Теория кернера трех фаз в транспортном потоке - новый теоретический базис для интеллектуальных транспортных технологий

Теория кернера трех фаз в транспортном потоке - новый теоретический базис для интеллектуальных транспортных технологий

Автор: Кленов С.Л.

Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt

Статья в выпуске: 4 (8) т.2, 2010 года.

Бесплатный доступ

Кратко рассматриваются основные положения и результаты предложенной Кернером тео- рии трех фаз в транспортном потоке. Эта теория позволяет объяснить и предсказать эм- пирические пространственно-временные свойства перехода кплотному потоку и результи- рующих структур в плотном транспортном потоке. Приводятся результаты измерения про- странственно-временные структур в транспортном потоке на скоростных автомагистралях в Германии, Англии и США. Эти результаты являются эмпирическим базисом как для опре- деления фаз транспортного потока, так и для остальных положений теории Кернера. По- казывается, что в теории Кернера возникновение плотного транспортного потока (traffic breakdown) объясняется как фазовый переход первого рода от фазы свободного потока к фа- зе синхронизованного потока. Такой переход с некоторой вероятностью может происходить в широком диапазоне значений транспортного потока, что отвечает бесконечному числу зна- чений пропускной способности автодороги. Анализируются характерные свойства процесса образования фазы движущихся кластеров машин (движущихся заторов) в синхронизован- ном потоке, дается классификация пространственно-временных структур транспортного потока в теории Кернера. Приводятся примеры новых интеллектуальных транспортных технологий, основанные на теории трех фаз Кернера.

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/142185706

IDR: 142185706

Список литературы Теория кернера трех фаз в транспортном потоке - новый теоретический базис для интеллектуальных транспортных технологий

