隨機(jī)公路通行能力和自動(dòng)駕駛的交通流模型

關(guān)于公路通行能力和自動(dòng)駕駛的經(jīng)典交通流理論和模型未能解釋經(jīng)驗(yàn)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(dòng)駕駛汽車對(duì)交通流量的影響。

當(dāng)前，許多汽車開發(fā)公司致力于自動(dòng)駕駛汽車的發(fā)展研究。由手動(dòng)駕駛和自動(dòng)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(dòng)的車輛等。因此，為了解實(shí)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(shí)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(yàn)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(dòng)駕駛和其它ITS（智能交通系統(tǒng)）應(yīng)用對(duì)交通流的影響。

為了對(duì)自動(dòng)駕駛和其它ITS應(yīng)用對(duì)交通流的影響進(jìn)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(jìn)行了自動(dòng)駕駛汽車交通流影響的概率分析。分析發(fā)現(xiàn)，自動(dòng)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(dòng)駕駛系統(tǒng)可以避免交通系統(tǒng)中自動(dòng)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