基于元胞自动机模拟沪金高速道路车流中的应用

黄超　王永乐　刘长虹

摘 要： 研究沪金高速的交通状况，对改善上海市城郊间的道路交通问题具有重要意义，文章采用适合高速路交通流的元胞自动机模型模拟奉贤区到上海市区高速道路交通状况的实际问题。通过MATLAB编程方法，实现高速道路单向跟车行驶流量的计算机模拟。模拟结果表明，该方法可以模拟实际道路交通流的情况，对于预测道路行驶状况及时限制车流量具有实际意义。

关键词： 交通流 元胞自动机 MATLAB

上海市奉贤区地处郊区且无地铁线路通过，奉贤大学园区的师生出行十分不便，乘坐校车通往市区或徐汇校区是目前最为重要的交通出行方式之一。沪金高速是最快捷直通市区的高速公路线路，研究该条高速公路上的交通流问题显得尤为重要。在当今城市发展中，交通流是世界各国城市关注的问题，国内外已有很多研究方法，如GM模型、线性跟驰模型、模糊逻辑模型、Payne模型、元胞自动机模型[1]-[5]。其中，元胞自动机模型是有效的方法之一。

交通流[6]具有自由流、大范围移动阻塞、同步流等特点，并呈现出较强的非线性特征。本文主要考察的是车辆在沪金高速公路（S4）单车道上运动形成的交通流，也是上海市城郊间高速道路通行的典型问题。

1.基于元胞自动机的交通流方法

2.沪金高速的道路实况

研究的沪金高速实际道路情况如图1所示。通过测距可以发现沪金高速路段存在限速要求不同的多段桥面，但由于途经的桥长度较短且分布较为分散，对整段道路的车流影响较小，且经过实际调查发现桥面路段不易出现拥堵状况，故忽略由于桥面限速较低对本研究课题的影响。……