基于元胞自动机的三相交通流理论建模与模拟的开题报告.pdf

基于元胞自动机的三相交通流理论建模与模拟的开

题报告

一、研究背景及意义

三相交通流是指在交通流中，存在自由流、拥堵流和过度拥堵流三

种不同的交通状态，这三种状态在交通流的运行中互相转换。对于城市

交通管理和智能交通系统的建设而言，对三相交通流进行研究是非常重

要的。现有的研究多基于宏观模型，而元胞自动机是描述交通流的一种

微观模型，能够更加准确地模拟交通流的变化过程，并能够提供更多的

交通流参数信息，因此在研究三相交通流时具有优势。

二、研究内容及方法

本研究将采用元胞自动机对三相交通流进行建模与模拟。具体内容

如下：

1.分析三相交通流的状态转换规律，建立元胞自动机模型，包括交

通道路、车辆、信号灯和交叉口等元素；

2.基于前期文献研究，确定元胞自动机的参数及其影响因素，包括

车辆速度、密度、距离、加速度等；

3.设计三相交通流的实验场景，包括不同类型道路、道路交叉口、

信号灯等，并进行模拟实验；

4.通过数据分析与统计方法，分析三相交通流的变化规律及其影响

因素，探究交通拥堵的成因及减少拥堵的措施。

三、预期研究成果

本研究将建立基于元胞自动机的三相交通流模型，并进行实验模拟，

通过分析数据，探究三相交通流的规律及其影响因素。预期研究结果将

能够有效提供城市交通管理的决策支持和智能交通系统的建设参考。

四、研究进度安排

1.研究背景调查及文献综述（1周）

2.元胞自动机模型建立及参数设定（2周）

3.交通流场景设计及模拟实验（4周）

4.数据分析及挖掘（2周）

5.论文撰写及宣讲（3周）

五、预期研究难点

1.如何准确地描述三相交通流的状态转换规律，并在元胞自动机模

型中实现；

2.如何选择合适的场景，设计合理的实验方案，使模拟结果具有一

定的代表性；

3.如何通过大量的数据，找出交通拥堵的成因，并提出减少拥堵的

对策。

六、参考文献

1.周永权.基于元胞自动机的三相交通流模拟研究[D].西南交通大

学,2011.

2.马卫星.大容量车道的三相交通流数值模拟研究[D].长安大学,2010.

3.LouW,LiX,LiZ,etal.CellularAutomatonModelforUrban

TrafficwithThreeTrafficStates.TransportationResearch

Record,2011(2212):112-120.

4.钟金斌,高飞.三相交通流模型的建立及其在环岛交叉口中的应用[J].

西南交通大学学报,2012,47(04):495-500.

5.宣工文.三相交通流的计算机模拟[D].北京交通大学,2005.