隨機公路通行能力和自動駕駛的交通流模型

隨機公路通行能力和自動駕駛的交通流模型

關(guān)于公路通行能力和自動駕駛的經(jīng)典交通流理論和模型未能解釋經(jīng)驗流量分解，即從公路亞穩(wěn)態(tài)自由流到公路瓶頸同步流的相變。研究經(jīng)典交通流理論，分析公路通行能力以及自動駕駛汽車對交通流量的影響。

當(dāng)前，許多汽車開發(fā)公司致力于自動駕駛汽車的發(fā)展研究。由手動駕駛和自動駕駛車輛組成的未來車輛交通將大大提高公路容量。公路容量受到交通故障的限制，即從自由流向擁堵交通的過渡，由此導(dǎo)致的交通擁堵分流通常發(fā)生在道路瓶頸處，如道路工程、斜坡、車道數(shù)目少、緩慢移動的車輛等。因此，為了解實際公路交通容量的性質(zhì)，應(yīng)該知道在公路瓶頸處的交通故障特征。在任何時刻，最小容量和最大容量之間的流量范圍內(nèi)有無數(shù)的公路容量；在該流量范圍內(nèi)，瓶頸處將引起交通流量故障，交通被破壞的重要特征是在公路瓶頸處發(fā)生自發(fā)性交通破壞。經(jīng)典交通理論未能解釋經(jīng)驗數(shù)據(jù)，因此基于這些經(jīng)典流量理論的交通流模型不能用于分析自動駕駛和其它ITS（智能交通系統(tǒng)）應(yīng)用對交通流的影響。

為了對自動駕駛和其它ITS應(yīng)用對交通流的影響進行可靠分析，應(yīng)該使用三相交通理論框架中的交通流模型，該模型可以分析得出在公路瓶頸處的流量分解是在此處處的亞穩(wěn)態(tài)自由流中發(fā)生轉(zhuǎn)變。基于三相交通理論框架，進行了自動駕駛汽車交通流影響的概率分析。分析發(fā)現(xiàn)，自動駕駛汽車可以減少交通故障的概率。通過使用車輛中的自動駕駛系統(tǒng)可以避免交通系統(tǒng)中自動駕駛汽車性能的惡化。

刊名：Physics（英）

刊期：2016年第450期

作者：Kerner et al

編譯：趙前