网络异质性诱导的交通拥堵空间局域化

拥堵的出现是交通系统中的一种临界现象。交通沿由连边抽象出的路径组织，这些连边将不同节点作为区域连接起来形成网络。迄今为止，交通建模主要基于一维晶格或网络排队系统，这限制了对一般网络上交通动态的机理洞察与解析可处理性。要理解大规模网络中网络结构对交通拥堵的影响，需要一个可解释的动力学模型。考虑到每个节点内广义的流密关系，我们提出并研究了一个具有外部注入与出口的通用网络交通模型。我们观察到节点密度在不同注入速率下表现出不同行为的多种相。拥堵的起始以及自由节点与拥堵节点的共存（表现为交通拥堵的空间局域化），是由网络中邻居间流转移的不对称性所诱导的。所提出的拥堵中心性使我们能够确定拥堵阈值、识别拥堵节点并预测拥堵传播。我们的模型与结果表明其涵盖了对网络传输动态广泛的启示，并为交通优化（如拥堵缓解与定向扩散）提供了实际前景。