A global take on congestion in urban areas
我们分析了全球近300个城市地区的GPS设备公司（TomTom）收集的拥堵数据。使用简单的缩放参数和数据拟合，我们表明，在大城市的高峰时段的拥堵增长基本上作为人口密度的平方根。这一结果，与以往的出版物表明，汽油消耗量随密度下降，证实了密度确实是一个重要的决定因素的拥堵，但我们也迫切需要一个更好的理论理解这一现象。这种在城市层面上的不完整观点导致了这样一种想法，即在拥挤研究中考虑密度本身可能会产生误导，而关注活动和住宅的空间重新分配可能更有用。
2016-05-04 cond-mat.dis-nn physics.soc-ph
Reducing urban traffic congestion due to localized routing decisions
在城市交通规划中，通过影响驾驶员的路径选择来平衡交通流以缓解拥堵变得越来越有吸引力。在这里，我们介绍了一个离散的动态模型，包括用户谁使自己的路由选择的基础上，当地的信息和那些考虑路由建议的基础上本地化的诱因。我们确定的交通模式的形成，开发了一个可扩展的优化方法，用于识别控制值用于用户指导，并测试这些措施的有效性合成和现实世界的道路网络。
2020-09-03 math.OC physics.soc-ph
Congestion Barcodes: Exploring the Topology of Urban Congestion Using Persistent Homology
本文提出了一种新的方法来量化交通网络的连通性。受拓扑数据分析领域的启发，我们提出了一种新的方法来探索道路网络连接的鲁棒性，在存在的道路上的拥堵。该模式的鲁棒性总结在拥堵条形码中，该条形码可以直接从通常用于导航的交通数据集构建。作为一个初步的演示，我们说明了在纽约市附近的一个公开的交通数据集的主要技术。
2017-07-20 cs.DS math.AT physics.data-an
Decongestion of urban areas with hotspot-pricing
城市地区人口的迅速增长正在危及全世界的流动性和空气质量。其中一个最显著的问题是交通挤塞，而交通挤塞又影响空气污染。随着能够感知城市实时数据及其公共分布以进行分析的技术的出现，我们可以预测对改善和控制拥堵有价值的情景。在这里，我们分析了当地的拥挤定价计划，热点定价，附加费的车辆穿越拥挤的路口。建议的税收计算从估计的演变在地方一级的拥堵，和预期的用户响应的税收（弹性）。考虑到实际交通数据，城市道路网络的结果表明，拟议的热点定价方案将比目前的机制更有效地缓解城市地区的拥堵，并为城市地区的可持续拥堵铺平道路。
2018-04-26 cs.CY physics.soc-ph
Congestion and extreme events in urban street networks
本研究针对四座城市的真实街道网络与规则方格网，结合三种带现实交通特征的随机游走模型，分析拥堵相变与极端事件特性，发现交通感知路由无法完全消弭拥堵，且两类网络在相关特性上表现相似。
2025-05-21 cond-mat.dis-nn physics.data-an physics.soc-ph
Predictability of road traffic and congestion in urban areas
缓解城市道路交通拥堵对城市发展、减少能源消耗和空气污染至关重要，这取决于我们能否预见与驾驶员集体行为有关的道路使用和交通状况，这就提出了一个重要问题：城市地区的道路交通可预测程度如何？在这里，我们依靠安装在出租车上的GPS定位设备对日常车辆移动的精确记录，来揭示城市交通模式的潜在日常可预测性。使用从道路上的拥堵程度映射到一个时间序列的符号和测量其熵，我们发现一个相对较高的日常交通状况的可预测性，尽管没有任何先验知识的司机的起源和目的地和相当不同的出行模式之间的工作日和周末。此外，我们发现一个违反直觉的依赖性的可预测性的旅行速度：与中间平均旅行速度的路段是最难预测的。我们还探讨了恢复交通状况的一个不可访问的部分，从其相邻的部分有限的可观测性的可能性。尽管驾驶员行为的异质性以及其起点和目的地的可变性，但高度可预测的交通模式使得能够开发准确的预测模型，以最终设计出缓解城市道路拥堵的实用策略。
2014-07-04 physics.data-an physics.soc-ph
Estimating Peak-Hour Traffic Congestion Patterns For Interacting Agents On Urban Networks
我们研究的出现在城市网络中的拥堵模式，通过一个简单的交通规则，并通过使用一组标准的介数中心性（BC）的启发措施，通过模拟车辆的相互作用。我们考虑了一组拓扑异构的城市，并模拟网络负载在早上高峰时段，通过增加循环车辆的数量。在出发时，车辆知道网络状态，并选择具有最佳穿越时间的路径。每个添加的路径修改车辆密度和行驶时间为以下车辆。从一个空的网络开始，增加流量，直到交通崩溃，提供了一个框架，研究网络的过渡到拥塞，以及如何连接逐渐中断的不可能路径的一部分突然变得占主导地位。我们使用标准BC来探讨一系列交通水平的瞬时平衡网络状态，并展示如何改进此措施，以建立一个更好的代理在高峰时段的累积道路使用。我们定义了一种新的动态措施，估计累积道路使用量和相关的总时间的边缘人口的驱动程序。我们还研究了拥塞如何从分散在网络上的功能失调的边缘开始，然后将其组织成相对较小但具有破坏性的集群。
