Neue Hoffnung für die Beendigung der sinnlosen Traffic Jams

Einige Staus haben keine erkennbare Ursache – kein Unfall, keine festgefahrenen Fahrzeug keine Fahrspuren geschlossen für den Bau. Es gibt keinen einfachen Ausweg aus diesen verrückten Kasinos, sobald Sie in ihnen stecken, aber eine neue Studie hat herausgefunden, wie man reduzieren die Chancen von ihnen überhaupt bilden.

Diese phantom Marmeladen können sich bilden, wenn es eine schwere Volumen des Autos auf der Straße. In dieser hohen Verkehrsdichte können kleine Störungen (ein Fahrer schlagen die Bremse zu hart, oder sich zu nahe an ein anderes Auto) schnell in einen ausgewachsenen, selbsttragende Stau verstärkt werden.

Ein Team MIT Mathematikern hat ein Modell entwickelt, das beschreibt, wie und unter welchen Bedingungen solche Form, klemmt die Straße Designern die Chance, ihre Bildung zu minimieren helfen könnte.

"Jamitons" – wie sie entstehen und sich verbreiten

Schlüssel für die neue Studie ist die Erkenntnis, dass die Mathematik der solche Marmeladen, welche die Forscher "Jamitons" nennen, auffallend ähnlich zu den Gleichungen, die Detonation Wellen produziert durch Explosionen, beschreiben, sagte Aslan Kasimov, Dozent für MITs Fakultät für Mathematik. Diese Entdeckung konnte das Team Traffic Jam Gleichungen zu lösen, die zuerst in den 1950er Jahren die Theorie aufgestellt wurden.

Die Gleichungen, ähnlich denen, Strömungsmechanik, beschreiben modellieren Staus als eine autarke Welle. Variablen wie Verkehrsgeschwindigkeit und Verkehrsdichte dienen zum berechnen unter Bedingungen bilden ein Jamiton und wie schnell es zu verbreiten.

Sobald solche ein Stau gebildet wird, es ist fast unmöglich zu brechen-Treiber müssen nur warten, sagte Morris Flynn, Hauptautor des Papiers auf die Arbeit im Mai 26 in der Onlineausgabe des Physischen Review E.
Das Modell Ingenieure Design Straßen mit ausreichender Kapazität, Verkehrsdichte zu halten niedrig genug, um das Auftreten von solchen Marmeladen zu minimieren helfen könnte sagt, Flynn, ein ehemaliger MIT-Mathematik-Lehrer jetzt an der University of Alberta.

Das Modell kann auch helfen, sichere Geschwindigkeitsbegrenzungen zu bestimmen und Wegstrecken zu identifizieren, wo hohe dichten Verkehr – Hot Spots für Unfälle — dürften zu bilden.

Japanische Studie ebnet Weg

Flynn und Kasimov arbeitete mit MIT Math Trainer Jean-Christophe Kirchenschiff und Benjamin Seibold und Professor für angewandte Mathematik Rodolfo Rosales zu dieser Studie.

Das Team das Problem in Angriff genommen letztes Jahr nach eine Gruppe von japanischen Forschern die Bildung von Jamitons auf einer kreisförmigen Fahrbahn experimentell nachgewiesen. Autofahrer mussten 30 Kilometer pro Stunde (18 km/h) fahren und einen konstanten Abstand von anderen Autos. Sehr schnell Störungen erschien und ein phantom Stau gebildet.

Je dichter Verkehr, desto schneller die Staus gebildet.

"Wir wollten, dies zu beschreiben, mit Hilfe eines mathematischen Modells ähnelt der Flüssigkeitsströmung," sagte Kasimov, deren Forschungsschwerpunkt Detonation Wellen ist. Er und seine Co-Autoren herausgefunden, dass, wie die Detonation Wellen, Jamitons einen "sonic Point", der den Verkehrsfluss in vor- und nachgelagerten Komponenten trennt.

In einem informativen schwarzes Loch stecken

Ähnlich wie ein schwarzes Loch Ereignishorizont (die Kugel im Inneren, egal, kann Licht oder Informationen überhaupt entkommen), sonic Punkt schließt Kommunikation zwischen diesen unterschiedlichen Komponenten, so dass beispielsweise Informationen über fließende Bedingungen nur jenseits der Front des Staus Fahrer hinter dem sonic Punkt erreichen kann.

Infolgedessen können Fahrer im dichten Verkehr stecken keine Ahnung, dass die Marmelade keine äußere Ursache, z. B. ein Unfall oder anderen Engpass hat. Entsprechend, nicht sie schätzen, dass Verkehrsbedingungen bald sind fahren entsprechend zu verbessern.

"Sie stecken im Stau bis ganz plötzlich, was es nur löscht," sagt Morris.

In Zukunft plant Studien, das Team, detailliertere Aspekte der Jamiton Bildung, einschließlich der Auswirkungen auf der Anzahl der Fahrspuren der phantom Staus zu suchen.

Die Forschung wurde von der US Air Force Office of Scientific Research, der National Science Foundation und der (Kanada) Naturwissenschaften und Engineering Research Council finanziert.

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