基于 AHP 的元胞自动机交通流模型

曹 文军, 王 睿铮, 师 松涛
华北理工大学

摘要

近期中央政策的出台，要求原则上不再建设封闭式小区，已建成的住宅小区要逐步进行开放，故建立合适的模型 来分析小区开放对道路通行的影响是亟需解决的问题。 针对问题一，首先，利用层次分析法，选取道路通行能力、道路安全性、道路便捷性为指标构建准则层；然后，建立车流速度、
车流密度、行驶时间、交叉路口数、道路饱和度以及道路堵塞率决策层指标并计算出每个指标对应的最优权重，根据权重 大小对指标进行排序；最后，确定车流密度、行驶时间、道路饱和度和道路堵塞率为影响通行能力的主要指标。 针对问题二，首先，根据车辆密度、交通流量和车辆平均速度建立元胞自动机交通流模型；其次，基于第一问的指标影响
考虑道路情况，分别建立直道交通模型和弯道交通模型，其中弯道交通模型包含对交叉路口的研究；最后，量化直道通行 模型和弯道交通模型，得到公式表达。 针对问题三，首先，基于第二问的直道和弯道模型，选取路旁系数、车速饱和度和服务水平饱和度定量表示直道通行能力，
并随机选取 ABC 三个不同小区进行分析发现 A 小区开放后道路通行能力显著增强，B 小区开放后道路通行能力反而降低，C
小区开放后对道路通行能力无影响。 针对问题四，在第二问和第三问研究的基础上，发现对于有些小区实施开放有利于交通情况缓解，有些不利于交通情况的 缓解，对那些有利于缓解交通情况的“开放小区”，可以考虑在小区的交叉路口设置交通灯，设置减速带，并且对出入量 比较大的小区给与相应补偿。

关键词

层次分析法；元胞自动机；交通流模型；饱和度

参考

[1] 司守奎,孙玺菁,数学建模算法与应用,北京: 国防工业出版社 ,2008.

[2] 张亚平 , 道路通行能力理论 , 哈尔滨 : 哈尔 滨工业大学出版社 ,2007.

[3] 李向朋 , 城市交通拥堵对策 - 封闭型小区交 通开放研究 , 长沙理工大学硕士论文 ,2014.