Борис Кернер - Boris Kerner

Борис С. Кернер
Борис Кернер 2018.png
Борис С. Кернер, 2018 ж
Туған (1947-12-22) 1947 жылғы 22 желтоқсан (72 жас)
Мәскеу
АзаматтықНеміс
Білімэлектронды инженер,
Алма матерМәскеу техникалық университеті MIREA
Белгілі
  • Кернер трафиктің үш фазалық теориясы
  • Кернердің синхрондалған трафик ағыны
  • Кернердің автомобиль жолдарының өткізу қабілеттілігі
  • Кернердің S → F тұрақсыздығы
  • Автокөлікпен жүрудегі Кернердің немқұрайлылық аймағы
  • Кернердің F → S → F ауысулары
  • Кернердің трафиктің сигналын уақытында кідіртуі
  • Кернердің бұзылуын азайту принципі
  • ASDA / FOTO әдістері
  • Кернердің кептеліп қалған үлгіні бақылау тәсілі
  • Кернердің желінің өнімділігін максимизациялау тәсілі
  • Кернердің желінің сыйымдылығы
  • Парадигманың қозғалыс және көлік ғылымындағы ауысуы
  • Автономды жүргізуге арналған Кернер моделі
  • Кернер-Кленовтың стохастикалық микроскопиялық моделі
  • Кернер-Кленов детерминирленген микроскопиялық моделі
  • Кернер-Кленов-Қасқыр (KKW) автоматты автоматты моделі
  • Кернер-Кленов-Шреккенберг-Қасқыр (KKSW) автоматты автоматты моделі
  • Кернер сызығы Дж
  • Кернердің F → S → J ауысуы («себепсіз» қозғалатын кептеліс)
  • Синхрондалған ағындағы Кернердің шымшу әсері
  • Кернердің фазалық ауысуларына арналған 2Z-сипаттамасы
  • Кернердің S → F және S → J тұрақсыздықтар бәсекелестігі
  • Кернердің кептелістердің эмпирикалық трафиктің классификациясы
  • Кернердің ауыр бөтелкедегі тоқырау теориясы (мега-джем теориясы)
  • Кернердің джемді сіңіру әсері
МарапаттарDaimler Research Award 1994 ж
Ғылыми мансап
Өрістерсызықтық емес физика, қозғалыс және көлік ғылымдары
Мекемелер
  • Pulsar and Orion компаниялары (Мәскеу) (1972–1992)
  • Daimler компаниясы (Германия) (1992–2013)
  • Дуйсбург-Эссен университеті (2013 - қазір)
Тезистер
  • Ph.D. физика мен математикада (1979)
  • Ғылымдарының кандидаты (Ғылым докторы) физика және математика бойынша (1986)

Борис С. Кернер (1947 жылы туған) - ізашар трафиктің үш фазалық теориясы.[1][2][3][4][5][6]

Өмірбаян

Борис С.Кернер - инженер және физик. Ол 1947 жылы Кеңес Одағының Мәскеуде дүниеге келді және бітірді Мәскеу техникалық университеті MIREA 1972 ж. Борис Кернер PhD докторы дәрежесіне ие болды. және ғылым кандидаты (Ғылым докторы) дәрежесі Кеңес Одағы Ғылым академиясында сәйкесінше 1979 және 1986 жж. 1972 және 1992 жж. Оның негізгі қызығушылықтары жартылай өткізгіштер физикасы, плазма және қатты денелер физикасы. Осы уақыт ішінде Борис Кернер В.В. Осипов теориясын жасады Автосолитондар - физикалық, химиялық және биологиялық диссипативті жүйелердің кең класында қалыптасатын жалғыз жеке күйлер.

1992 жылы Ресейден Германияға қоныс аударғаннан кейін Борис Кернер жұмыс істеді Daimler Штутгарттағы компания. Содан бері оның басты қызығушылығы көлік құралын түсіну болды трафик. Автомагистральда трафиктің бұзылуының эмпирикалық ядролық сипаты ақаулар Борис Кернер түсінген Кернер үшін негіз болып табылады трафиктің үш фазалық теориясы, ол 1996–2002 жылдары енгізіп, дамытты.

2000-2013 жылдар аралығында Борис Кернер ғылыми зерттеу саласының жетекшісі болды Трафик Daimler компаниясында. 2011 жылы Борис Кернер ғылыми дәрежеге ие болды Профессор кезінде Дуйсбург-Эссен университеті Германияда. 2013 жылдың 31 қаңтарында Daimler компаниясынан шыққаннан кейін профессор Кернер Дуйсбург-Эссен университетінде жұмыс істейді.

