基于元胞自动机的两相位交叉口冲突交通流研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:tekken1981
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交叉口是城市道路交通路网中重要的交通瓶颈点,它汇聚了各个方向机动车、非机动车和行人的冲突,直接影响了整个路网的运行效率。交叉口信号控制是解决冲突的主要方法,它可以从时间上和空间上分离冲突交通流,但是由于受到地形等基础条件的限制,我国还存在着大量的两相位交叉口。两相位交叉口相位设置简单,机动车、非机动车、行人共用一个相位,交通冲突尤为严重,特别是左转机动车在转弯过程中与直行车和行人频繁发生交通冲突对整个交叉口的运行效率影响很大。按照通行规则,左转机动车在遇到直行机动车或行人时理应让行,而在现实生活中,左转车机动车在交叉口内随意行驶,抢行现象比比皆是,由此造成的交叉口通行状态混乱,不仅带来极大的安全隐患,而且可能导致交叉口通行能力下降,延误时间增加。针对这一现象,本文基于元胞自动机模型构建了两相位交叉口左转车辆、直行车辆和行人的冲突模型,分析了此类交叉口交通流冲突特性,为制定交叉口管理控制措施、提高交叉口服务水平提供参考。本文的研究内容和主要结论包括:(1)两相位交叉口左转车辆和对向直行车辆的冲突模型构建与分析先利用Nasch模型构建了传统固定路径的左转车辆全部让行的左转—直行机动车冲突模型。然后根据现实生活中直行机动车并不完全具有优先通行权、左转车辆在交叉口内随意行驶的现象,构建了一个具有两条左转路径的左转车抢行冲突模型。利用MATLAB对两种模型进行仿真,对比分析机动车到达系数对交叉口的流量和机动车运行的影响后发现,左转车辆抢行虽有利于左转车辆的通行,但大大阻碍了直行车辆的通行效率,导致整个交叉口的通行能力降低1%~15%。(2)两相位交叉口左转车辆和前方行人的冲突模型构建与分析在考虑左转车辆抢行的冲突模型的基础上,再进一步考虑过街行人的干扰,建立了两相位交叉口左转机动车和行人的冲突干扰模型,将行人元胞自动机模型与车辆元胞自动机模型进行耦合。通过MATLAB仿真发现,在有过街行人干扰的情况下,左转车抢行交叉口通行能力进一步下降10%~25%。
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