Simon-Gutowitz bidirectional traffic model revisited
在这封信中，西蒙Gutowitz双向交通模型（物理修订版E 57，2441（1998））进行了重新审视。我们发现，过往车辆在返回自己的车道之前会被迎面而来的车辆卡住。这引起了两条车道上广泛堵塞的发生。我们已经修改了变道规则。然后，宽的堵塞消失，重新访问的模型可以很好地描述现实的双向交通。
2009-03-07 physics.soc-ph
Understanding Traffic Jams Using Lindblad Superoperators
我们提出了一个模型来模拟不同的交通流量条件的量子图托管（N+1）级点在每个站点。我们的模型使我们能够跟踪每辆车的类型和目的地。系统内部的交通流被编码在一组合适的Lindbladian局部耗散子中，这些耗散子描述了系统密度矩阵的时间演化。利用Lindblad主方程在非齐次变换下的不变性，我们在适当的实验装置中导出了体动力学的量子哈密顿量。
2023-02-14 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
Scale-free Resilience of Real Traffic Jams
弹性的概念可以在自然和工程系统中实现，代表系统从各种干扰中适应和恢复的能力。尽管弹性是理解和管理交通系统风险和崩溃所需的关键属性，但对于城市交通的弹性以及其在扰动下的统计属性仍然缺乏公认的和有用的定义。本文基于实际交通中拥堵的时空聚类定义了城市交通弹性，并发现弹性在二维城市路网和一维高速公路中服从无标度分布，其指数不同，但在不同日期和不同城市的指数相似.交通弹性也揭示了有一个新的缩放关系的簇大小的时空堵塞和恢复时间，独立的微观细节。我们的普遍的交通弹性的研究结果可以提供更好地理解和设计这些复杂的工程系统的内部和外部干扰下的指示。
2019-01-03 nlin.AO physics.soc-ph
On "jamitons," self-sustained nonlinear traffic waves
“幻影拥堵”，即没有明显原因的交通堵塞，长期以来一直令交通科学家感到沮丧。在这里，我们得出了一个新的同源性之间的幻影堵塞和相关类的自持跨音速波，即爆炸。通过这种类比，我们描述的堵塞结构，有利的协议，从拥挤的高速公路的测量报告观察。补充的数值模拟提供了对堵塞发展的深入了解。我们的研究结果确定的条件可能会导致危险的车辆集中，从而在交通控制和道路设计提供指导。
2008-09-17 math-ph math.AP math.MP
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
Features of Traffic Congestion caused by bad Weather Conditions or Accident
基于三相交通流理论的仿真模型，研究了恶劣天气条件或交通事故导致的高速公路瓶颈路段交通拥堵的时空特征和物理机制。提出了一个重瓶颈模型。在瓶颈强度连续无限制增加的情况下，即，研究了当严重瓶颈所允许的拥挤模式内的平均流率连续减小到零时，拥挤交通、同步流和宽移动阻塞中的交通相的演化。
2007-12-11 physics.soc-ph
Math behind everyday life: "black days", their manifestation as traffic jams, and beyond
该研究从统计物理角度揭示日常生活中“倒霉日”（多事件集中发生）的形成机制，通过UMAP技术发现多独立事件序列的聚类特征与交通拥堵相似，还证实高维立方体角点聚类存在近似三阶相变及Lifshitz尾谱行为。
2024-09-10 cond-mat.stat-mech 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
An Open-Source Microscopic Traffic Simulator
我们提出了交互式的基于Java的开源交通模拟器，可在www.traffic-simulation.de。与大多数闭源商业模拟器相比，其重点是研究交通动力学的基本问题，而不是模拟特定的道路网络。这包括测试交通拥堵的时空演变理论，比较和测试不同的微观交通模型，模拟驾驶风格和交通规则对交通流效率和稳定性的影响，并研究新的ITS技术，如自适应巡航控制，车辆间和车辆基础设施通信。
2010-12-22 nlin.AO physics.soc-ph
Criterion for traffic phases in single vehicle data and empirical test of a microscopic three-phase traffic theory
提出了一种区分高速公路单点单车数据中的同步流和宽运动拥堵相的微观判据。将不同日期的单车实测数据中的经验局部拥堵交通状态分为同步流状态和由同步流和宽移动拥堵组成的状态。然后，这些不同的局部拥挤的交通状态的经验微观特征进行了研究。利用这些特征和经验的时空宏观交通现象，进行了一个微观三相交通流理论的实证检验。仿真结果表明，微观标准和宏观时空客观标准导致相同的识别同步流和宽移动堵塞相在拥挤的交通。研究发现，微观三相交通流模型可以解释微观和宏观经验拥堵模式的特点。得到了车速差的微观分布、基本图和速度关联函数对空间坐标有很大的依赖性。事实证明，微观最优速度（OV）函数和车头时距分布不一定是定性的不同，即使当地拥挤的交通状态是定性的不同。其原因是拥堵交通模式的重要时空特征在这些以及许多其他宏观和微观交通特征中丢失，这些特征被广泛用作交通流模型，特别是元胞自动机交通流模型测试的经验基础。
2005-07-13 physics.soc-ph
