基于元胞自動(dòng)機(jī)的混合交通流模型的研究的開(kāi)題報(bào)告

基于元胞自動(dòng)機(jī)的混合交通流模型的研究的開(kāi)題報(bào)告題目：基于元胞自動(dòng)機(jī)的混合交通流模型的研究一、研究背景與意義隨著城市化進(jìn)程的加快和汽車保有量的不斷增加，交通擁堵問(wèn)題已經(jīng)成為城市發(fā)展和居民生活中的一個(gè)重要問(wèn)題。在交通擁堵中，混合交通流的問(wèn)題更為突出，包括汽車、公交車、自行車、電動(dòng)車、行人等不同交通工具交織在一起，造成了極大的交通阻塞，導(dǎo)致城市道路交通效率低下，環(huán)境惡劣，安全隱患增加等問(wèn)題。因此，建立適合于混合交通流的交通流模型，是交通規(guī)劃和管理的重要課題之一。目前，交通流模型主要可以分為兩類：宏觀模型和微觀模型。宏觀模型通常采用一些連續(xù)方程描述交通流的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，具有較好的通用性和簡(jiǎn)單性，但是不能精確的反映交通流的微觀特征。微觀模型則通常采用基于元胞自動(dòng)機(jī)（CellularAutomata,CA）的方法，模擬交通流在局部區(qū)域內(nèi)的微觀運(yùn)動(dòng)規(guī)律和交通信息傳遞規(guī)律，具有較好的可視化和精度?；谠詣?dòng)機(jī)的交通流模型可以將道路分割成若干個(gè)離散的元胞，并利用不同的狀態(tài)描述元胞內(nèi)的交通狀態(tài)，例如元胞內(nèi)的車輛數(shù)量、速度、加速度等，通過(guò)規(guī)定元胞之間的狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則來(lái)模擬交通流在道路上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。二、研究?jī)?nèi)容和方法本文將采用元胞自動(dòng)機(jī)的方法，構(gòu)建混合交通流模型。具體的，本文將針對(duì)混合交通流中不同交通工具之間的相互影響，設(shè)計(jì)交通工具之間的相互識(shí)別策略與交通行為規(guī)則，對(duì)道路中不同交通工具之間的行為和交互關(guān)系進(jìn)行建模，并考慮不同道路環(huán)境和交通信號(hào)等因素對(duì)交通流的影響。本文將以MATLAB為主要編程工具，利用面向?qū)ο缶幊痰姆椒▽?shí)現(xiàn)元胞自動(dòng)機(jī)的模型，通過(guò)對(duì)交通工具與周圍環(huán)境的交互行為進(jìn)行模擬，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，并在模型中增加各種交通規(guī)劃的控制手段，如限流、改變紅綠燈的時(shí)間間隔等，探索各種交通規(guī)劃的優(yōu)化方法。三、預(yù)期結(jié)果本文的研究將建立一種基于元胞自動(dòng)機(jī)的混合交通流模型，該模型可以展現(xiàn)混合交通流的宏觀和微觀規(guī)律，并可對(duì)各種交通規(guī)劃方案進(jìn)行模擬和優(yōu)化，為交通規(guī)劃和管理提供科學(xué)決策的參考。預(yù)期的研究結(jié)果包括：1.混合交通流的宏觀特征和微觀特征的實(shí)時(shí)模擬與預(yù)測(cè)。2.不同交通工具之間的相互影響，如汽車與公交車、自行車與電動(dòng)車之間的相互影響有效識(shí)別和準(zhǔn)確模擬。3.各種交通規(guī)劃方案的效果比較和優(yōu)化，為交通規(guī)劃和管理提供參考。四、進(jìn)度計(jì)劃本研究預(yù)計(jì)在2年內(nèi)完成。具體進(jìn)度計(jì)劃如下：第1年：1.混合交通流模型設(shè)計(jì)和建模，包括元胞自動(dòng)機(jī)模型的搭建和模型驗(yàn)證。2.不同交通工具之間的相互識(shí)別策略和交通行為規(guī)則的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。3.對(duì)交通信號(hào)控制和限流等交通規(guī)劃控制手段的模擬和優(yōu)化探究。第2年：1.將已完成的基于元胞自動(dòng)機(jī)的混合交通流模型與現(xiàn)實(shí)交通情況進(jìn)行比對(duì)，驗(yàn)證模型的精確性和準(zhǔn)確性。2.實(shí)現(xiàn)不同交通規(guī)劃控制條件下的元胞自動(dòng)機(jī)交通流模型，考慮現(xiàn)實(shí)情況中的交通規(guī)劃和控制手段。3.發(fā)布交通流模型的實(shí)時(shí)模擬和效果評(píng)估。五、參考文獻(xiàn)1.Zhang,Y.,&Fang,Z.(2015).Modelingmixedtrafficflowwithsignalizedmid-blockcrosswalksusingcellularautomata.TransportationResearchPartC:EmergingTechnologies,54,161-183.2.Wang,C.,Zhu,X.,&Li,X.(2016).Acomprehensiveframeworkfordynamictrafficallocationusinganimprovedcellularautomatonmodel.TransportationResearchPartC:EmergingTechnologies,65,115-131.3.Li,X.,&Li,S.(2017).Modelingbusprioritywithhierarchicalcellu