人类驾驶与自动驾驶车辆模型中的集体行为与涌现风险

尽管已在将交通流作为物理学问题研究方面投入了大量精力，但技术的两大新兴趋势拓宽了该课题的新研究视野。第一个趋势是自动驾驶车辆的发展。这一备受期待的从人类驾驶向自动驾驶的转变，有望通过优化大规模集体行为来显著提升交通吞吐量。第二个趋势是对联网设备的广泛黑客攻击，截至2015年，这已包括车辆。尽管首个概念验证性的汽车黑客攻击是在单车尺度上完成的，但如果此类活动变得更加普遍，很容易引发不良的集体效应。受这两大趋势启发，我们探索了在具有车道与变道行为的主动物质模型中产生的现象。我们的模型纳入了对人类与自动驾驶者之间本质差异的简化最小描述。随着车辆种群从全人类驾驶转变为全自动驾驶，我们研究了其涌现的集体行为。在我们的模型背景下，我们探索了联网自动驾驶车辆被同时且大规模禁用的最坏情况。我们的方法揭示了渗流在解释结果时具有模型无关的作用。本工作强调的一个广泛教训是，看似微小的恶意活动在通过集体行为的作用被放大后，最终可能产生重大影响。