Микроскопическая модель транспортного потока
Микроскопические модели транспортных потоков-это класс научных моделей динамики движения транспортных средств .
В отличие от макроскопических моделей , микроскопические модели транспортных потоков имитируют одиночные единицы водителя транспортного средства, поэтому динамические переменные моделей представляют микроскопические свойства, такие как положение и скорость одиночных транспортных средств.
Автомобили-следующие модели[править]
Также известные как модели с непрерывным временем, все модели, следующие за автомобилем, имеют общее то, что они определяются обыкновенными дифференциальными уравнениями, описывающими полную динамику положений x α x_ и скоростей v α v_ транспортных средств . Предполагается , что входные стимулы водителей ограничиваются их собственной скоростью v α v_ v_ , чистым расстоянием (расстояние бампер-бампер) s α = x α − 1 − x α − l α − 1 s_=x_-x_-l_} s_ =x_ -x_ - l_ до ведущего транспортного α − 1 \альфа-1средства (где l α − 1 l_ l_обозначается длина транспортного средства) и скоростью v α − 1 v_ v_ведущего транспортного средства. Уравнение движения каждого транспортного средства характеризуется функцией ускорения, которая зависит от входных стимулов:
Примеры следующих моделей автомобилей[править]
- Оптимальная модель скорости (OVM)
- Модель разности скоростей (VDIFF)
- Модель Wiedemann (1974)
- Толковейшая модель водителя (IDM, 1999)
- RoadTrafficSimulator-визуализация модели
- Модель Gipps (Gipps, 1981)
Модели клеточных автоматов[править]
Модели клеточных автоматов используют целочисленные переменные для описания динамических свойств системы. Дорога делится на отрезки определенной длины Δ x время дискретизируется до шагов Δ t . Каждый участок дороги может быть занят транспортным средством или пуст, а динамика задается правилами обновления формы:
(время моделирования t tизмеряется в единицах Δ t \ , а положение транспортного x α x_ средства-в единицах Δ x .
Шкала времени обычно задается временем реакции человека-водителя Δ t = 1 s t=1 \ . При Δ t \ tфиксированной длине дорожных участков определяется гранулярность модели. При полной остановке средняя длина дороги, занимаемая одним транспортным средством, составляет примерно 7,5 метров. Установка Δ x \ xэтого значения приводит к модели , в которой одно транспортное средство всегда занимает ровно один участок дороги и соответствует скорости 5 5 Δ x / Δ t = 135 km/h 5 , которая затем устанавливается как максимальная скорость, на которой водитель хочет ехать. Однако в такой модели наименьшее возможное ускорение было бы Δ x / ( Δ t ) 2 = 7.5 m / s 2 )^{2}=7.5^{2}} / / ^{2} что нереально. Поэтому многие современные модели ЦС используют более тонкую пространственную дискретизацию, например Δ x = 1.5 m x=1.5 \ Delta x=1.5}, приводящую к наименьшему возможному ускорению 1.5 m / s 2 1.5/{\text{s}}^{2}} 1.5 / ^{2}.
Несмотря на то, что модели сотовых автоматов не обладают такой точностью, как модели с непрерывным временем следования за автомобилем, они по-прежнему обладают способностью воспроизводить широкий спектр дорожных явлений. Благодаря простоте моделей, они очень эффективны в численном отношении и могут быть использованы для моделирования крупных дорожных сетей в реальном времени или даже быстрее.