Verkehrsdynamik und -simulation: Daten, Modelle und Anwendungen der Verkehrsflussdynamik (Springer-Lehrbuch) (German Edition)

Das vorliegende Lehrbuch gibt eine umfassende und didaktische Darstellung der Modellierung und Dynamik des Straßenverkehrs. Es erschließt Studenten dieses anschauliche und faszinierende Gebiet, welches bisher nur in der englischsprachigen Originalliteratur dargestellt wurde. Zahlreiche Abbildungen und gelöste Übungsaufgaben tragen zum Verständnis bei. Das Buch richtet sich an Physik- und Verkehrsingenieurstudenten mit interdisziplinärer Ausrichtung sowie allgemein an Studierende der Informatik, Mathematik und technischer Richtungen. Nach einer Darstellung der verschiedene Kategorien von Verkehrsdaten werden im Hauptteil die Einflussfaktoren der Stauentstehung und Verkehrsinstabilitäten wie Stop-and-Go-Verkehr mit mathematischen Modellen analysiert. Der Verkehr wird dabei entweder makroskopisch als Fluss beschrieben, oder mikroskopisch als Vielteilchenmodell, wobei jedes Teilchen einen Fahrer bzw. ein Fahrzeug darstellt. Im letzten Teil des Werkes werden ausgewählte Anwendungen der dargestellten Konzepte und Methoden dargestellt, insbesondere Verkehrslageschätzung und Verkehrstelematik, Verkehrsmanagement, sowie eine detaillierte Kraftstoffverbrauchs- und Emissionsberechnung. Front Matter....Pages i-xii Front Matter....Pages 5-5 Einleitung....Pages 1-4 Front Matter....Pages 5-5 Trajektoriendaten und Floating-Car-Daten....Pages 7-11 Querschnittsdaten....Pages 13-24 Darstellung von Querschnittsdaten....Pages 25-36 Raumzeitliche Rekonstruktion der Verkehrslage....Pages 37-48 Front Matter....Pages 49-49 Allgemeines zur Verkehrsflussmodellierung....Pages 51-60 Kontinuitätsgleichung....Pages 61-71 Das Lighthill-Whitham-Richards-Modell....Pages 73-113 Makromodelle mit dynamischer Geschwindigkeit....Pages 115-137 Einfache Fahrzeugfolgemodelle....Pages 139-153 Aus Fahrstrategien hergeleitete Fahrzeugfolgemodelle....Pages 155-172 Modellierung menschlichen Fahrverhaltens....Pages 173-185 Zelluläre Automaten....Pages 187-195 Fahrstreifenwechsel und andere diskrete Entscheidungen....Pages 197-209 Stabilitätsanalyse....Pages 211-242 Phasendiagramm der Stauzustände....Pages 243-253 Front Matter....Pages 255-255 Stauentstehung und Stauausbreitung....Pages 257-266 Schätzung der Reisezeit....Pages 267-274 Treibstoffverbrauch und Emissionen....Pages 275-288 Modellgestützte Optimierung des Verkehrsflusses....Pages 289-301 Back Matter....Pages 303-368 Das Lehrbuch liefert eine umfassende Darstellung der Modellierung und Dynamik des Straßenverkehrs. Es erschließt Studierenden ein Gebiet, das bisher nur in der englischsprachigen Originalliteratur dargestellt wurde. Aktuelle Anwendungen in Bereichen wie Verkehrsmanagement, Fahrer-Assistenzsysteme oder Verkehrstelematik stellen den Praxisbezug her, zahlreiche Abbildungen und Übungsaufgaben vertiefen das Verständnis. Das Buch richtet sich an Physik- und Verkehrsingenieurstudenten sowie Studierende der Informatik, Mathematik und technischer Richtungen