基于细胞自动机理论的交通流模拟模型(3)

　第8期靳文舟等:基于细胞自动机理论的交通流模拟模型　95

3　对细胞自动机规则的说明

3.1　对加减速规则的说明

规则(1)和规则(2)确定了车辆加减速的条件.在

t时刻,对应于不同的gap(t)和v(t),其加减速度值

可由下面的矩阵A来确定:A=(aij)m×m.其中,行表

示gap(t),列表示速度v(t),aij值0～v,i=m=vmax=m.gapm.

由此看来,aij应当是由标定得到的参数,本研究所用的标定方法是综合本车前方空位数与车辆的极限加速度得出的.此外,标定值还可以通过实验观测得到,或者参照已经成型的理论如跟驰理论的某些成果进行标定.不同的标定方法可能得到不同的标定值,只要合理都可以采用.总之,aij的标定过程是一项复杂而重要的工作,aij越准确,细胞自动机对车辆运动规律的描述就越客观.以下矩阵是本研究中对aij的标定结果:-4-4-4-3-2-1012344

-4-4-4-4-3-2-101234

-4-4-4-4-4-3-2-10123

-4-4-4-4-4-4-3-2-1012

-4-4-4-4-4-4-4-3-2-101

-4-4-4-4-4-4-4-4-3-2-10

.

图1　车辆按细胞自动机规则运动的程序框图

Fig.1　TheprocedurediagramofvehiclesmovingbyCArules

01234

A=

-101234444444

-2-10123444444

-3-2-1012344444

-4-3-2-101234444

-4-4-3-2-10123444

4444444

3.2　对修正规则的说明

车辆在路段上行驶时,为了确保行车安全,驾驶员总要时刻判断本车和前车的行驶速度,通过适当的加速或减速与前车保持一定的安全距离.如果因加速过大或减速不足使本车与前车距离太近,当前车突然紧急制动时,很容易发生追尾.

修正规则就是根据t时刻前车的速度和最大减速度来修正由规则(1)或规则(2)确定的本车加(减)速度.由规则(1)或规则(2)确定的加(减)速度值只考虑了本车的速度及本车与前车的间距,而没有考

虑前车的速度.如果前车速度较小或突然减速,这样若按本次加(减)速度前进虽然能够保证在这一次加(减)速后不会与前车发生碰撞,但是在下一步中可能由于本车与前车速度差较大且与前车间距较小而与前车发生无法避免的碰撞.规则(3)通过对由规则(1)或(2)所得的加(减)速度值进行反复修正,得到合理的本次加速度值.

3.3　对随机规则的说明

由加减速规则和修正规则确定的车辆的加速度都是由车辆的物理性能决定的,是一个理论值,即假