随机公路通行能力和自动驾驶的交通流模型

随机公路通行能力和自动驾驶的交通流模型

关于公路通行能力和自动驾驶的经典交通流理论和模型未能解释经验流量分解，即从公路亚稳态自由流到公路瓶颈同步流的相变。研究经典交通流理论，分析公路通行能力以及自动驾驶汽车对交通流量的影响。

当前，许多汽车开发公司致力于自动驾驶汽车的发展研究。由手动驾驶和自动驾驶车辆组成的未来车辆交通将大大提高公路容量。公路容量受到交通故障的限制，即从自由流向拥堵交通的过渡，由此导致的交通拥堵分流通常发生在道路瓶颈处，如道路工程、斜坡、车道数目少、缓慢移动的车辆等。因此，为了解实际公路交通容量的性质，应该知道在公路瓶颈处的交通故障特征。在任何时刻，最小容量和最大容量之间的流量范围内有无数的公路容量；在该流量范围内，瓶颈处将引起交通流量故障，交通被破坏的重要特征是在公路瓶颈处发生自发性交通破坏。经典交通理论未能解释经验数据，因此基于这些经典流量理论的交通流模型不能用于分析自动驾驶和其它ITS（智能交通系统）应用对交通流的影响。

为了对自动驾驶和其它ITS应用对交通流的影响进行可靠分析，应该使用三相交通理论框架中的交通流模型，该模型可以分析得出在公路瓶颈处的流量分解是在此处处的亚稳态自由流中发生转变。基于三相交通理论框架，进行了自动驾驶汽车交通流影响的概率分析。分析发现，自动驾驶汽车可以减少交通故障的概率。通过使用车辆中的自动驾驶系统可以避免交通系统中自动驾驶汽车性能的恶化。

刊名：Physics（英）

刊期：2016年第450期

作者：Kerner et al

编译：赵前