将随机元胞自动机中的道路交通动态与宏观一阶模型联系起来

在本文中，我们描述了一个微观交通元胞自动机（TCA）模型（即Nagel和Schreckenberg的随机TCA模型）与Lighthill、Whitham和Richards（LWR）的宏观一阶流体动力学模型之间的关系。我们方法的创新之处在于，我们通过假设一个平稳性条件，将STCA的规则集转换为一系列线性不等式，从而直接从STCA的规则集推导出LWR的基本图。这些约束反过来定义了基本图的形状，然后将其具体化到LWR模型中。将我们的方法应用于一个模拟案例研究，使我们能够比较两种模型的时空行为。我们的结果表明，在存在噪声的情况下，推导出的基本图中的通行能力流量是对STCA模型通行能力流量的高估。直接将STCA的通行能力流量指定给LWR基本图，有效地纠正了两种方法之间的大部分不匹配。我们的方法将STCA视为LWR模型的补充，反之亦然，因此结果在解释两种模型中的交通动态时可能大有帮助。特别吸引人的是，STCA可以可视化交通流动态的高阶特性，例如稀疏波扇。