  • Kerner B.S. Introduction to Modern Traffic Flow Theory and Control. -Berlin: Springer, 2009.
  • Kerner B.S. The Physics of Traffic. -Berlin: Springer, 2004.
  • Lighthill M.J., Whitham G.B. On kinematic waves: II. Theory of traffic flow on long crowded roads//Proc. R. Soc. London. Ser. A. -1955. -V. 229. -P. 281-345.
  • Richards P.I. Shock Waves on the Highway//Oper. Res. -1956. -V. 4. -P. 42-51.
  • Уизем Дж. Линейные и нелинейные волны. -М.: Мир, 1977.
  • Newell G.F. Applications of Queuing Theory. -London: Chapman and Hall, 1982.
  • Newell G.F. Nonlinear effects in the dynamics of car-following//Oper. Res. -1961. -V. 9. -P. 209-229.
  • Newell G.F. A moving bottleneck//Transp. Res. B. -1998. -V. 32. -P. 531-537.
  • Daganzo C.F. The cell transmission model: A dynamic representation of highway traffic consistent with the hydrodynamic theory//Transp. Res. B. -1994. -V. 28, N 4. -P. 269-287.
  • Herman R., Montroll E.W., Potts R.B., Rothery R.W. Traffic dynamics: studies in car following//Oper. Res. -1959. -V. 7. -P. 86-106.
  • Gazis D.C., Herman R., Potts R.B. Car following theory of steady state traffic flow//Oper. Res. -1959. -V. 7. -P. 499-505.
  • Gazis D.C., Herman R., Rothery R.W. Nonlinear follow the leader models of traffic flow//Oper. Res. -1961. -V. 9. -P. 545-567.
  • Gazis D.C. Traffic Theory. -Berlin: Springer, 2002.
  • May A.D. Traffic Flow Fundamentals. -New York: Englewood Cliffs, Prentice-Hall, 1990.
  • Leutzbach W. Introduction to the Theory of Traffic Flow. -Berlin: Springer, 1988.
  • Daganzo C.F. Fundamentals of Transportation and Traffic Operations. -New York: Elsevier Science Inc., 1997.
  • Mu noz J.C., Daganzo C.F. Moving bottlenecks: a theory grounded on experimental observations//Traffic and Transportation Theory. Ed. by Taylor M.A.P. -Oxford: Pergamon, 2002. -P. 441-462.
  • Traffic Flow Theory/Ed. by Gartner N.H., Messer C.J., Rathi A. -Washington, DC: Transportation Research Board, 2001.
  • Traffic Flow Theory/Ed. by Gartner N.H., Messer C.J., Rathi A. -Washington, DC: Transportation Research Board, 2001.
  • Chowdhury D., Santen L., Schadschneider A. Statistical physics of vehicular traffic and some related systems//Phys. Rep. -2000. -V. 329. -P. 199-329.
  • Helbing D. Traffic and related self-driven many particle systems//Rev. Mod. Phys. -2001. -V. 73. -P. 1067-1141.
  • Nagatani T. The physics of traffic jams//Rep. Prog. Phys. -2002. -V. 65. -P. 1331-1386.
  • Nagel K., Wagner P., Woesler R. Still flowing: Approaches to traffic flow and traffic jam modelling//Oper. Res. -2003. -V. 51. -P. 681-716.
  • Mahnke R., Kaupuџs J., Lubashevsky I. Probabilistic description of traffic flow//Phys. Rep. -2005. -V. 408. -P. 1-130.
  • Rakha H., Pasumarthy P., Adjerid S. A simplified behavioral vehicle longitudinal motion model//Transp. Lett. -2009. -V. 1. -P. 95-110.
  • Delitala M., Tosin A. Mathematical modelling of vehicular traffic: A discrete kinetic theory approach//Math. Models Methods Appl. Sci. -2007. -V. 17. -P. 901-932.
  • Kerner B.S., KonhЁauser P. Cluster effect in initially homogeneous traffic flow//Phys. Rev. E. -1993. -V. 48. -P. 2335-2338.
  • Kerner B.S., KonhЁauser P. Structure and parameters of clusters in traffic flow//Phys. Rev. E. -1994. -V. 50. -P. 54-83.
  • Blank M. Hysteresis phenomenon in deterministic traffic flows//J. Stat. Phys. -2005. -V. 120, N 3-4. -P. 627-658.
  • Maerivoet S., De Moor B. Cellular automata models of road traffic//Phys. Rep. -2005. -V. 419, N 1. -P. 1-64.
  • Kerner B.S., Klenov S.L. A microscopic model for phase transitions in traffic flow//J. Phys. A: Math. Gen. -2002. -V. 35. -P. L31-L43.
  • Kerner B.S., Klenov S.L., Wolf D.E. Cellular automata approach to three-phase traffic theory//J. Phys. A: Math. Gen. -2002. -V. 35. -P. 9971-10013.
  • Davis L.C. Multilane simulations of traffic phases//Phys. Rev. E. -2004. -V. 69. -016108.
  • Kerner B.S., Klenov S.L. Deterministic microscopic three-phase traffic flow models//J. Phys. A: Math. Gen. -2006. -V. 39. -P. 1775-1809.
  • Lee H.K., Barloviж R., Schreckenberg M., Kim D. Mechanical Restriction versus Human Overreaction Triggering Congested Traffic States//Phys. Rev. Lett. -2004. -V. 92. -238702.
  • Jiang R., Wu Q.S. Spatial-temporal patterns at an isolated on-ramp in a new cellular automata model based on three-phase traffic theory//J. Phys. A: Math. Gen. -2004. -V. 37. -P. 8197-8213.
  • Gao K., Jiang R., Hu S-X., Wang B-H., Wu Q.S. Cellular-automaton model with velocity adaptation in the framework of Kerners three-phase traffic theory//Phys. Rev. E. -2007. -V. 76. -026105.
