考虑时空分布特征的混合自行车流元胞自动机模型仿真方法

摘要：

针对非机动车交通流中传统元胞自动机模型主观定义时空参数,粗略划分自行车虚拟车道,导致仿真精度偏差的问题,构建了精细元胞自动机模型.基于NaSch模型的更新规则,考虑二维空间内异质自行车间的错位冲突及动态换道行为特征,细化了模型网格密度及模拟时间步长.产生换道需求的自行车可以换至满足安全侧向换道条件及前行需求条件的横向位置,随后综合考虑各位置前向及侧向间隙选取最优的目标位置执行换道.在周期边界条件下,量化时空参数取值对混合自行车交通流仿真结果的影响.在镇江市正东路开展观测实验,并基于实测数据获得轨迹时空图,在宏观与微观层面验证模型的可靠性.结果表明:网格密度及时间步长取值对仿真流量影响显著,仿真流量与纵向网格密度呈正相关,与横向网格密度呈负相关,而全局网格密度的影响反映了横向与纵向网格密度的复合效应;当道路占有率为0.1时,仿真流量几乎不受时间步长的影响,而当道路占有率为0.3,0.5和0.7时,仿真流量随着时间步长的增大先增加后减小;自行车适度换道可以提高道路通行能力,但换道过于频繁则会导致交通拥堵,不同道路占有率条件下的轨迹时空特征存在明显差异,自行车流越密集,走停现象越显著;当全局网格密度为5,时间步长为0.5 s时,模拟与实测的交通流量平均绝对百分比误差为14.84％,此时拟合效果最优.

关键词：非机动车交通、混合自行车流、时空分布特征、元胞自动机模型、换道行为

所属期刊栏目：40

分类号：U491(交通工程与公路运输技术管理)

资助基金：国家自然科学基金;中国博士后科学基金

在线出版日期：2022-05-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：98-107