基于元胞自动机的内河船舶交通流模型开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1意义

水上运输以其能耗小、运量大、环保等优势，在综合运输体系中一直占据重要作用。随着国家经济的日益增长，内河交通布局的逐步完善，我国内河航运货运量及内河建设投资量也呈上升趋势。但内河航运的快速发展带来了航行船舶在数量、尺度和速度上不断增加，航线增多，交通流密度增大的问题。这些不仅加大了内河水上交通管理的难度，同时也提高了通行水域的复杂性，使船舶航行发生事故的风险增加，安全形势受到严峻挑战。

1.2 目的

2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容及目标

内河船舶可航水域相对狭窄、交通态势更为复杂，相比于开阔的海上航路，内河船舶交通更接近于道路交通。而元胞自动机理论用来研究交通，具有其独特的优越性。与其他模型相比，元胞自动机模型在保留交通这复杂系统的非线性行为和其他物理特征的同时，更易于计算机操作，在道路交通研究中应用较多，并能灵活地修改其规则以考虑各种真实交通条件，如路障、出入匝道、驾驶员过度反应引起的随机慢化等。

本课题将基于道路交通中常用的元胞自动机模型加以改进，对内河航道顺直航段的船舶交通流进行建模与仿真，在具有明显交通流量的内河中获得船舶运动的宏观参数，因而可以定量或定性地分析船舶的运动特征和规律。

3. 研究计划与安排

4. 参考文献（12篇以上）

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[2] 徐武雄, 初秀民, 刘兴龙. 船舶交通流建模与仿真研究进展[j]. 水利水运工程学报. 2014(6): 91-99.[3] qu x, meng q. development and applications of a simulation model for vessels in the singapore straits[j]. expert systems with applications. 2012, 39(9): 8430-8438.[4] qi l, zheng z, gang l. a cellular automaton model for ship traffic flow in waterways[j]. physica a-statistical mechanics and its applications. 2017, 471: 705-717.[5] qi l, zheng z, gang l. marine traffic model based on cellular automaton: considering the change of the ship's velocity under the influence of the weather and sea[j]. physica a-statistical mechanics and its applications. 2017, 483: 480-494.[6] 周锋. 基于元胞自动机的沿海港口水域船舶交通流演化仿真研究[d]. 武汉: 武汉理工大学, 2012.[7] liao p, hou m, chu m, et al. simulation of vessel traffic flow in inland waterway based on cellular automata[c]. 19th cota international conference of transportation professionals. nanjing, 2019: 1-10.

[8]齐乐. 基于元胞自动机的海上航道内船舶交通流研究[d].大连海事大学,2017.