans. Res. Rec. 1705 61

    [11]

    Meng J P, Dai S Q, Dong L Y, Zhang J F 2007 Physica A 380 470

    [12]

    Zhao X M, Jia B, Gao Z Y 2009 J. Tran. En. 135 894

    [13]

    Zhao X M, Jia B, Gao Z Y 2008 Fourth International Conference on Natural Computation 425

    [14]

    Jiang R, Wu Q S, Li X G 2002 Phys. Rev. E 65 036120

    [15]

    Helbing D, Jiang R, Treiber M 2005 Phys. Rev. E 72 046130

    [16]

    Jiang R, Helbing D, Shukla P K, Wu Q S 2006 Physica A 368 567

    [17]

    Zhang Y, Duan H L 2007 Tsinghua Sci. Technol. 12 214

    [18]

    Yang J G, Deng W, Wang J M, Li Q F, Wang Z A 2006 Trans. Res. A 40 280

    [19]

    Lee J Y S, Lam W H K 2008 Trans. Res. A 42 1314

    [20]

    Jia B, Gao Z Y, Li K P, Li X G 2007 Models and Simulations of Traffic System Based on the Theory of Cellular Automaton (Vol.1) (Beijing: Science Press) p70 (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70页]

    [21]

    Larraga M E, del Rio J A 2005 Trans. Res. C 13 63

    [22]

    Esser J, Schreckenberg M 1997 Int. J. Mod. Phys. C 8 1025

    [23]

    Simon P M, Gutowitz1 H A 1998 Phys. Rev. E 57 2441

    [24]

    Blue V J, Adler J L 1999 Trans. Res. B 35 293

    [25]

    Zhou J W, Chen X L, Zhou J H, Tan H L, Kong L J, Liu M R 2009 Acta Phys. Sin. 58 2281 (in Chinese) [周金旺, 陈秀丽, 周建槐, 谭惠丽, 孔令江, 刘慕仁 2009 物理学报 58 2281]

    [26]

    Yue H, Shao C F, Chen X M, Hao H R 2008 Acta Phys. Sin. 57 6901 (in Chinese) [岳昊, 邵春福, 陈晓明, 郝合瑞 2008 物理学报 57 6901]

    [27]

    Yue H, Guan H Z, Zhang J, Shao C F 2010 Physica A 389 527

    [28]

    Eleonora P, George Y, John G 2009 Trans. Res. F 12 242

    [29]

    Burstedde C, Klauck K, Schadschneider A, Zittartz J 2001 Physica A 295 507

    [30]

    Fang W F, Yang L Z, Fan W C 2001 Physica A 321 633

    [31]

    Jia B, Li X G, Jiang R, Gao Z Y 2007 Eur. Phys. B 56 247

    [32]

    Jiang R, Jia B, Wu Q S 2004 J. Phys. A 37 2063

  • [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] 胡俊, 游磊. 三维空间行人疏散的元胞自动机模型. 物理学报, 2014, 63(8): 080507. doi: 10.7498/aps.63.080507
    [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] 永贵, 黄海军, 许岩. 菱形网格的行人疏散元胞自动机模型. 物理学报, 2013, 62(1): 010506. doi: 10.7498/aps.62.010506
    [5] 任刚, 陆丽丽, 王炜. 基于元胞自动机和复杂网络理论的双向行人流建模. 物理学报, 2012, 61(14): 144501. doi: 10.7498/aps.61.144501
    [6] 岳昊, 邵春福, 关宏志, 段龙梅. 基于元胞自动机的行人视线受影响的疏散流仿真研究. 物理学报, 2010, 59(7): 4499-4507. doi: 10.7498/aps.59.4499
    [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] 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
    [9] 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
    [10] 岳昊, 邵春福, 姚智胜. 基于元胞自动机的行人疏散流仿真研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4523-4530. doi: 10.7498/aps.58.4523
    [11] 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
    [12] 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
    [13] 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
    [14] 岳 昊, 邵春福, 陈晓明, 郝合瑞. 基于元胞自动机的对向行人交通流仿真研究. 物理学报, 2008, 57(11): 6901-6908. doi: 10.7498/aps.57.6901
    [15] 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
    [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] 吴可非, 孔令江, 刘慕仁. 双车道元胞自动机NS和WWH交通流混合模型的研究. 物理学报, 2006, 55(12): 6275-6280. doi: 10.7498/aps.55.6275
    [18] 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
    [19] 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
    [20] 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
计量
  • 文章访问数:  7315
  • PDF下载量:  1321
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-06
  • 修回日期:  2012-05-28
  • 刊出日期:  2012-05-05

/

返回文章
返回