2022-07-22 physics.soc-ph
On the inefficiency of ride-sourcing services towards urban congestion
共享经济和智能手机的出现使按需交通服务成为可能，这创造了更多的机会，但也增加了城市交通的复杂性。提供这些服务的公司由于其基于互联网的性质而被称为运输网络公司（跨国公司）。虽然叫车外包是跨国公司提供的最臭名昭著的服务，但很少有人知道这种业务在取代其他运输方式的同时，或在大量闲置车辆巡游载客的情况下，会在多大程度上干扰交通状况。我们实验分析了跨国公司的效率，使用出租车行程数据从中国特大城市和基于代理的模拟与基于行程的MFD模型确定的速度。我们调查的影响，扩大车队规模的跨国公司，乘客对共享乘车的倾向，以及战略，以减轻城市拥堵。我们发现，跨国公司和社会之间缺乏协调的目标可以创造37%的旅行时间和显着的拥堵。此外，允许共享乘车不能减少总行驶距离，因为空公里数较高。优雅的停车管理策略可以防止闲置车辆在没有分配乘客的情况下巡航，并将缺乏协调的影响降低到7%。
2020-07-02 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
Nonuniform and inequitable healthcare accessibility losses during flooding-amplified congestion across US cities
Northeastern University（东北大学）；Institute of Technology Gandhinagar（甘地纳加尔理工学院）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）
研究美国30个人口最多城市洪灾加剧拥堵时医疗可及性损失，发现其受多种因素影响，损失程度不一，还加剧空间不平等，针对性防洪方法比通用策略更有效，能助城市从类似地区学习。
2026-07-21 physics.soc-ph
Identification and prioritization of urban traffic bottlenecks
在过去几十年中，我们目睹了日益增长的城市化进程，伴随着世界各地城市交通拥堵的显著增加。拥堵的影响表现在人们在道路上花费的大量时间，导致严重的金钱浪费和空气污染。在这里，我们提出了一种新的方法来识别，成本评估，从而优先考虑拥堵源，堵塞瓶颈。它扩展了现有的方法，因为它是基于整个道路网络的网络分析，可以应用于不同的交通模型。我们的研究结果表明，宏观稳定性，所提出的缩放特性的交通瓶颈，掩盖了存在的细观动力学，其中的瓶颈改变他们的位置在时间和空间上。这意味着，要规划和管理不同地点和不同时间的交通拥堵，需要实施一个框架，如本文所述，跟踪交通并评估每个不断发展的瓶颈对整个道路网络的相对影响。
2021-10-29 physics.soc-ph
Dynamic accessibility using Big Data: The role of the changing conditions of network congestion and destination attractiveness
本文采用完全动态的方法分析城市可达性。
2016-10-20 cs.CY physics.soc-ph
Empirical evidence for a jamming transition in urban traffic
了解大城市交通拥堵的形成和传播机制，对于城市规划和交通管理具有重要意义。许多研究已经从相变的角度考虑了交通堵塞的出现，但大多是在简单的几何形状，如高速公路，例如，或在渗流的框架中，外部参数驱动的过渡。更一般地说，复杂道路网络中拥堵过渡的经验证据和特征是稀缺的，在这里，我们使用2014-2018年期间巴黎（法国）的交通措施来测试城市层面拥堵过渡的存在。特别是，我们表明，由于拥塞的延迟的关联函数是一个幂律（与指数$η\approx 0.4$）结合指数截止$ξ$。这种相关长度$ξ$示出在高峰时段发散，指向在城市交通的堵塞过渡。我们还讨论了拥堵的空间结构，并确定了一个核心的拥挤的链接，参与大多数交通堵塞，其结构是特定的高峰时段。最后，我们表明，拥塞的空间结构是一致的反应扩散图片先前提出的。
2021-09-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Emergence of Scale-Free Traffic Jams in Highway Networks: A Probabilistic Approach
