Untersuchung kollektiver Phänomene in getriebenen Vielteilchensystemen am Beispiel der nichtlinearen Dynamik von Straßenverkehr identischer und unterschiedlicher Fahrzeuge

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Straßenverkehr kann als ein nichtlineares System aufgefasst werden, welches aus einer Vielzahl von aktiven Komponenten besteht. Solche "Multi-Agenten-Systeme" zeigen oft ein unerwartetes kollektives Verhalten. Während makroskopische Phänomene (wie Stop-and-Go-Wellen und zähfließender Verkehr) intensiv untersucht wurden, sind viele mikroskopische Aspekte wie die Konsequenzen heterogenen Verkehrs sowie Herkunft und Charakteristika von Fluktuationen weitgehend unverstanden. Diese sind jedoch entscheidend sowohl für fundamentale Fragen nach der Art der Phasenübergänge als auch für Entwurf und Optimierung von Verkehrsbeeinflussungsanlagen. Anhand von mikroskopischen Mehrspur-Verkehrsmodellen und vorhandenen empirischen Daten sollen plausible explizite Fluktuations-Mechanismen und der Zusammenhang mit deterministischem Chaos untersucht werden. Es ist geplant, das für makroskopische Verkehrsmodelle formulierte Phasendiagramm der Verkehrszustände zu verallgemeinern und zu klären, ob bzw. für welche Modellklasse die Fluktuationen an den Phasengrenzen universelles Verhalten zeigen. Schließlich sollen neue Methoden zur Verknüpfung von Mikromodellen mit dynamisch äquivalenten Makromodellen entwickelt werden ("MicroMacro-Link").