  • Laval J.A. Linking synchronized flow and kinematic waves//Traffic and Granular Flow 05. Ed. by Schadschneider A., PЁoschel T., KЁuhne R., Schreckenberg M., Wolf D.E. -2007. -P. 521-526.
  • Hoogendoorn S., van Lint H., Knoop V.L. Macroscopic Modeling Framework Unifying Kinematic Wave Modeling and Three-Phase Traffic Theory//Trans. Res. Rec. -2008. -V. 2088. -P. 102-108.
  • Davis L.C. Controlling traffic flow near the transition to the synchronous flow phase//Physica. A. -2006. -V. 368. -P. 541-550.
  • Davis L.C. Effect of cooperative merging on the synchronous flow phase of traffic//Physica. A. -2006. -V. 361. -P. 606-618.
  • Davis L.C. Effect of adaptive cruise control systems on mixed traffic flow near an on-ramp//Physica. A. -2007. -V. 379. -P. 274-290.
  • Jiang R., Hua M.-B., Wang R., Wu Q.-S. Spatiotemporal congested traffic patterns in macroscopic version of the Kerner-Klenov speed adaptation model//Phys. Lett. A. -2007. -V. 365. -P. 6-9.
  • Jiang R., Wu Q.-S. Toward an improvement over Kerner-Klenov-Wolf three-phase cellular automaton model//Phys. Rev. E. -2005. -V. 72. -067103.
  • Jiang R., Wu Q.-S. Dangerous situations in a synchronized flow model//Physica. A. -2007. -V. 377. -P. 633-640.
  • Li X.G., Gao Z.Y., Li K.P., Zhao X.M. Relationship between microscopic dynamics in traffic flow and complexity in networks//Phys. Rev. E. -2007. -V. 76. -016110.
  • Pottmeier A., Thiemann C., Schadschneider A., Schreckenberg M. Mechanical Restriction Versus Human Overreaction: Accident Avoidance and Two-Lane Traffic Simulations//Traffic and Granular Flow05. Ed. by Schadschneider A., PЁoschel T., KЁuhne R., Schreckenberg M., Wolf D.E. -Berlin: Springer, 2007. -P. 503-508.
  • Siebel F., Mauser W. Synchronized flow and wide moving jams from balanced vehicular traffic//Phys. Rev. E. -2006. -V. 73. -066108.
  • Wang R., Jiang R., Wu Q.-S., Liu M. Synchronized flow and phase separations in singlelane mixed traffic flow//Physica. A. -2007. -V. 378. -P. 475-484.
  • Kerner B.S., Klenov S.L., Hiller A., Rehborn H. Microscopic features of moving traffic jams//Phys. Rev. E. -2007. -V. 73. -046107.
  • Kerner B.S., Klenov S.L., Hiller A. Criterion for traffic phases in single vehicle data and empirical test of a microscopic three-phase traffic theory//J. Phys. A: Math. Gen. -2006. -V. 39. -P. 2001-2020.
  • Kerner B.S., Klenov S.L., Hiller A. Empirical test of a microscopic three-phase traffic theory//Non. Dyn. -2007. -V. 49. -P. 525-553.
  • Kerner B.S. A theory of traffic congestion at heavy bottlenecks//J. Phys. A: Math. Theor. -2008. -V. 41. -215101-369801.
  • Davis L.C. Driver Choice Compared to Controlled Diversion for a Freeway Double On-Ramp in the Framework of Three-Phase Traffic Theory//Physica. A. -2008. -V. 387, -P. 6395-6410.
  • Davis L.C. Realizing Wardrop equilibria with real-time traffic information//Physica. A. -2009. -V. 388. -P. 4459-4474.
  • Davis L.C. Predicting travel time to limit congestion at a highway bottleneck//Physica. A. -2010. -V. 389. -P. 3588-3599.
  • Gao K., Jiang R., Wang B-H., Wu Q.S. Discontinuous transition from free flow to synchronized flow induced by short-range interaction between vehicles in a three-phase traffic flow model//Physica. A. -2009. -V. 388. -P. 3233-3243.
  • Wu J.J., Sun H.J., Gao Z.Y. Longrange correlations of density fluctuations in the Kerner-Klenov-Wolf cellular automata three-phase traffic flow model//Phys. Rev. E. -2008. -V. 78. -036103.
  • Jia B., Li X.-G., Chen T., Jiang R., Gao Z.-Y. Cellular automaton model with time gap dependent randomisation under Kerners threephase traffic theory//Transportmetrica. -2009. -P. 1944-1987. -DOI: 10. 1080/18128600903312789.
  • Tian J-F., Jia B., Li X-G., Jiang R., Zhao X-M., Gao Z-Y. Synchronized traffic flow simulating with cellular automata model//Physica. A. -2009. -V. 388. -P. 4827-4837.
  • Kerner B.S., Klenov S.L. Phase transitions in traffic flow on multi-lane roads//Phys. Rev. E. -2009. -V. 80. -056101.
  • Kerner B.S., Klenov S.L. A theory of traffic congestion on moving bottlenecks//J. Phys. A: Math. Theor. -2010. -V. 43. -42510.
  • Kokubo S., Tanimoto J., Hagishima A. A new cellular automata model including a decelerating damping effect to reproduce Kerners three-phase theory//Physica. A. -2011. -V. 390. -P. 561-568.
  • Kerner B.S., Klenov S.L. Microscopic theory of spatial-temporal congested traffic patterns at highway bottlenecks//Phys. Rev. E. -2003. -V. 68. -036130.
  • Krauß S., Wagner P., Gawron C. Metastable states in a microscopic model of traffic flow//Phys. Rev. E. -1997. -V. 55. -P. 5597-5602.
  • Gipps P.G. A behavioural car-following model for computer simulation//Transportation Research B. -1981. -V. 15. -P. 105-111.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp