隋巧虹硕士论文摘要

二维道路交通流元胞自动机模型中的动态特性研究

隋巧虹

随着城市建设的不断发展，城市的经济贸易和社会交往的日益繁忙，城市交通进入了前所未有的快速发展期，传统的道路交通设施已经无法适应现代社会的需要。近年来，我国出台许多新的政策来加快城市道路建设，在道路基础设施方面投入了大量的人力与物力，在缓解城市交通拥堵现象、提高城市交通运输能力等方面取得了巨大的成就。但是近几年，私家车的数量快速增长。2006年至2010年的“十一五”期间，我国汽车的保有量几乎翻了一番。仅去年八月底，我国机动车保有量就已经达到2.19亿辆。随之而来的交通问题日渐凸显，城市道路容量严重不足。尽管人均道路面积保持着较高的增长幅度，但是道路建设依旧赶不上城市交通量每年20%的增长速度。这直接导致了我国城市尤其是北京、上海这样的大城市，一到上下班高峰期，路面就拥堵不堪。我国每年由于交通拥堵而造成的直接经济损失高达数千亿人民币。

日益严重的交通问题已经让人们越来越清楚地认识到，交通建设对于一个城市乃至一个国家的建设与发展起着至关重要的作用。因此，如何利用有限的城市资源，充分地开发利用现有的交通设施，就成为人们的当务之急。一方面，交通管理人员可以通过提高交通管理技术水平，加大交通控制管理和安全管理的现代化设施方面的投入，利用信息化、智能化的管理系统来管理现代交通。另一方面，政府通过制定整体的交通发展战略，充分考虑交通供应与需求的平衡、土地和财力的可操作性，建设现代化大都市多层次的综合交通体系。

而在城市交通的发展过程中，交通流理论作为一门先进的科学理论，从理论的高度，联系当前城市交通的实际以及存在的问题，通过对实测数据的科学分析，提出了许多优化城市交通的可行模型。研究人员对模型进行了大量的数值模拟和理论解析，对交通流中出现的各类非线性现象及其理论解释与物理本质作了研究与解析。交通流理论为缓解城市道路拥堵情况及道路建设优化方面提供了理论的指导与科学的依据。

本文在查阅大量交通流文献及前人研究的基础上，提出了更符合当前城市交通状况的二维道路交通元胞自动机模型，并对模型进行了数值模拟和理论分析。本文的主要工作如下：

关键词：

交通流, 元胞自动机模型,  慢启动效应,  相变现象 , 自由流 , 中间态,  堵塞相

已发表论文：

Qiao-Hong Sui, Zhong-Jun Ding, Rui Jiang, Wei Huang, Duo Sun, Bing-Hong Wang, Slow-to-start effect in two-dimensional traffic flow, Computer Physics Communications 183, 2012, 547-551.