书籍详情
基于元胞自动机的城市路网交通流建模与仿真
作者：施俊庆 著
出版社：电子工业出版社
出版时间：2022-06-01
ISBN：9787121434747
定价：¥100.00
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内容简介
研究城市路网交通流的动态特性，揭示交通拥堵的形成机理、传播规律和消散机制，能为城市交通问题的解决提供理论依据。元胞自动机模型是研究城市路网交通流动态特性的一个有效工具，能够再现许多重要的交通流特征。本书构建了若干不同类型的城市路网交通流元胞自动机模型，研究了城市路网交通流的动态特性，交通事件影响下的城市路网拥堵特性与控制方法，及车路通信环境下的生态驾驶行为，希望能将作者在基于元胞自动机的城市路网交通流建模与仿真研究中获得的心得反映出来，给读者一点参考。
作者简介
施俊庆，男，博士、副教授、硕士生导师、美国德克萨斯南方大学访问学者，毕业于东南大学交通运输工程专业，现为交通运输系主任、党支部书记。先后获得浙江师范大学第三届我心目中的好老师”称号、校级优秀班主任、校级教学成果奖、校级青年教师竞赛十佳、校级课程思政先锋奖等荣誉。近年来主持浙江省自然科学基金项目2项、金华市科技计划项目2项、横向课题7项，发表论文十余篇，其中，SCI检索3篇，EI检索6篇，授权发明专利2项。
目录
第1章 绪论\t001
1．1 研究背景和意义\t003
1．2 交通流元胞自动机模型的相关研究\t005
1．3．1 路段元胞自动机模型\t007
1．3．2 交叉口元胞自动机模型\t010
1．3．3 路网元胞自动机模型\t011
1．3．4 元胞自动机模型研究展望\t011
第2章 城市路网交通流动态特性\t017
2．1 引言\t018
2．2 路网定义与评价指标\t019
2．2．1 参数定义\t019
2．2．2 路网定义\t022
2．2．3 路网评价指标\t024
2．3 无信号控制的双向两车道路网元胞自动机模型\t028
2．3．1 模型\t028
2．3．2 模拟结果及分析\t033
2．4 信号控制的双向两车道路网元胞自动机模型\t040
2．4．1 模型\t040
2．4．2 模拟结果及分析\t042
2．5 本章小结\t044
第3章 大型活动影响下的城市路网拥堵特性及控制方法\t047
3．1 引言\t048
3．2 双向四车道路网元胞自动机模型\t049
3．2．1 双向四车道车辆更新规则\t049
3．2．2 交叉口处的车辆更新规则\t052
3．3 城市路网容量\t054
3．3．1 路网规模对路网容量的影响\t055
3．3．2 路网结构对路网容量的影响\t056
3．3．3 OD分布对路网容量的影响\t058
3．3．4 换道概率对路网容量的影响\t060
3．3．5 信号控制对路网容量的影响\t061
3．4 大型活动模拟及分析\t062
3．4．1 背景交通量的影响\t063
3．4．2 活动规模的影响\t065
3．5 交通拥堵控制方法\t066
3．5．1 限制出行\t066
3．5．2 错时出行\t067
3．6 本章小结\t068
第4章 道路施工影响下的城市路网拥堵特性及控制方法\t071
4．1 引言\t072
4．2 环形交叉口路网元胞自动机模型\t073
4．2．1 路段上的车辆更新规则\t073
4．2．2 环形交叉口车辆更新规则\t075
4．3 交通诱导环境下的车辆路径选择行为\t078
4．3．1 路径诱导方式的影响\t080
4．3．2 路径诱导周期的影响\t081
4．3．3 服从诱导比例的影响\t082
4．3．4 路径诱导对交通流分布的影响\t083
4．3．5 路径诱导对出行时耗的影响\t086
4．3．6 路径诱导对路网容量的影响\t086
4．4 道路施工模拟及分析\t087
4．4．1 封闭车道数量的影响\t088
4．4．2 施工路段数量的影响\t089
4．5 交通拥堵控制方法\t090
4．5．1 交通分流\t090
4．5．2 动态路径诱导\t091
4．6 本章小结\t092
第5章 交通事故影响下的城市路网拥堵特性及控制方法\t095
5．1 引言\t096
5．2 双向六车道路网元胞自动机模型\t097
5．2．1 双向六车道车辆更新规则\t097
5．2．2 交叉口处的车辆更新规则\t101
5．3 交通事故模拟及分析\t105
5．3．1 交通事故发生时的背景交通量\t105
5．3．2 交通事故在路网中所处的位置\t108
5．3．3 交通事故与上游交叉口的距离\t110
5．3．4 交通事故严重程度\t113
5．3．5 交通事故持续时间\t114
5．3．6 交叉口控制方式\t117
5．4 交通拥堵控制方法\t118
5．4．1 临时车辆禁行\t118
