非線形動力学の立場から見た交通流とカオス

非线性动力学视角下的交通流与混沌

• 批准号: 07854021
• 负责人: 菊池 誠
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07854021/
• 关键词: 交通流; 計算機シミュレーション; カオス; 1; fゆらぎ

本課題では、道路上の自動車交通流を非線形動力学の問題とみなして統計物理学の立場から議論した。追い越しを許さないサ-キット上の交通流をモデル化するために、結合写像の方法を用いた一次元モデルを提案した。これは離散時間のもとでのモデルであり、各車両の運動を、現在の速度と車間距離をインプットとして次の時刻の速度を与える写像によって表現する。特に現実の交通流では、車両ごとに好みの速度があることと、速度は一定ではなく揺らぐという二種類のランダムネスが重要であると考えて、それらの効果を取り入れた。速度の揺らぎは決定論的カオスによって導入した。計算機シミュレーションによって、このモデルが現実の交通流で観測される密度・流量関係をよく再現することを確かめた。特に、自由流から渋滞流までをひとつのモデルで記述できたことは重要な成果である。これらの事実より、本モデルは道路設計等の工学的・現実的応用にも使えるものであると思われる。また、このモデルを用いて、局所的な密度ゆらぎのパワースペクトルを調べたところ、1/f型の揺らぎが見出された。これは現実に観測されるものとよく一致する。これまでにも1/f型の揺らぎを生じるモデルは2、3提唱されているが、本モデルは自由流の領域での緩和過程でこの揺らぎを発生するという点が他と異なる。他モデルとの関係は今後の研究に残される。さらに2次元交通流を表現するセルオートマトンモデルについても計算機シミュレーションを行い、渋滞発生密度付近の有限の領域で相関関数がべ巾乗則に従うことを見出した。

This paper discusses the problem of nonlinear dynamics of automobile traffic flow on roads from the standpoint of statistical physics. The traffic flow on the road is very complicated, and the method of combining images is very simple. This is the case with discrete time frames, vehicle motion, current speed, inter-vehicle distance, time frame speed, and image performance. In particular, the traffic flow, the speed of the vehicle, the speed of the vehicle, the speed of Speed is determined by the speed of the input. Computer simulation of traffic flow, density and flow relationship Special, free flow, stagnation flow, description of important results This is the first time that I've ever been to a place like this. For example, the density of the first and second layers of the first and third layers of the first and fourth layers of the first and fourth layers of the first and fourth This is the first time I've ever seen one. This is the first time that a free flow field has been created. The relationship between the two is still unclear for future research. The two-dimensional traffic flow is expressed in the form of a computer system, a delay density, and a limited number of related factors.

项目成果

S.Yukawa & M.Kikuchi: "Density Fluctuation in Traffic Flow" J.Phys.Soc.Jpn.65(発表予定). (1996)

S.Yukawa 和 M.Kikuchi：“交通流中的密度波动”J.Phys.Soc.Jpn.65（待提交）。

S.Tadaki & M.Kikuchi: "Self-Organization in a Two-Dimensional Cellular Automaton Model" J.Phys Soc.Jpn.64. 4504 (1995)

忠木