本文提出交通拥堵的随机级联模型，揭示拥堵成本的无标度尾源于交通强度分布与灾变原理，并证明其对多种传播规则稳健。
2025-02-19 math.PR physics.soc-ph
Cohesive urban bicycle infrastructure design through optimal transport routing in multilayer networks
本文提出一种基于多层网络最优传输的自适应方法，用于城市自行车网络设计与拥堵关键性评估，并在哥本哈根案例中识别出网络瓶颈和社区间可达性差异。
2025-02-05 nlin.AO physics.soc-ph
Road Network Evolution in the Urban and Rural United States Since 1900
公路网是城市、城镇和村庄等人类住区的一个关键组成部分，可调节污染和拥堵以及经济发展。然而，人们对农村和城市道路网的长期发展轨迹知之甚少。我们利用新的空间数据源来重建和分析自1900年以来美国850多个城市和2,500多个县的道路网络。我们的分析揭示了城市内部和美国境内道路结构的显着变化。尽管这些网络的演变各不相同，但也有共同之处和明显的地理模式。这些结果在整个农村-城市连续体中持续存在，因此不仅仅是城市加速增长的产物。这些研究结果完善和扩展了现有的知识，并阐明了城市和农村规划政策的必要性，包括对新发展趋势的批判性评估。
2022-03-16 nlin.AO physics.soc-ph
A simple contagion process describes spreading of traffic jams in urban networks
University of New South Wales (UNSW)（新南威尔士大学）；Monash University（莫纳什大学）；K.N. Toosi University of Technology（K.N.托伊西理工大学）；CSIRO（澳大利亚联邦科学与工业研究组织）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；University of California, Berkeley（加利福尼亚大学伯克利分校）
本文提出了一种基于简单传染过程的模型，用于描述城市网络中交通拥堵的传播和消散，引入了拥堵传播率η和拥堵消散率μ两个新参数，并通过实证多城市分析验证了该模型的可行性，可用于监控、预测和控制网络中拥堵链接的时间变化比例。
2019-06-04 cs.SY eess.SY physics.soc-ph
Exploring Crossing Times and Congestion Patterns at Scramble Intersections in Pedestrian Dynamics Models: A Statistical Analysis
针对全向十字路口的城市出行难题，提出行人动力学模型分析穿越时间统计特性，发现行人灵活性与密度是稳态行止转变的关键因素，并用定向移动性序参量加以阐释。
2023-10-02 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Contagion mean field model for transport in urban traffic networks
本文提出了一种城市交通网络中传输的传染性均场模型，揭示了交通流与密度之间的关系，并验证了SIS/SIR过程在交通拥堵建模中的应用。
2025-12-15 cond-mat.dis-nn physics.soc-ph
Impact of Distributed Routing of Intelligent Vehicles on Urban Traffic
在城市道路上，研究了具有不同市场渗透率（MPR）的联网自动驾驶汽车（CAV）和拥塞水平的分布式动态路由的影响。多伦多市中心的网络进行了研究，在基于代理的交通仿真。CAV的MPR越高--特别是在高度拥挤的城市网络的情况下--平均速率越高，平均行驶时间越短，吞吐量越高。
2018-09-16 physics.soc-ph
Feature Engineering for Data-driven Traffic State Forecast in Urban Road Networks
BMW Group（宝马集团）；University of the Federal Armed Forces Munich（慕尼黑联邦国防军大学）
大多数交通状态预测算法在应用于城市道路网络时只考虑距离目标位置很近的路段。然而，对于更长期的预测，期望网络的更远的链路或区域的交通状态为数据驱动算法提供有价值的信息。本文研究了这些期望，使用网络聚类算法和一年的浮动车（FCD）收集的大型车队的车辆。首先，聚类算法应用于数据中，以提取慕尼黑城市网络中的易发性区域。在统计工具的帮助下分析这些集群内的拥塞程度。明确的时空拥塞模式和集群区域之间的相关性被确定。这些相关性被集成到K-最近邻（KNN）旅行时间预测算法。与其他方法相比，该方法取得了最好的效果。统计结果和KNN预测器的性能表明，考虑网络范围内的流量是预测器的一个有价值的功能，并在未来开发更准确的算法是一个有前途的方式。
