Verkehrsdynamik und -simulation

Das vorliegende Lehrbuch gibt eine umfassende und didaktische Darstellung der Modellierung und Dynamik des Straßenverkehrs. Es erschließt Studenten dieses anschauliche und faszinierende Gebiet, welches bisher nur in der englischsprachigen Originalliteratur dargestellt wurde. Zahlreiche Abbildungen und gelöste Übungsaufgaben tragen zum Verständnis bei. Das Buch richtet sich an Physik- und Verkehrsingenieurstudenten mit interdisziplinärer Ausrichtung sowie allgemein an Studierende der Informatik, Mathematik und technischer Richtungen.

Nach einer Darstellung der verschiedene Kategorien von Verkehrsdaten werden im Hauptteil die Einflussfaktoren der Stauentstehung und Verkehrsinstabilitäten wie Stop-and-Go-Verkehr mit mathematischen Modellen analysiert. Der Verkehr wird dabei entweder makroskopisch als Fluss beschrieben, oder mikroskopisch als Vielteilchenmodell, wobei jedes Teilchen einen Fahrer bzw. ein Fahrzeug darstellt. Im letzten Teil des Werkes werden ausgewählte Anwendungen der dargestellten Konzepte und Methoden dargestellt, insbesondere Verkehrslageschätzung und Verkehrstelematik, Verkehrsmanagement, sowie eine detaillierte Kraftstoffverbrauchs- und Emissionsberechnung.

Autorentext
Martin Treiber received his diploma (M.Sc.) and doctoral (Ph.D.) degree in physics in 1996 from the University in Bayreuth, Germany. He is a lecturer at the Chair for Traffic Modeling and Econometrics at the University of Technology in Dresden, Germany and runs the web-site www.traffic-simulation.de. His research interests include vehicular traffic dynamics and modeling, traffic data analysis and state estimation, and the study of macroeconomic impacts of motorized individual traffic. Arne Kesting received his diploma (M.Sc.) in physics in 2002 from the Free University of Berlin, Germany, and a doctoral (Ph.D.) degree in 2008 from the University of Technology in Dresden, Germany. In 2009, he received the IEEE ITS Best Ph.D. Dissertation Award for the thesis "Microscopic Modeling of Human and Automated Driving: Towards Traffic-Adaptive Cruise Control". His research interests include microscopic traffic simulation, advanced driver-assistant systems, and car-to-car communication.

Zusammenfassung

Aus den Rezensionen:

"... bietet erstmals eine umfassende und didaktische Darstellung der verschiedenen Modelle welche bisher nur in der englischsprachigen Originalliteratur verfügbar waren. ... bietet ... lngenieuren in der Berufswelt eine gute Übersicht über wesentliche Ansätze und neuere Simulationsmodelle. ... Zahlreiche auch farbige Abbildungen illustrieren die Sachverhalte sowie Modelleigenschaften. Im Haupttext dienen kleinere Aufgaben und Fragen zur Anregung und Kontrolle des eigenen Verständnisses. ... enthalten Literaturhinweise und zahlreiche Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen." (in: Straßenverkehrstechnik, February/2011, S. 130 f.)

"... Durch die inhaltliche Breite der Darstellung spricht das Buch unterschiedliche Zielgruppen an. Zum einen ist es ... für Experten interessant, beispielsweise aufgrund der ausführlichen Darstellung der diversen Modellklassen und ihrer Eigenschaften ...Da die Darstellung sehr klar ist, insbesondere durch die vielen instruktiven Abbildungen, ist es auch für das Selbststudium geeignet. Lobenswert sind die Zusatzinformationen auf der begleitenden Webseite, auf der etwa Simulationsprogramme zum Experimentieren einladen ... gelungene Einführung, die gerade Einsteigern Lust auf Mehr machen sollte." (Andreas Schadschneider, in: Physik Journal, November/2011, Vol. 10, Issue 11, S. 53 f.)

Inhalt
Verkehrsdaten.- Trajektoriendaten und Floating-Car-Daten.- Querschnittsdaten.- Darstellung von Querschnittsdaten.- Raumzeitliche Rekonstruktion der Verkehrslage.- Modellierung der Verkehrsflussdynamik.- Allgemeines zur Verkehrsflussmodellierung.- Kontinuitätsgleichung.- Das Lighthill-Whitham-Richards-Modell.- Makromodelle mit dynamischer Geschwindigkeit.- Einfache Fahrzeugfolgemodelle.- Aus Fahrstrategien hergeleitete Fahrzeugfolgemodelle.- Modellierung menschlichen Fahrverhaltens.- Zelluläre Automaten.- Fahrstreifenwechsel und andere diskrete Entscheidungen.- Stabilitätsanalyse.- Phasendiagramm der Stauzustände.- Anwendungen der Verkehrsmodellierung.- Stauentstehung und Stauausbreitung.- Schätzung der Reisezeit.- Treibstoffverbrauch und Emissionen.- Modellgestützte Optimierung des Verkehrsflusses.