基于演化博弈的带交叉口交通系统的仿真研究

来源 :安庆师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LeoPark
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在过去的二十年里,无信号控制的交叉口的行车安全与道路通行效率成为热点话题。在没有信号控制的交叉口,驾驶员对如何通过交叉口只能通过眼神交流或根据自己的经验做决定,驾驶员之间的相互作用直接影响到交叉口的行车安全以及道路的通行效率。本文从具有无信号控制的交叉口的平面道路出发,通过在交叉口加入理性的博弈规则研究交通过程中驾驶员行为的演变以及驾驶员决策对道路通行效率的影响。首先讨论了基于周期性边界的无信号控制的交叉口系统在驾驶员决策的影响下系统车流量的变化情况。通过分析计算机模拟数据我们发现:(1)对于博弈规则控制下的无信号交叉口系统来说,驾驶员在一次博弈失败后选择改变自己策略的概率在一定程度上会影响系统的车流量。中等程度的车辆密度最有利于道路的通行效率,车辆密度与车流量的关系大体上呈倒U型,当车辆密度较低时,系统的车流量随车辆密度的增加而不断增大,当车辆密度过高时,系统的车流量有逐渐下降的趋势。(2)系统的初始合作率对车流量无明显的影响,并且随着博弈次数的增加,系统的最终合作率稳定在0.5左右。(3)在高密度条件下,博弈规则控制下的无信号交叉口系统的车流量与平均速度都优于信号控制的交叉口系统的车流量与平均速度。其次讨论了基于开放性边界的无信号控制的交叉口在驾驶员决策的影响下系统的相图。通过分析计算机模拟数据我们发现:在无信号控制的交叉口系统和信号控制的交叉口系统中,系统都会出现三种稳态相:低密度相(Low density,简称为LD)、高密度相(High density,简称为HD)、最大流量相(Maximal Current,简称MC)。当系统处于低密度相时,系统内车辆数量少,车辆可以自由移动,处于自由流状态,车流量不断增加。当系统处于最大流量相时,系统内的流量处于最大值,并且最大流量与车辆密度的大小没有明显联系。当系统处于高密度相时,系统内车辆数量多,大部分车辆处于堵塞状态,车流量持续降低。通过对比无信号控制的交叉口系统和信号控制的交叉口系统的相图发现,信号控制的交叉口系统的最大流量相小于博弈规则控制下的无信号交叉口系统。
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