Ғылыми жұмыс

Үш фазалы қозғалыс теориясы

Кернердің үш фазалық қозғалыс теориясында, еркін ағын трафигі фазасынан (F) басқа, екі қозғалыс фазасы бар кептелген көлік: синхрондалған ағын трафигінің фазасы (S) және кең қозғалатын кептеліс фазасы (J). Кернер теориясының негізгі нәтижелерінің бірі - магистральдің кептелісі кезінде трафиктің бұзылуы а кездейсоқ (ықтималдық) фазалық ауысу а-да болатын еркін ағыннан синхрондалған ағынға (F → S ауысу) метастабильді тас жолдағы еркін ағынның жағдайы бөтелке. Бұл трафиктің бұзылуы (F → S ауысуы) көрсетеді ядролау табиғат. Кернердің үш фазалы теориясының басты себебі - трафиктің нақты далалық деректерінде байқалатын трафиктің бұзылуының (F → S ауысуы) эмпирикалық ядролық сипатын түсіндіру. Кернердің үш фазалы теориясының болжамы: F → S фазалық ауысуына қатысты еркін ағын синхрондалған ағынның жылдамдығының жеткілікті үлкен жергілікті өсуіне (S → F тұрақсыздығы деп аталады) өсуіне қатысты синхрондалған ағынның тұрақсыздығының ядролық сипатымен басқарылады. S → F тұрақсыздығы - бұл кептелістегі синхрондалған ағынның жылдамдығының жергілікті өсуінің өсіп келе жатқан жылдамдығы. Кернердің S → F тұрақсыздығының дамуы синхрондалған ағыннан тар ағынға еркін ағынға ауысудың жергілікті фазасына әкеледі (S → F ауысуы).

Синхронды трафик ағыны

1990 жылдардың соңында Кернер трафиктің жаңа фазасын енгізді синхрондалған ағын оның негізгі ерекшелігі магистральдың кептелісіндегі F → S ауысуының ядролық сипатына әкеледі. Сондықтан Кернердің синхрондалған ағын трафигінің фазасы терминмен синоним ретінде қолданыла алады трафиктің үш фазалы теориясы.

Трафиктің бұзылуының кездейсоқ кідірісі және F → S → F ауысулары

2015 жылы Кернер трафиктің бұзылуы магистральдің кептелісінде пайда болғанға дейін, кептелісте F → S → F ауысуларының кездейсоқ реттілігі болуы мүмкін екенін анықтады: F → S ауысуының дамуы S → F тұрақсыздығымен тоқтатылады, бұл әкеледі ағынның синхрондалған еруі, бұл тығыздауда S → F ауысуына әкеледі. Кернердің F → S → F ауысуларының әсері келесідей: F → S → F ауысулары кептелістегі трафиктің бұзылуының кездейсоқ кідірісін анықтайды.

Парадигманың қозғалыс және көлік ғылымындағы ауысуы

Трафиктің бұзылуының ядролық сипаты (F → S ауысуы) туралы Кернердің үш фазалы қозғалыс теориясының негізгі нәтижесі салыстырылмайтындық Бұрынғы (стандартты) қозғалыс ағыны теорияларымен бірге үш фазалы трафик теориясының. Термин «салыстыруға келмейтіндік» Кун өзінің классикалық кітабына енгізген[7] түсіндіру парадигманың ауысуы Көлік және көлік ғылымындағы парадигманың ауысуы стохастикалық магистральды өткізу қабілетінің мағынасындағы түбегейлі өзгеріс болып табылады, өйткені магистраль өткізу қабілеттілігі мағынасы трафикті басқару, басқару және трафикті ұйымдастырудың кез-келген әдісін жасауға негіз болады желісі, сонымен қатар интеллектуалды көлік жүйелері. Стандартты қозғалыс және тасымалдау теорияларының парадигмасы - кез-келген сәтте стохастикалық тас жолдың өткізу қабілеттілігі болады. Тығырықтағы ағын жылдамдығы осы сәттегі сыйымдылық мәнінен асып кетсе, кептелісте трафик бұзылуы керек. Жол қозғалысы мен көлік ғылымының жаңа парадигмасы трафиктің бұзылуының эмпирикалық ядролық сипатынан (F → S ауысуы) және Кернердің үш фазалы қозғалыс теориясынан туындайтын стохастикалық магистральды өткізу қабілетінің мағынасын келесідей өзгертеді. Кез-келген сәтте магистральдың минималды және максималды сыйымдылығы арасында магистральдардың өткізу қабілеттіліктерінің ауқымы бар, олар стохастикалық мәндер болып табылады. Тығырықтағы ағынның жылдамдығы осы уақытқа байланысты осы сыйымдылық шеңберінде болған кезде, трафиктің бұзылуы тек ықтималдықпен тар болуы мүмкін, яғни кейбір жағдайларда трафиктің бұзылуы орын алады, ал басқа жағдайларда ол болмайды.

