Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III

CHAPTER 1

Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.1 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

1.2 Traffic Flow Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2.1 Vehicle Trajectory Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.2.2 Detector Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1.3 Traffic Flow Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3.1 Flow Rate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3.2 Density and Occupancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3.3 Speed . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.4 Fundamental Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.4.1 Homogeneous, Stationary and Equilibrium Traffic Flow . . . . . . 6

1.4.2 The Fundamental Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.4.3 Some Common Fundamental Diagram Models . . . . . . . . . . . . . 8

1.5 The Characteristics of Traffic Flow Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.5.1 Congested Traffic and Phantom Jam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.5.2 Synchronized Traffic Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

1.5.3 Traffic Breakdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

1.6 Outline of the Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

CHAPTER 2

Traffic Oscillation Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

2.1 Some Previously Observed Results of Traffic Oscillations. . . . . . . . . . . 19

2.2 The Platoon Experiments with 25 Cars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.1 Experimental Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.2.2 Spatiotemporal Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.2.3 The Concave Growth Patterns . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

2.3 Traffic Oscillation Simulations by Traditional Models . . . . . . . . . . . . . 23

2.3.1 Traditional Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.3.2 The Initial Convex Growth Pattern in Traditional Models . . . . 28

2.4 Empirical Oscillation Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.5 The Platoon Experiment with 50 Cars . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.5.1 Experimental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

2.5.2 Corroborating Empirical Observations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

2.6 The High-Speed Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.6.1 Experimental Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

2.6.2 Experimental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

2.7 The Lightly Congested Flow Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.7.1 Experimental Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2.7.2 Experimental Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

CHAPTER 3

Car Following Behavior Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3.1 The Velocity Distribution Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3.2 The Spacing Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

3.3 The Platoon Length Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

3.4 The Acceleration Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

3.5 The Wave Travel Time Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

3.5.1 Some Observed Features of ~snðtÞ Time Series . . . . . . . . . . . . . . 79

3.5.2 New Experimental Data Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

3.6 Indifference Region Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

3.7 Sensitivity Factor Analysis in Car Following . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

3.8 Stochasticity Factor Analysis in Car Following . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

3.9 Analysis of Competition Between Stochastic and Speed Adaptation

Effects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

CHAPTER 4

Cellular Automaton Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4.1 The Basic CA Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4.1.1 The NaSch Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

4.1.2 The Slow-To-Start Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

4.1.3 The Kerner-Klenov-Wolf Model for Synchronized Traffic Flow . . 101

4.2 The Generalized NaSch Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

4.2.1 The Comfortable Driving Model and Its Variants . . . . . . . . . . . 104

4.2.2 Two-State Model and Its Improved Version . . . . . . . . . . . . . . . 109

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116

CHAPTER 5

Car Following Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

5.1 The Extensions of Traditional Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

5.2 The Insensitivity Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120

5.3 The Speed Adaption Model. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

5.4 The Variants of Newell Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

5.4.1 Empirical Congested Pattern Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

5.4.2 Vehicle Trajectory Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

5.4.3 Platoon Oscillation Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133

5.5 The Improved 2D-ID Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136

5.6 The E2D-ID Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140

References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

Appendix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

CHAPTER 6

Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Langue(s) : Anglais

Public(s) : Recherche, Professionnels, Etudiants

Editeur : EDP Sciences & Science Press

Co-éditeur : EDP Sciences & Science Press

Collection : Current Natural Sciences

Publication : 27 novembre 2023

EAN13 (papier) : 9782759831937

Référence eBook [PDF] : L31944

EAN13 eBook [PDF] : 9782759831944

Intérieur : Couleur

Nombre de pages eBook [PDF] : 158

Taille(s) : 33 Mo (PDF)