交通流中的自组织临界性研究

• 作者: 毛丹 汪秉宏 王雷 许伯铭
• 来源期刊: 广西师范大学学报(自然科学版)
• 学科: 物理学
• 关键词: 交通流 元胞自动机模型 自组织临界性 阻塞相变 基 本图 平均场论
• 年，卷（期）: 2002,（1）
• 页码范围: 45-51
• 页数: 7页
• 分类号: O550
• 字数: 6783字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-6600.2002.01.006

摘要

交通流元胞自动机模型呈现出显著的车流自组织临界性及从自由运动相到堵塞相的相变行为.由于交通流模型中车辆之间的复杂耦合相互作用所引起的高阶时空关联,采用传统的考察局域格点车辆占据状态的动力学演化方法,尚未有任何国内外学者得到过高速车辆的一维和二维交通流模型的相变基本图的精确解析描述. 作者摒弃传统思路,采用以相邻车辆距离为变量的全局动力学演化考察方法,通过完全严格的逻辑推理及统计力学细致平衡条件的运用,首次给出了允许高速车随机减速的一维交通流 Fukui-Ishibashi元胞自动机模型相变基本图曲线的解析平均场方程,所得结果与模型的直接数值模拟可以精确地吻合.基于交通流中实际车辆的加速及延迟行为,进一步提出两种新的一维交通流元胞自动机模型--限制加速模型和追尾车随机减速模型.应用考察车距动力学演化的方法,仍然能够得到两个新模型相变基本图的精确解析平均场方程.这些精确解析结果的获得既对于交通流复杂系统的自组织临界性和相变行为提供了基本的物理理解,又对于高速公路实际交通运输的信息管理和控制具有指导意义.