混合交通流混杂建模研究

交通流模型研究是交通工程研究的基础，基于交通流模型所建立的智能交通系统能极大地提高城市的经济建设和运行效率，避免浪费。.本项目以我国普遍存在的复杂混合交通流为研究对象，旨在研究交通流的混杂特性及其表现。首先将对具有混杂特性的自行车流进行建模研究，具体包括应用Cells-Streams建模方法建立中观自行车流模型；运用元胞自动机模型，建立具有路口和路段表现能力的元胞自动机自行车流模型；采用混杂建模方法，建立混杂自行车流模型，从而表现出自行车流的混杂特性。然后在此基础之上，使用混杂建模方法，对具有混杂特性的混合交通流进行研究，并建立混合交通流混杂模型。.通过本项目的研究，将进一步完善交通流理论。基于混合交通流混杂模型可以建立符合当前城市需求的智能交通系统，具有广泛的应用前景和较高的经济价值，类似的研究工作和研究成果经查询目前国内外尚未见报道。

本项目在国家自然基金委的大力支持下，以我国普遍存在的复杂混合交通流为研究对象，展开了相关的研究工作。经过三年课题组成员的努力，本项目已实现了立项时的研究目标，取得了一系列的研究成果。课题组主要在以下四个方面开展了相关的研究工作：.1、交通流数据采集及分析。本课题通过研发无线地磁车辆检测器和视频车辆检测软件，对现实交通流的数据进行采集。在此基础上，对自行车流、混合交通流的特性进行了分析、总结与归纳，发现了许多新特性，建立了宏观交通特性与微观交通流模型参数之间的数学联系。.2、自行车流建模研究。对具有混杂特性的自行车流，建立了基于期望速度的自行车元胞自动机模型和基于自行车群行为的中观模模型。由于在这两种模型中均对自行车的个体进行了描述，且参数一致，据此建立了混杂自行车模型，该模型具有微观和中观的表现能力。.3、广义元胞自动机模型方法。广义元胞自动机建模方法可以将交通系统的所有对象和各种交通行为、特性转换为同一描述形式，进行统一建模，其优势在于建模方法统一、可扩展、运算简便、适合软件实现、可进行混合、混杂描述等。该方法包括三种新的要素：分层特征矩阵、决策矩阵和平行异质。运用该方法，课题组开展了行人、自行车、电动车、混合交通流和混合交通流混杂建模的研究，建立了相对应的模型，所建立的模型可以描述一个大路网系统中的所有交通对象。.4、城市快速路网的控制与诱导。基于广义元胞自动机建模方法，提出了城市快速路匝道控制与交通诱导的整体优化模型。其中，匝道控制的重点在于多匝道协调控制。交通诱导的关键点在于合理的描述驾驶员服从率的不确定性，从而实现统计意义上的随机最优控制。.本项目的研究成果有：1、提出广义元胞自动机建模方法，建立各种交通流模型。2、发表论文九篇，其中EI检索七篇。3、申请发明专利两项，获得软件著作权三项，获得实用新型专利一项。4、编写了相关交通流仿真软件及视频图像处理软件,研发了无线地磁车辆检测器。5、培养博士后一名，博士生两名，硕士生十名。6、邀请美国明尼苏达大学(University of Minnesota, Twin Cities) Prof. Henry Liu来浙江大学访问，派遣博士生一名到美国明尼苏达大学交流六个月。