基于马尔科夫链的短车道通行能力建模

余志; 许焕挺; 何兆成

doi:10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.04.09.2020B029

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基于马尔科夫链的短车道通行能力建模

研究论文 | 更新时间：2023-11-01

- 基于马尔科夫链的短车道通行能力建模
- Modeling of traffic capacity of short lane based on Markov Chain
- 中山大学学报(自然科学版) 2021年60卷第5期页码：32-38
- 作者机构：
  
  中山大学智能工程学院，广东广州 510006
- 作者简介：
  
  余志（1961年生），男；研究方向：智能交通系统； E-mail： stsyuz@mail.sysu.edu.cn
  何兆成（1977年生），男；研究方向：交通控制和交通信息处理；E-mail： hezhch@mail.sysu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(U1811463)
- DOI：10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.04.09.2020B029
  中图分类号： U491
- 纸质出版日期：2021-09-25，
  
  网络出版日期：2020-11-11，
  
  收稿日期：2020-04-09，
  
  录用日期：2020-04-20
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余志,许焕挺,何兆成.基于马尔科夫链的短车道通行能力建模[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(05):32-38.

YU Zhi,XU Huanting,HE Zhaocheng.Modeling of traffic capacity of short lane based on Markov Chain[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(05):32-38.
余志,许焕挺,何兆成.基于马尔科夫链的短车道通行能力建模[J].中山大学学报(自然科学版),2021,60(05):32-38. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.04.09.2020B029.

YU Zhi,XU Huanting,HE Zhaocheng.Modeling of traffic capacity of short lane based on Markov Chain[J].Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni,2021,60(05):32-38. DOI： 10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.04.09.2020B029.

摘要

交叉口进口道拓宽后形成的短车道存在因车辆排队溢出而造成阻塞的问题。考虑短车道效应的发生概率，研究了信号交叉口短车道的通行能力计算模型。结合短车道组车辆运动的耦合性和连续性，利用马尔科夫链描述短车道车辆在相邻相位之间的状态转移关系。结合概率论和排队论构建短车道状态转移概率矩阵，得到短车道状态的稳态概率。同时，基于短车道上一阶段状态的条件通行能力，结合短车道状态概率得到短车道的稳态通行能力。最后，通过VISSIM仿真软件对模型进行验证。结果表明，模型在对短车道通行能力的计算上优于传统HCM方法，与当前主流的模型相比也更加精确。

Abstract

Short lanes formed by the widening of an entrance at an intersection may be blocked due to overflows of vehicle queues. In the view of the occurrence probability of short lane effect， this paper studies the traffic capacity calculation model of short lane at signalized intersections. Considering the coupling and continuity of short lane group vehicle movement， this paper uses Markov Chain to describe the state transition relationship between the adjacent phases of short lane vehicle. And the steady-state probability of short lane state is obtained，combined probability theory and queuing theory to construct the probability matrix of short lane state transition. Meanwhile， the steady-state traffic capacity of the short lane is obtained based on the conditional traffic capacity of the one-stage state on the short lane and the probability of the short lane state. Finally， the model is verified by VISSIM simulation software. The results show that the model in this paper is superior to the traditional HCM method in the calculation of short lane traffic capacity and is more accurate than the current mainstream model.

关键词

短车道通行能力马尔科夫链仿真

Keywords

short lanetraffic capacityMarkov Chainsimulation

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