2020-09-17 cs.LG physics.soc-ph
Time-Dependent Queuing Model for Traffic Congestion Using Mt/D/1/K: Simulation and Policy Insights
本研究提出基于Mt/D/1/K队列的宏观交通仿真模型，利用谷歌数据校准，模拟错峰上班时间以减少队列长度，为农村至城市交通流改善提供政策启示。
2025-01-23 physics.soc-ph
On Urban Traffic Flow Benefits of Connected and Automated Vehicles
自动驾驶汽车是智能交通系统（ITS）的一个组成部分，预计将在未来的移动服务中发挥至关重要的作用。本文研究了两类自动驾驶车辆：（i）仅依赖其车载传感器进行环境感知任务的4级和5级自动驾驶车辆（AV），以及（ii）连接和自动驾驶车辆（CAV），利用连接性通过驾驶意图和传感器信息共享进一步增强感知。我们的调查考虑并量化了欧洲和美国大型城市道路网络中每个车辆组的影响。关键的性能指标是交通拥堵，平均速率和平均行程时间。具体而言，数值研究表明，交通拥堵可以减少多达四倍，而CAV组的平均流速仍然更接近限速，并且可以比人类驾驶的车辆高出300%。最后，交通情况也进行了研究，表明即使是一个小的CAV的市场渗透率将有大量的净流量的积极影响。
2020-03-02 physics.soc-ph
A Computational Analysis of Traffic Cluster Dynamics Using a Percolation-Based Approach in Urban Road Networks
本文基于成都高分辨率出租车数据，将城市道路建模为时变加权有向图，利用渗流理论与GCC及长程权重相关性分析交通簇形成机制，为拥堵治理和大规模交通优化提供计算框架。
2025-07-29 physics.soc-ph
Spatio-temporal propagation of traffic jams in urban traffic networks
自近一个世纪以来，人们从宏观到微观的角度对交通拥挤进行了广泛的研究。然而，由于人口的增长和文明的快速发展，交通拥堵问题日益严重，不仅造成了经济损失，而且对环境造成了破坏。如果不了解城市中拥堵的时空传播行为，就不可能制定有效的缓解策略来控制和改善城市交通。虽然最近的研究已经取得了一些进展，在现有的交通数据的基础上对交通的一般特征，交通拥堵在城市交通的时空传播的理解仍然不清楚。在这里，我们研究交通拥堵的时空传播行为的基础上收集的经验交通数据在大城市。我们开发了一种方法来识别有影响力的堵塞中心，并发现堵塞从多个堵塞中心以一定的速度径向传播。本文的研究结果有助于预测甚至控制交通拥堵的传播，为未来自动驾驶技术和智能交通系统的发展提供参考。
2017-05-19 physics.data-an physics.soc-ph
Traffic flow splitting from crowdsourced digital route choice support
数字技术正在从根本上改变人类流动。交通数据的可用性、数据源的连通性增加以及计算资源的廉价访问对路线选择的影响尤其大。数字路由技术为个人提供了更有效的路线选择，并减少了城市的拥堵。然而，目前还不清楚这些技术的广泛采用实际上如何改变复杂街道网络上的集体交通流量动态。在这里，我们回答这个问题的动态下的城市通勤数字路线选择的支持。建立在类的拥堵游戏，我们研究的通勤行为的演变，作为人口的一部分依赖于，但也有助于，众包交通信息。其余的人根据个人经验选择路线。我们展示了数字路线选择支持如何可能导致通勤流沿不同路线分离成技术和非技术用户。这种集体行为可能加剧系统的低效率，并导致拥塞的增加。这些结果突出了路线选择决策支持协议算法设计领域的新研究方向，以帮助在日益城市化和数字化的过程中解决拥堵，排放和其他系统性低效率问题。
2020-08-11 physics.soc-ph
Emergence of Urban Heat Traps from the Intersection of Human Mobility and Heat Hazard Exposure in Cities
了解城市空间结构与环境危害（如城市高温）之间的关系对于城市健康和可持续性规划至关重要。然而，在人类流动形成的社会空间网络加剧或减轻城市人口的城市热暴露程度方面存在着严重的知识差距。在这项研究中，我们利用基于位置的数据来构建人类流动网络在美国的20个大都市地区的人类流动网络进行了分析，结合城市的热特性的空间区域。我们确定了高和低城市热暴露的地区，并评估了居住在高和低城市热暴露地区的人口对其他空间区域的访问模式，这些空间区域具有相似和不同的城市热暴露。结果显示，在大多数研究的大都市地区，居住在高热量暴露地区的人口主要访问高热量暴露地区的城市热陷阱的存在。研究结果还表明，一小部分人类流动造成了城市热升级（从低热地区到高热地区的访问）和热逃逸（从高热地区到低热地区的移动）。这项研究的结果提供了一个更好的了解城市热暴露在城市的基础上的模式人类流动。这些发现有助于更广泛地了解城市中人类网络动态和环境危害暴露的交叉点，为更综合的城市设计和规划提供信息，以促进健康和可持续性。
