1.2 交通流元胞自动机模型的相关研究

元胞自动机（Cellular Automata, CA）模型是一种数学模型，其实质是定义在一个具有离散、有限状态的元胞组成的元胞空间上，按照一定的局部规则，在离散的时间维度上演化的动力学系统[2]。由于时间、空间、车速都是离散的，所以，元胞自动机特别适合于微观交通仿真的研究[3]。

最基本的一维交通流元胞自动机模型是184号模型[3]：如图1.1所示，每个元胞或者为空或者被一辆车占据；当t时刻某辆车的前方元胞为空时，该车前进一格；如果前方元胞被车辆占据，则该车留在原地不动[4]。

图1.1 Wolfram的184号模型的演化过程

用“0”表示元胞为空，用“1”表示元胞被占据，则模型的基本演化规则可以写成如图1.2所示的形式。将t+1时刻的8种演化结果看作一个二进制数：“10111000”，转化成十进制数后为184。这就是“184号模型”的由来。

图1.2 184号模型的基本演化规则

1992年，Nagel和Schreckenberg[5]在184号模型的基础上提出了模拟道路交通的NaSch模型。同年，Biham、Middleton和Levine[6]将184号模型推广到二维城市交通网络，提出了BML模型。在这两个模型的基础上，许多学者提出了各种改进的交通流元胞自动机模型并取得了大量有意义的研究成果。

下面将从路段模型、交叉口模型和路网模型三个方面总结和评述国内外各种交通流元胞自动机模型。