From Drivers to Athletes -- Modeling and Simulating Cross-Country Sking Marathons
经典越野滑雪马拉松运动员的交通流，以瑞典瓦萨洛佩特为例，代表了一个非车辆驱动粒子系统，具有车辆交通流的许多特性，如单向运动，车道的存在，而且，严重的交通堵塞。我们提出了一个微观加速度和轨道变化模型，考虑到不同的健身水平，梯度，和运动员之间的相互作用，在所有的交通情况。该模型是校准的微观数据的$\textit{Vasaloppet 2012}$使用多模型开源模拟器MovSim.org，我们模拟所有15 000名参与者的瓦萨在第一个十公里。
2014-03-19 physics.soc-ph
Derivation of Non-Local Macroscopic Traffic Equations and Consistent Traffic Pressures from Microscopic Car-Following Models
这一贡献比较了几种不同的方法，允许一个直接从微观跟驰模型导出宏观交通方程。虽然它表明，一些传统的方法导致理论问题，它建议使用一个光滑的粒子流体动力学方法，以避免梯度展开。推导绕过近似，因此，证明了大范围的有效性的宏观交通方程，而不需要平均超过许多车辆。它还给出了“交通压力”的表达式，推广了以前使用的公式。此外，该方法避免了宏观交通模型的理论不一致性，这在过去一直受到Daganzo等人的批评。
2008-05-22 physics.soc-ph
A Methodology of Cooperative Driving based on Microscopic Traffic Prediction
本文提出一种基于车辆运动物理建模而非AI学习的微观交通预测协同驾驶方法，通过实时识别协同车辆并迭代更新运动预测，解决无协同则无法完成轨迹规划的场景，并在无信号交叉口右转案例中验证。
2024-04-16 physics.soc-ph
On the reproducibility of spatiotemporal traffic dynamics with microscopic traffic models
交通流是驱动非平衡系统的一个非常突出的例子。交通动力学的一个特征现象是在一段道路上平均速度的自发和突然的下降，从而导致拥堵。这种交通中断对应于从自由流到拥塞交通的边界诱导的相变。在本文中，我们研究了选定的微观交通模型再现交通故障的能力，我们调查其时空动态。对于我们的分析，我们使用的经验交通数据，从固定环路检测器上的德国高速公路显示自发故障。然后，我们提出了几种方法来评估结果和相互比较的模型。此外，我们还将讨论一些重要的建模方面及其对所产生的时空模式的影响。例如，对不同下游边界条件的研究表明，交通中断的物理根源可能是由边界的设置人为引起的。
2012-10-12 physics.soc-ph
Deterministic approach to microscopic three-phase traffic theory
介绍了两种不同的确定性微观交通流模型，这两种模型都是在Kerner的三相交通流理论的背景下建立的。在加速时间延迟模型（ATD模型）中，与各种本地驾驶情况下的驾驶员行为相关联的驾驶员加速中的不同时间延迟被明确地并入到模型中。车辆加速度取决于当地的交通状况，即，驾驶员是否处于自由流、同步流或宽移动堵塞交通阶段内。在速度自适应模型（SA模型）中，车辆速度自适应根据驾驶条件在同步流中发生。结果发现，ATD和SA模型显示时空拥挤的交通模式，是足够的经验结果。在ATD-和SA-模型中，在高速公路瓶颈处的自由流中的拥塞的发生与从自由流到同步流的一阶相变相关联;仅在同步流中自发地出现移动堵塞。ATD和SA模型之间的差异进行了研究。ATD-和SA-模型与随机模型在三相交通理论的背景下进行了比较。对基于基本图方法的早期交通流理论和模型进行了批判性的讨论。
2006-04-20 physics.soc-ph
Microscopic features of the effect of vehicle overacceleration on traffic flow
本研究通过三相交通理论中的微观确定性模型，揭示了车辆过度加速对瓶颈处自由流维持及交通崩溃避免的微观机制，并分析了多车道换道与安全加速的相互作用。
2025-04-19 physics.soc-ph
Vehicle Overacceleration -- A Fundamental Microscopic Mechanism for Traffic Breakdown Control Using Automated Vehicles and AI
Faculty of Physics, University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学物理学院）
本文通过微观建模区分过度加速导致的交通崩溃与过度减速导致的不稳定性，论证交通崩溃由车辆过度加速而非过度减速主导，为自动驾驶和AI控制交通崩溃提供基础。
2026-09-09 physics.soc-ph
A Microscopic Decision Model for Route Choice and Event-Driven Revisions
基于离散选择理论，提出了一种微观路径选择决策模型。重叠路由的相关性明确包含在实用程序的随机部分中。为了提高计算效率，我们将选择集限制在下一个交叉口的转弯可能性上，假设之后到达目的地的最短路径。所提出的决策模型还考虑交通状况（例如交通灯、长队），使得驾驶员可以修改他们先前做出的决策。由于其兼容性，已经存在的微观交通流模型，建议的路径选择模型可以很容易地模拟可用的软件。结合起来，所提出的决策模型具有现实的行为，即，基于不完全信息的自适应选择，同时允许简单的实现。