2023-01-16 cs.SI physics.soc-ph
Traffic optimization in transport networks based on local routing
交通网络中的拥塞问题是一个既有理论意义又有实际意义的研究课题。本文研究了城市道路网络中的车辆流动问题。特别是，我们使用一个元胞自动机模型来模拟沿街道的车辆的运动，再加上一个交通感知路由在街道交叉口。这种路由利用代理关于附近道路中的交通的知识，并允许车辆动态地更新朝向其目的地的路线。通过在不同城市的真实城市街道模式中实现该模型，我们表明，基于局部代理决策实现全局交通优化是可能的。
2009-01-08 physics.soc-ph
Efficient Transport Logistics, An Approach for Urban Freight Transport in Austria
为了缓解交通拥堵的结果，从电子商务的增长，我们提出了一种方法，在城市林茨，奥地利依靠不同的公司共享配送中心。我们开发了两个算法来找出枢纽的最佳位置，并计算位置之间的最短路径。结果表明，在城市环境中，枢纽的实施减少了送货车辆的数量。它减少了从枢纽到客户的驾驶距离，也使每天需要回家的司机受益。
2020-08-16 physics.soc-ph
How individuals learn to take turns: Emergence of alternating cooperation in a congestion game and the prisoner's dilemma
在许多社会困境中，个人倾向于产生一个低回报的情况，而不是一个系统的最佳状态（“公地悲剧”）。交通路线是否也是类似的问题？为了解决这个问题，我们目前的实验结果，人类在计算机实验室中玩的路线选择游戏，它允许一个研究决策行为在重复的游戏超越囚徒困境。我们将专注于个人是否设法找到一个合作和公平的解决方案，与系统的最佳道路使用兼容。我们发现，个人倾向于一个用户均衡与平等的旅行时间在开始。然而，经过多次迭代，它们通常会建立一个连贯的振荡行为，因为轮流执行比应用纯策略或混合策略更好。由此产生的行为是公平的，并与系统最佳的道路使用兼容。尽管复杂的动力学导致协调振荡，我们已经确定了量化所观察到的过渡过程的数学关系。我们对2人和4人游戏的主要实验发现可以用一种新的强化学习模型来解释，该模型适用于任意数量的人，它基于过去的经验和试错行为。平均回报的增加似乎是时间依赖型反应模式创新的重要驱动力，即更复杂策略的演变。我们的研究结果是相关的决策支持系统和路由的交通或数据网络。
2005-04-26 physics.soc-ph
Scale-free congestion clusters in large-scale traffic networks: a continuum modeling study
The University of Tokyo（东京大学）；Hokkaido University（北海道大学）；Toyota Central R&D Labs., Inc.（丰田中央研究所）
本文研究了大规模交通网络中拥堵簇的无标度特性，通过连续模型分析发现拥堵簇大小遵循幂律分布，并揭示了有限尺寸缩放特性。
2026-07-01 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Evolution of road infrastructures in large urban areas
美国和世界上的大多数城市都是围绕汽车交通组织起来的。特别是，大型建筑物，如城市高速公路或环路，是为了减少汽车交通拥堵而建造的。随着公共交通的发展，工作条件，这些结构的未来和大城市地区的组织是不确定的。在这里，我们分析了美国城市的经验数据，并表明它们在不同的阈值上显示出两种转变。为了$T_c^{FW}\sim 10^4$通勤者的第一个阈值，我们观察到城市高速公路的出现。第二阈值较大，并且是$T_c^{RR}\sim 10^5$通勤者的数量级，在该数量级之上出现环形道路。为了理解这些实证结果，我们提出了一个简单的模型的基础上的成本效益分析，依赖于基础设施的建设和维护成本之间的平衡和行程持续时间的减少（包括拥堵的影响）。该模型预测确实这样的过渡，并允许我们明确计算通勤者的阈值的关键参数，如时间的平均值，平均容量的道路，典型的建设成本等，此外，这种分析使我们能够讨论可能的情况下，这些结构的未来发展。特别是，我们表明，在许多情况下，它是有益的，以消除城市高速公路，由于其巨大的社会成本（包括污染，健康成本等）。当许多城市必须面对翻新这些老化结构或将其转换为其他用途的困境时，这种类型的信息特别有用。
2022-09-23 cond-mat.dis-nn physics.soc-ph
