Probabilistische Verfahren zur Vorhersage raumzeitlicher Strukturen des Autobahnverkehrs

• Applicant: Professor Dr. Sergio Albeverio
• Subject Area: Statistical Physics, Nonlinear Dynamics, Complex Systems, Soft and Fluid Matter, Biological Physics
• Term: from 2004 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5435185

Seit etwa zehn Jahren werden verstärkt physikalische Methoden für die Modellierung von Straßenverkehr eingesetzt. Grundlegende Phänomene wie die Bildung und Eigenschaften von Staus können damit erklärt und simuliert werden. Um das System auch in seinen Details zu verstehen und so die Voraussetzungen für eine hochwertige Prognose von Verkehrszuständen zu schaffen, müssen in stärkerem Maße als bisher empirische Beobachtungen in die Modelle einfließen. In dem vorliegenden Projekt beschreiben wir den Verkehr mittels Fokker-Planck-Gleichungen, entwickeln dazu eine Art Modellhierarchie und schätzen die numerischen Werte der darin auftretenden Drift und Diffusionsterme auf der Basis eines großen validen Datensatzes, der (u.a.) die Fluss-, Dichte- und Geschwindigkeitsprofile des Kölner Autobahnrings enthält. Die wesentlichen Aufgaben sind (1) Bestimmung der Drift und Diffusionsterme für ein zeitabhängiges Modell; (2) Gewinnung der Lösungen aus Fokker-Planck-Gleichungen und deren Interpretation als zeitabhängige Übergangswahrscheinlichkeiten zwischen freiem und gestautem Verkehr; (3) Einbeziehung räumlicher Korrelationen und Übergang vom null- zum eindimensionalen Modell, bei entsprechender Anpassung der Ergebnisse aus (1) und (2); sowie (4) Verifikation der Modelle, Methoden und Ergebnisse.

• DFG Programme: Research Grants