人行橫道處的人車混合交通研究

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1、第28卷第5期欽州學(xué)院學(xué)報2013年5月Vol.28No.5JOURNALOFQINZHOUUNIVERSITYMay.，2013欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟欟人行橫道處的人車混合交通研究劉祥樹，陸安山(欽州學(xué)院物理與材料科學(xué)學(xué)院，廣西欽州535000)［摘要］用格子氣模型和NaSch模型，模擬帶紅綠燈人行橫道處的車輛與行人交通。研究了行人密度和紅綠燈周期對車輛及行人交通的影響。模擬結(jié)果顯示:當(dāng)車輛密度較大時，車道通行能力隨著行人密度的

2、增加而降低;紅綠燈周期對行人和車輛交通產(chǎn)生顯著影響，存在最優(yōu)紅綠燈周期。［關(guān)鍵詞］人行橫道;行人交通;車輛交通;混合交通;紅綠燈［中圖分類號］N93［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A［文章編號］1673-8314(2013)05-0005-04近些年來，車輛交通和行人交通因其跟我們影響。就此問題，本文對行人流量對車輛交通的［1－3］生活息息相關(guān)，而受到了人們的廣泛關(guān)注。影響、紅綠燈周期設(shè)置對車輛及行人交通的影響但單獨(dú)研究車輛或行人交通多，研究人車混合交等做初步研究和探索。結(jié)果顯示:當(dāng)車輛密度較通較少。在實(shí)際生活中

3、，人行橫道等人車并存的大時，車道通行能力隨著行人密度的增加而降低;場所，人與車之間的交互是不可避免的。人車并紅綠燈周期對行人和車輛交通產(chǎn)生顯著影響，存存的場所往往是交通事故頻發(fā)地段，所以研究人在最優(yōu)紅綠燈周期。車混合交通具有重大意義。學(xué)者們建立了大量模型用于研究車輛和行人現(xiàn)有的人行橫道大致分為兩類:一是由紅綠交通。在車輛交通研究中，元胞自動機(jī)模型因簡燈來指導(dǎo)車輛和行人分別通行;二是沒有紅綠燈，單而受到廣大研究者的青睞。最早的交通流元胞完全由行人和車輛自組織交互通行。第二類情況自動機(jī)模型是由美國科

4、學(xué)家沃爾弗拉姆［2－5］比較復(fù)雜，車流量、人流量、駕駛員的心理、行人的(s.wolfram)對元胞自動機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)研究的基［1］各種社會行為都會對混合交通產(chǎn)生影響。張譯礎(chǔ)上提出的184號模型，并將其應(yīng)用于車輛交通。等人考慮了人的社會行為對混合交通的影響，主1992年，Nagel和Schreckenberg對184號模型進(jìn)要研究了對交通流的影響。第一類情況，當(dāng)人車行推廣，提出了一維元胞自動機(jī)模型NaSch模［6］流量都較小時，車和人都能在各自周期內(nèi)完成通型。該模型用于模擬一維高速公路效果良好，行，基

5、本不存在人車交互。但當(dāng)人車流量都較大其模擬結(jié)果跟實(shí)測結(jié)果比較接近。格子氣模型作時，當(dāng)車輛通行綠燈開始時，還有很多行人正在過為元胞自動機(jī)模型中的一種，被大量研究者用來道中，這時交叉點(diǎn)以后的車輛就得原地等待直到研究行人交通，得到了不錯的研究結(jié)果。學(xué)者們過道上的行人疏散完畢，反之對行人也一樣。這用格子氣模型研究了通道中的相向行人流，行人［7－9］［10］時，在不同人車流量條件下，紅綠燈周期的合理設(shè)交通瓶頸和行人逃逸等。置顯得尤為重要，其對整體交通效率產(chǎn)生了直接本文將NaSch模型和格子氣模型結(jié)合起來，

6、［收稿日期］2013-04-22［作者簡介］劉祥樹(1982)，男，湖北巴東人，欽州學(xué)院物理與材料科學(xué)學(xué)院講師。6欽州學(xué)院學(xué)報第28卷建立如下三條規(guī)則:(1)車輛通行規(guī)則:開放邊界行橫道劃分為W×G的二維網(wǎng)格，每個單元格最條件下的NaSch模型;(2)行人通行規(guī)則:開放邊多容納一個人，每個格點(diǎn)面積大約為0.4×2界條件下的格子氣模型;(3)人車交互規(guī)則。0.4m。對人行道采用開放邊界條件，每個時步以概率pp隨機(jī)進(jìn)入行人，pp代表行人的密度，當(dāng)行1模型人走到系統(tǒng)邊界時他以概率1走出。行走規(guī)則如下:

7、當(dāng)行人的前方格點(diǎn)為空，該行人向前移動一個單元格，其速度變?yōu)?，如前方格點(diǎn)被占據(jù)，其選擇原地等待(不考慮行人橫走的情況)，其速度為變?yōu)?。1.3人車交互規(guī)則整個交通燈周期為T，分為人行周期t1和車行周期t2，t1=t2=T/2(不考慮紅綠燈變換的過度時間，紅綠燈周期T由人行周期和車行周期兩圖1人行橫道示意圖部分組成，各占一半)。在車行周期開始時，還未Fig1Schematicillustuationofcrosswalk進(jìn)入交叉區(qū)域的行人等待，已經(jīng)進(jìn)入交叉區(qū)域的建立模型如圖1所示，該模型由主干道和

8、人行人繼續(xù)前進(jìn)，車輛等待至交叉區(qū)域的行人疏散行橫道組成，假設(shè)二者都是單向通行，人和車沿圖完畢開始通行。人行周期開始后，行人遵照同樣中箭頭所示方向運(yùn)動。人行橫道設(shè)在主干道的中的規(guī)則。這跟現(xiàn)實(shí)部分路段的實(shí)際通行狀況是相間位置，人行橫道的兩端裝有交通燈。符的。1.1車輛通行規(guī)則假設(shè)主干道的長度為L，把其劃分為一個一2模擬結(jié)果及分析個的元胞，每個元胞最多能容納一輛車。每個元設(shè)定道路的長度為600個格點(diǎn)(L=600)，胞的長度是4.5m，代表車的平均車長。模擬中采人行橫道的寬度W=9，長度G=3*W=27