Metaheuristic macro scale traffic flow optimisation from urban movement data
如何利用城市运动数据来改善城市内的交通流量？运动数据提供了人们可能行驶的路线和特定道路的宝贵信息。这使我们能够确定出现在许多路线中的道路，从而对拥堵敏感。重新分配部分交通以避免不必要地使用这些道路可能是改善交通流量的一个关键因素。许多提出的解决拥堵的方法要么是静态的，要么不包含任何移动数据。在这项工作中，我们提出了一种方法来重新分配交通，通过引入外部施加的可变成本，每个路段，假设所有的司机寻求驾驶最便宜的路线。我们使用一种元启发式优化方法，通过优化一组特定道路的可变成本参数，这些参数被用作基于交通流理论的目标函数的输入，以最大限度地减少总行程时间。本文中考虑的东京市中心的优化方案是使用公共空间道路网络数据和从Foursquare获得的运动数据定义的。实验结果表明，我们提出的方案有可能实现62.6%的总旅行时间在东京相比，目前运营的道路网络配置，没有强加的可变成本。
2020-05-22 cs.MA physics.soc-ph
Heterogeneity induced localization of traffic congestion on networks
拥挤的出现是交通系统中的一个临界现象。运输是沿着由链接抽象的路径组织的，链接将不同的节点作为区域连接起来，形成网络。到目前为止，交通的建模主要是基于一维格子或网络排队系统，这限制了一般网络上的交通动力学的机制见解和分析的易处理性。一个可解释的动力学模型是必要的理解的影响，在大规模网络的网络结构上的交通拥堵。考虑到每个节点内的广义流密度关系，我们提出并研究了一个一般的网络流量模型与外部注入和出口。我们观察到的节点密度，表现出不同的行为，在不同的注入速率的各个阶段。拥塞的发生伴随着空闲节点和拥塞节点的共存，表现为交通拥塞的空间局部化，是由网络中相邻节点之间的流量转换的不对称引起的。提出的拥塞中心性使我们能够确定拥塞阈值，识别拥塞节点和预测拥塞传播。我们的模型和结果表明，涵盖了广泛的影响网络上的运输动力学，以及提供了一个实际的前景，如缓解拥堵和有针对性的扩散的交通优化。
2023-03-22 physics.soc-ph
Urban traffic from the perspective of dual graph
在本文中，城市交通建模使用对偶图表示的城市交通网络，道路映射到节点和交叉口映射到链接。该模型既考虑了车辆在网络上的导航，又考虑了车辆沿道路的运动。模型中自然地考虑了道路的通行能力和交叉口的车辆转弯能力。系统的总容量可以通过从自由流到拥塞的相变来量化。仿真结果表明，系统的容量很大程度上取决于交通网络的拓扑结构。一般来说，一个规划良好的网格可以容纳更多的车辆，其总容量远远大于一个不断增长的无标度网络。
2007-10-16 physics.data-an physics.soc-ph
Public transit gains and spatially uneven travel demand changes after NYC congestion pricing
Department of Civil and Environmental Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院土木与环境工程系）；Department of Urban Studies and Planning, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院城市研究与规划系）；Mathematical Institute, University of Oxford（牛津大学数学院）；Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院机械工程系）；College of Urban and Environmental Sciences, Peking University（北京大学城市与环境科学学院）；Department of Urban and Regional Planning, University of Florida（佛罗里达大学城市与区域规划系）；Center for Computational Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院计算科学与工程中心）
利用时间序列基础模型生成概率反事实预测，评估纽约市2025年实施的拥堵收费政策，发现公交和地铁客流量显著增加，但总体出行需求略有下降，且影响存在空间异质性。
2026-06-17 cs.LG econ.GN physics.soc-ph
Modeling Urban Air Quality Using Taxis as Sensors
本研究利用美国六大城市3000多辆出租车的超1亿条PM2.5数据，验证出租车作为移动传感平台可提供高覆盖细粒度空气质量数据，并结合交通等数据建模捕捉污染动态，为空气质量监测和政策制定提供新方案。
2025-06-13 physics.soc-ph