2018-11-27 physics.soc-ph
The Impact of Cut-ins on Mixed-Autonomy Traffic Flow: Bridging Microscopic Game-Theoretic Model and Macroscopic Flow Analysis
University of Wyoming（怀俄明大学）
本研究将博弈论摩擦项整合入宏观运动波框架，建模切入为斯塔克尔伯格博弈，发现中等CAV渗透率（约45%）时交通流稳定性最差，早期防御性CAV会降低混合交通流稳定性。
2026-08-12 physics.soc-ph
Highway traffic data: macroscopic, microscopic and criticality analysis for capturing relevant traffic scenarios and traffic modeling based on the highD data set
这项工作提供了一个全面的分析自然驾驶行为的高速公路上的highD数据集的基础上。两个专题领域被认为是。首先，提供了一些宏观和微观的交通统计数据。这些包括交通流量和交通密度，以及速度，加速度和距离分布。此外，相互之间的依赖关系进行了检查，并与相关工作进行了比较。第二部分研究了临界性测度的分布。分析了碰撞时间、车头时距和耦合两者的第三种度量。这些措施还与其他指标相结合。将分别讨论这些措施达到临界水平的各种设想。结果进行了比较，以及相关的工作。这项工作的两个主要贡献可以说如下。首先，对关键性度量的分析可用于为罕见的交通场景找到合适的阈值。其次，在这项工作中提供的统计数据也可以用于交通建模，例如在仿真环境中。
2019-03-11 eess.SP physics.soc-ph
A Hybrid Microscopic Model for Multimodal Traffic with Empirical Observations from Aerial Footage
微观交通流模型根据车道约束程度的不同可以分为基于车道的模型和无车道的模型。只有在基于车道的交通中忽略摩托车时，这种区别才成立。在城市中，与高速公路相反，这是一种过度简化，更准确地说是混合情况，其中车道纪律可以取决于模式。经验证据表明，汽车遵循由基础设施定义的车道，而摩托车不一定遵守预定义的规范，并可能参与自组织形成的虚拟车道。这种现象是不同交通参与者之间为争夺有限空间而进行的复杂互动的结果。为了更好地理解微观模式相互作用的动态，我们首先分析pNEUMA实验获得的详细轨迹的经验数据，并观察混合交通的模式。然后，我们提出了一个混合模型的多模式车辆交通。混合模型的灵感来自于行人流文献，具有无碰撞和预期的属性，我们证明了它能够重现从空中镜头的经验观察。
2022-10-25 cs.SI physics.soc-ph
On The Microscopic Modeling of Vehicular Traffic on General Networks
我们介绍了一种形式主义来处理道路网络上的车辆交通的微观建模。每条道路上的交通都是单向的，每辆车的动力学都由跟随领导者模型描述。从数学的角度来看，这相当于在任意网络上定义一个常微分方程组。一个一般的存在性和唯一性的结果，而在路口的优先级阻碍解决方案的稳定性。我们调查的Braess悖论的发生在一个依赖于时间的设置在这个模型。非平稳情形下纳什均衡的出现导致了Braess型悖论的出现，数值模拟也证实了这一点。
2020-02-21 math.AP physics.soc-ph
Geometry of commutes in the universality of percolating traffic flows
该研究针对特大城市交通拥堵问题，基于渗流框架分析巴黎与洛杉矶不同时段巨型交通集群的复杂性，发现交通模式普适性与通勤几何及城市结构高度相关，可为未来城市建设提供参考。
2023-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cs.NA
The intelligent agent model -- a fully two-dimensional microscopic traffic flow model
本文将完全二维微观交通流模型推广为适用于多种人类驱动定向流的智能体模型（IAM），基于跟驰模型设计相互作用力以适应更高速度，支持预期和无事故驾驶，并验证其能再现自组织现象。
2023-10-25 nlin.AO physics.soc-ph
Macroscopic Manifestations of Traffic Waves in Microscopic Models
本研究分离跟车动力学，提出关联微观与宏观尺度的层级测试方法，建立不稳定区微观模型宏观流量生成方法，基于三类基础场景研究非平衡交通波在基本图的表现，揭示常用微观模型的约化基本图特征，为理解交通波提供因果明确的分析路径。
2023-10-09 math.DS nlin.CG physics.soc-ph
Second-order multilane traffic flow models: from the microscopic to the macroscopic scale
University of Verona（维罗纳大学）；Sapienza – University of Rome（罗马第一大学）
研究多车道车辆交通建模，从微观到宏观描述，推导出两个二阶宏观模型，通过数值实验和与经验数据对比，发现模型2在定量拟合上更优，能再现复杂交通现象，为交通流分析提供有力工具。
2026-07-22 math.AP physics.soc-ph
