Verkehrsdynamik

Daten, Modelle und Anwendungen der Verkehrsflussdynamik

Martin Treiber und Arne Kesting


Buchcover Verkehrsdynamik und -simulation

Über das Buch


Das Lehrbuch bietet eine umfassende und didaktische Darstellung der verschiedenen Verkehrsmodelle. Die vollständige und formale Darstellung der Modelle ermöglicht es dem Leser, dynamische Verkehrsflussmodelle zu verstehen und selbständig einsetzen zu können. Zahlreiche Abbildungen und gelöste Übungsaufgaben tragen zum Verständnis bei.

Es richtet sich an Studierende im Verkehrsbereich und in den Naturwissenschaften mit interdisziplinärer Ausrichtung. Es bietet aber auch Ingenieuren in der Berufswelt eine gute Übersicht über wesentliche Ansätze und neuere Simulationsmodelle.

Das Buch besteht aus drei Hauptteilen. Im ersten Teil werden verschiedene Kategorien von Verkehrsdaten für die Verkehrsflussmodellierung eingeführt. Den Schwerpunkt des Buches bildet der zweite Teil, der sich der Beschreibung der Verkehrsdynamik mit Hilfe mathematischer Modelle widmet. Es werden makroskopische Modelle und anschließend mikroskopische Modelle ausführlich betrachtet. Während bei den Mikromodellen die einzelnen Fahrzeuge betrachtet werden, beschreiben Makromodelle den Systemzustand des Verkehrs durch wenige Variablen (Verkehrsfluss, Verkehrsdichte und mittlere Geschwindigkeit). Neben einer Darstellung konkreter Modelle werden für beide Modellklassen allgemeine Plausibilitäts- und Qualitätskriterien ausgearbeitet, die in dieser kompakten Form in der Originalliteratur nicht zu finden sind. Für eine mikroskopische Beschreibung des Verkehrs werden anschließend Modelle für diskrete Entscheidungen wie z.B. Spurwechseln oder Einfahrt in eine vorfahrtsberechtigte Straße vorgestellt. Schließlich werden die verschiedenen Arten von Verkehrsinstabilitäten analysiert.

Im dritten Teil werden ausgewählte Anwendungen der dargestellten Konzepte und Modelle thematisiert. Es werden die Entstehung und Ausbreitung von Staus, die Grundlagen der Verkehrslageschätzung, die Berechnung von Reisezeiten, ein Modell zur detaillierten Berechnung des Kraftstoffverbrauchs sowie Anwendungen der Verkehrstelematik behandelt.

ISBN 978-3-642-05227-9 (Softcover) · eBook ISBN 978-3-642-05228-6 · 2010, 368 Seiten, 176 Abbildungen, 56 in Farbe.

Springer Look Inside Flyer (PDF)

Leseproben und Errata


Probekapitel: Das Inhaltsverzeichnis und zwei Kapitel stehen zum kostenlosen Download im PDF-Format zur Verfügung. Das Kapitel 11 stellt Aus Fahrstrategien hergeleitete Fahrzeugfolgemodelle dar und eignet sich gut als Einführung in mikroskopische Fahrzeugfolgemodelle, insbesondere des Intelligent Driver Model (IDM).

Inhaltsverzeichnis (PDF) Kapitel 2 (PDF) Kapitel 11 (PDF)

Errata: Wir führen hier eine aktuelle Liste von Druckfehlern – und freuen uns über Hinweise auf weitere, siehe Kontakt.

Errata (PDF)

Rezensionen

Physik Journal (Nov. 2011) Automobilrevue (Jan 2011) Rezensionen auf Amazon.de

"Mit dem Buch [..] liegt nun endlich eine umfassende einführende Darstellung in deutscher Sprache vor, die den Fortschritten der letzten 15 Jahre Rechnung trägt."

Andreas Schadschneider, Universität zu Köln

"Autofahren ist eine Massenveranstaltung. Zwar sitzt hinter jedem Steuer ein Individualist, doch im dichten Verkehr werden alle gleich. [..] Das Auto wird zum berechenbaren Teilchen."

Rainer Klose, Automobilrevue

"[Das Buch] ... ist durchaus auch für Experten interessant, beispielsweise aufgrund der ausführlichen Darstellung der diversen Modellklassen [..]. Zum anderen kann es sehr gut [..] für Vorlesungen (etwa über Mechanik oder statistische Physik) dienen."

Andreas Schadschneider, Universität zu Köln

"Bietet Ingenieuren in der Berufswelt eine gute Übersicht über wesentliche Ansätze und neuere Simulationsmodelle."

Straßenverkehrstechnik, Februar 2011

Autoren


Martin Treiber. Ingenieurstudium in Nürnberg, Physikstudium und Promotion an der Universität Bayreuth. Wissenschaftler am Lehrstuhl für Angewandte Statistik und am Institut für Ökonometrie und Statistik, insbesondere im Verkehrswesen, der TU Dresden. Forschungsschwerpunkte: Verkehrsmodellierung und -simulation, Datenanalyse, Verkehrslageschätzung, Simulation zukünftiger Fahrerassistenzsysteme. Autor der Website www.traffic-simulation.de

Martins Homepage Google Scholar Profil ResearchGate

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Arne

Arne Kesting. Physikstudium an der FU Berlin. Promotion an der TU Dresden. Die Doktorarbeit Microscopic Modeling of Human and Automated Driving: Towards Traffic-Adaptive Cruise Control wurde mit dem Friedrich-List-Preis und dem IEEE ITS Best Dissertation Award ausgezeichnet. Heute Staff Software Engineer im Live-Traffic R&D Team bei TomTom in Berlin.

Arnes Homepage Google Scholar Profil LinkedIn

Verkehrssimulation und -daten


MovSim Logo mit Kleeblatt-Symbol

movsim.org

Der Open-Source-Simulator ist in Java geschrieben und implementiert verschiedene Fahrzeugfolgemodelle. MovSim bietet Referenz-Implementierungen der im Buch beschriebenen Modelle sowie der Simulations-Szenarien. Der Quellcode ist verfügbar auf Github.

Screenshot des Verkehrsfluss-Simulators traffic-simulation.de

traffic-simulation.de

Der Open-Source-Simulator ist in JavaScript geschrieben und demonstriert die Prinzipien der Verkehrsflussdynamik anhand verschiedener Szenarien und interaktiver Modell- und Simulationsparameter. Mehr Informationen gibt es in einem YouTube-Video und einer Dokumentation (PDF) – oder einfach ausprobieren.

Screenshot der Website Empirische Stauphänomene

Empirische Stauphänomene

Die Webseite stellt die vielfältige Dynamik des Verkehrsflusses in Raum und Zeit anhand empirischer Verkehrsdaten dar. Sie verfügt über eine durchsuchbare Bilder-Datenbank von Staus und erklärt die charakteristischen Eigenschaften von Staus sowie deren Einflussfaktoren.


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