A smart city model for an intelligent traffic light decision system
本文提出面向智能交通灯决策的智慧城市模型，通过信息通信技术与现有基础设施融合来管理城市交通流，以缓解拥堵、改善空气质量并支撑后续落地。
2025-09-27 physics.soc-ph
Urban Traffic Dynamics: A Scale-Free Network Perspective
这封信提出了一个新的模型来描述无标度网络中的流量动态。通过重新绘制城市道路图，将道路映射到顶点，交叉口映射到边，并引入道路通行能力L和交叉口通过能力C，该模型可应用于城市交通系统。仿真给出了交通系统的总容量，该容量通过从自由流到拥塞的相变来量化。此外，我们报告的基本图流量对密度，其中发现滞后，表明系统是在一定范围内的车辆密度。此外，该基本图与单车道交通模型和二维BML模型的四种状态（自由流、饱和流、阻塞和堵塞）有显著不同。
2006-06-09 physics.data-an physics.soc-ph
Data-Driven Mixed-Methods Framework for Cybernetic Urban Mobility Governance
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
本研究提出数据驱动的混合方法框架，通过整合定性和定量分析，预测交通转型影响，支持可持续城市交通治理。
2025-11-10 physics.soc-ph
On How Traffic Signals Impact the Fundamental Diagrams of Urban Roads
本研究针对交通信号对城市道路基本图的影响问题，提出将传统基本图参数建模为信号方案因素函数的简约公式，经盐湖城道路数据验证，深化了信号设置对拥堵模式影响的认知。
2025-01-10 cs.ET eess.SP physics.soc-ph
Guiding Self-Organizing Dynamics of Residential Choice in Cities to Reduce Traffic Congestion and Carbon Emissions
Hebei Normal University（河北师范大学）；Beijing Jiaotong University（北京交通大学）；The Education University of Hong Kong（香港教育大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
通过虚拟换房过程研究城市住宅选择的自组织动态，发现实际通勤距离比随机分布时短三倍，有效缓解交通拥堵和碳排放，即使考虑社会人口因素，减排效果仍显著。
2026-04-29 physics.soc-ph
Congestion induced by the structure of multiplex networks
多路复用网络是多层互连的复杂网络的表示，其中每一层的节点都是相同的。在其他类型的复杂系统中，它们被证明是对多式联运网络的错综复杂的连通性的很好的抽象。在这样的网络中出现的最重要的关键现象之一是交通流的拥塞的出现。在这里，我们证明了分析的结构，多路复用网络可以引起拥塞的流量，否则将解除拥塞，如果各个层没有互连。我们提供了明确的方程的发病拥塞和近似，允许计算这个发病从各个层的各个描述符。观察到的合作现象提醒Braess悖论，其中当移动实体自私地选择其路线时，向网络添加额外的容量在某些情况下会降低整体性能。同样，在复合结构中，运输效率会使运输负荷不平衡，从而导致意外的拥挤。
2016-02-24 cond-mat.stat-mech cs.SI physics.soc-ph
Modeling the polycentric transition of cities
经验证据表明，大多数城市系统经历了从一个单一的过渡到一个多中心的组织，因为他们的成长和扩大。我们在这里提出了一个随机的，不平衡的城市模型，它解释了交通拥堵的影响，副中心的外观。我们发现，拥堵引发的单中心制度的不稳定性，以及次中心的数量和城市规模内的总通勤距离与其人口呈次线性关系，这与1994年至2010年收集的约9000个美国城市的数据相一致。
2013-11-07 cond-mat.dis-nn physics.soc-ph
Simulating Congestion Dynamics of Train Rapid Transit using Smart Card Data
在当今的城市中，调查训练快速交通系统（RTS）中的拥挤是一个挑战，由于有限的数据可用性和模型验证的困难而变得更加复杂。在这里，我们整合信息从旅游灵巧卡数据，数学模型的路线选择，和一个全面的基于代理的模型，新加坡RTS提供更全面的了解，可以通过分析建模单独获得的拥堵动态。我们的模型是经验验证，并允许密切检查的动态，包括车站拥挤，平均旅行时间，错过列车的频率-所有高度相关的因素，在服务质量。根据目前的数据，所有121个监测站的拥挤程度似乎呈对数正态分布。在我们的初步方案中，我们调查人口增长对服务质量的影响。我们发现，目前的人口（200万）低于一个临界点，并增加超过$\sim10\%$的一个因素，导致指数恶化的服务质量。我们还预测，激励通勤者避免最拥挤的时间可以带来适度的改善服务质量的人口仍然低于临界点。最后，我们的模型可以用来生成模拟数据的分析建模时，这些数据是没有经验的，通常是这样的情况。