5．4．2 动态路径诱导\t119
5．5 本章小结\t122
第6章 基于元胞自动机的生态驾驶行为仿真\t125
6．1 引言\t126
6．2 基于元胞自动机的生态驾驶仿真平台\t127
6．3 车辆状态和动作集合\t128
6．4 Q-learning算法\t129
6．5 仿真与评价\t131
6．5．1 仿真设置与参数\t131
6．5．2 训练过程\t133
6．5．3 交叉口仿真与评价\t133
6．5．4 路网仿真与评价\t137
参考文献\t140
后记\t149
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1．1 研究背景和意义\t003
1．2 交通流元胞自动机模型的相关研究\t005
1．3．1 路段元胞自动机模型\t007
1．3．2 交叉口元胞自动机模型\t010
1．3．3 路网元胞自动机模型\t011
1．3．4 元胞自动机模型研究展望\t011
第2章 城市路网交通流动态特性\t017
2．1 引言\t018
2．2 路网定义与评价指标\t019
2．2．1 参数定义\t019
2．2．2 路网定义\t022
2．2．3 路网评价指标\t024
2．3 无信号控制的双向两车道路网元胞自动机模型\t028
2．3．1 模型\t028
2．3．2 模拟结果及分析\t033
2．4 信号控制的双向两车道路网元胞自动机模型\t040
2．4．1 模型\t040
2．4．2 模拟结果及分析\t042
2．5 本章小结\t044
第3章 大型活动影响下的城市路网拥堵特性及控制方法\t047
3．1 引言\t048
3．2 双向四车道路网元胞自动机模型\t049
3．2．1 双向四车道车辆更新规则\t049
3．2．2 交叉口处的车辆更新规则\t052
3．3 城市路网容量\t054
3．3．1 路网规模对路网容量的影响\t055
3．3．2 路网结构对路网容量的影响\t056
3．3．3 OD分布对路网容量的影响\t058
3．3．4 换道概率对路网容量的影响\t060
3．3．5 信号控制对路网容量的影响\t061
3．4 大型活动模拟及分析\t062
3．4．1 背景交通量的影响\t063
3．4．2 活动规模的影响\t065
3．5 交通拥堵控制方法\t066
3．5．1 限制出行\t066
3．5．2 错时出行\t067
3．6 本章小结\t068
第4章 道路施工影响下的城市路网拥堵特性及控制方法\t071
4．1 引言\t072
4．2 环形交叉口路网元胞自动机模型\t073
4．2．1 路段上的车辆更新规则\t073
4．2．2 环形交叉口车辆更新规则\t075
4．3 交通诱导环境下的车辆路径选择行为\t078
4．3．1 路径诱导方式的影响\t080
4．3．2 路径诱导周期的影响\t081
4．3．3 服从诱导比例的影响\t082
4．3．4 路径诱导对交通流分布的影响\t083
4．3．5 路径诱导对出行时耗的影响\t086
4．3．6 路径诱导对路网容量的影响\t086
4．4 道路施工模拟及分析\t087
4．4．1 封闭车道数量的影响\t088
4．4．2 施工路段数量的影响\t089
4．5 交通拥堵控制方法\t090
4．5．1 交通分流\t090
4．5．2 动态路径诱导\t091
4．6 本章小结\t092
第5章 交通事故影响下的城市路网拥堵特性及控制方法\t095
5．1 引言\t096
5．2 双向六车道路网元胞自动机模型\t097
5．2．1 双向六车道车辆更新规则\t097
5．2．2 交叉口处的车辆更新规则\t101
5．3 交通事故模拟及分析\t105
5．3．1 交通事故发生时的背景交通量\t105
5．3．2 交通事故在路网中所处的位置\t108
5．3．3 交通事故与上游交叉口的距离\t110
5．3．4 交通事故严重程度\t113
5．3．5 交通事故持续时间\t114
5．3．6 交叉口控制方式\t117
5．4 交通拥堵控制方法\t118
5．4．1 临时车辆禁行\t118
5．4．2 动态路径诱导\t119
5．5 本章小结\t122
第6章 基于元胞自动机的生态驾驶行为仿真\t125
6．1 引言\t126
6．2 基于元胞自动机的生态驾驶仿真平台\t127
6．3 车辆状态和动作集合\t128
6．4 Q-learning算法\t129
6．5 仿真与评价\t131
6．5．1 仿真设置与参数\t131
6．5．2 训练过程\t133
6．5．3 交叉口仿真与评价\t133
6．5．4 路网仿真与评价\t137
参考文献\t140
后记\t149
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