全不对称简单排斥过程网络中的 Braess 悖论

我们在最初由 Braess 提出的交通网络中研究 Braess 悖论，其中边上是全不对称简单排斥过程（TASEPs）。Braess 悖论描述了一种违反直觉的情况，即在道路网络中添加一条边会导致所有网络用户的用户最优旅行时间增加。TASEP 上的旅行时间在密度上是非线性的，并且由于微观排斥原理可能发生拥堵状态，从而比先前研究的线性宏观数学模型更现实地描述了网络上的类交通传输。此外，随机动力学允许我们探索涨落对网络性能的影响。我们观察到，在低密度下，添加的边导致更低的旅行时间。在稍高的密度下，Braess 悖论以其经典形式出现。在中等密度下，由于处于域壁状态的链路，旅行时间的强烈涨落主导了系统的行为。在高密度下，添加的链路导致更低的旅行时间。我们提出了一个相图，根据全局密度和关键路径长度比预测系统状态。