2014-02-17 cs.MA physics.soc-ph
Scaling in the recovery of urban transportation systems from special events
公共交通是城市日常出行的基础设施。虽然它的容量是为通常的需求准备的，但当大量人群集中在大型示威，音乐会或体育赛事等特别活动时，拥堵可能会增加。在这项工作中，我们研究的弹性和恢复的公共交通网络从大规模的集会通过一个程式化的模型模仿个人的流动性，通过多层交通网络。我们关注的是事件参与者和其他公民在后台进行日常旅行时的拥堵所产生的延误。我们的模型可以解析地求解规则的格子，表明平均延迟尺度与事件参与者的数量，指数等于格子维数的倒数。然后，我们切换到八个全球城市的真实交通网络，并观察到有一个完整的指数范围取决于事件的位置。这些指数分布在1/2左右，这表明网络的大部分局部结构是二维的。然而，一些指数低于（高于）该值，这意味着由于交通网络的多模态性和多重分形性，局部维数高于（低于）2。事实上，这些指数也可以从容量与距事件的距离的缩放中获得。总的来说，我们的方法允许动态地探测交通网络的局部维度，并确定城市中最脆弱的地点，以庆祝大型活动。
2019-06-19 cs.MA physics.soc-ph
Congestion transition on random walks on graphs
本文通过图上随机游走模型研究交通拥塞形成，利用最大熵原理解析负载分布，并发现同步动力学下熵力导致拥塞聚类，揭示负载波动作为拥塞前兆的普遍规律。
2024-05-25 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph
Exploring Urban Mobility Trends using Cellular Network Data
Norwegian University of Science and Technology（挪威科技大学）
本文利用蜂窝网络数据研究城市出行模式，分析Trondheim的时空动态，提出数据预处理框架，探讨交通模式对比及公共交通使用情况，为可持续交通系统提供依据。
2025-01-09 cs.SI physics.soc-ph
A Spatiotemporal Adaptive Local Search Method for Tracking Congestion Propagation in Dynamic Networks
Tongji University（同济大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）；Xinjiang University（新疆大学）；Xiamen University of Technology（厦门理工学院）；Toronto Metropolitan University（多伦多都会大学）；Urban Mobility Institute, Tongji University（同济大学城市交通研究院）
STALS通过动态图学习与地理驱动的空间分析，提出一种时空自适应局部搜索方法，用于跟踪动态网络中拥堵传播，提升鲁棒性和效率。
2025-09-07 cs.SI physics.soc-ph
The path most travelled: Mining road usage patterns from massive call data
快速的城市化给本已负担沉重的运输系统带来越来越大的压力，导致延误和服务水平低下。从移动设备收集的数十亿时空呼叫详细记录（CDR）为量化和解决这些问题创造了新的机会。然而，需要有工具将新数据映射到现有的交通基础设施上。在这项工作中，我们提出了一个系统，利用这些数据来识别道路使用模式。首先，我们开发了一个算法来挖掘数十亿的呼叫，并学习呼叫者的位置转移概率。这些转移概率，然后升级与人口统计数据，以估计一个城市的任何两个交叉口之间的居民的源-目的地（OD）流。接下来，我们实现了一个分布式的增量交通分配算法，路由这些流量的道路网络和估计每个道路的拥堵和服务水平。从这个任务中，我们通过将人口普查区连接到居民使用的道路来构建一个双向使用网络。通过比较物理道路网络和二分使用网络的拓扑结构，我们可以对每条道路在城市交通网络中的作用进行分类，并检测出局部瓶颈的原因。最后，我们展示了一个交互式的，基于Web的可视化平台，使研究人员，政策制定者和司机探索道路拥堵和使用在一个新的层面。为了证明该系统的灵活性，我们在全球多个具有不同地理和社会人口素质的城市进行了这些分析。该平台为构建缓解拥堵的解决方案提供了基础，并为城市交通提供了新的见解。
2014-03-03 cs.SI physics.soc-ph