Үш фазалы трафик теориясының шеңберіндегі математикалық модельдер

А орнына математикалық модель туралы көлік ағыны, Кернердің үш фазалы трафик теориясы - бұл бірнеше гипотезалардан тұратын сапалы трафик ағыны теориясы. Бірінші математикалық модель Кернердің үш фазалы трафик теориясы шеңберіндегі қозғалыс ағыны математикалық модельдеу Трафиктің бұзылуын тығырықтағы метастабильді еркін ағынның F → S фазалық ауысуымен көрсете алады және түсіндіре алады - бұл 2002 жылы енгізілген трафик ағынының Керхер-Кленов стохастикалық микроскопиялық моделі. Бірнеше айдан кейін Кернер, Кленов және Қасқыр ұялы автомат (CA) Кернердің үш фазалы трафик теориясының шеңберіндегі трафик ағынының моделі. Кернер теориясының шеңберіндегі кернер-кленов стохастикалық трафиктің моделі әр түрлі қолданбалар үшін, атап айтқанда модельдеу үшін одан әрі дамыды пандуста өлшеу, жылдамдықты бақылау, трафик пен көлік желілеріндегі трафиктің динамикалық тағайындауы, ауыр кептелістердегі және қозғалатын бөтелкелердегі трафик, әртүрлі көлік құралдары мен жүргізушілерден тұратын біртекті емес қозғалыс ағынының ерекшеліктері, кептелісті ескерту әдістері, көлік құралы (V2V) байланысы кооперативті жүргізу үшін, өнімділігі өздігінен жүретін көлік құралдары аралас қозғалыс ағынында, трафиктің бұзылуы жол белгілері қалалық трафикте, шамадан тыс қаныққан қалалық трафикте, трафик желілерінде автомобиль отынын тұтынуда.

Үш фазалы қозғалыс теориясының шеңберіндегі интеллектуалды тасымалдау жүйелері

Трафиктің кептелісін қалпына келтіруге арналған ASDA / FOTO әдістері

Кернердің үш фазалы трафик теориясы қолдану үшін теориялық негіз болып табылады көлік инженері. Үш фазалы трафик теориясының алғашқы қосымшаларының бірі болып табылады ASDA / FOTO әдістері on-line қосымшаларында магистральдық желілердегі кептелген қозғалыс сызбаларын кеңістікті уақытша қалпына келтіруге арналған.

Кептелген үлгілерді бақылау тәсілі

2004 жылы Кернер енгізілді кептелісті бақылау тәсілі. Желілік тарлықтағы трафикті стандартты басқаруға қарама-қайшы, онда контроллер (мысалы, пайдалану арқылы) пандуста өлшеу, Жылдамдық шектеуі, немесе трафикті басқарудың басқа стратегиялары) кептелістегі ағынның максималды жылдамдығымен еркін ағынның жағдайларын сақтауға тырысады, кептелістерді бақылау тәсілінде кептелістегі трафик ағынын бақылау жүзеге асырылмайды, өйткені кептелістегі трафик ағынын бақылау жүзеге асырылмайды. Тығырықта F → S ауысуы (трафиктің бұзылуы) болған кезде ғана, контроллер кептелістегі еркін ағынды қайтару үшін жұмыс істей бастайды. Кептелісті бақылау тәсілі трафиктің бұзылуының эмпирикалық ядролық сипатына сәйкес келеді. Кептелісті бақылау тәсілінің арқасында кептелістегі еркін ағын қалпына келеді немесе кептелістегі кептеліс локализацияланған.

Үш фазалы трафик теориясының шеңберінде автономды жүргізу

2004 жылы Кернер ан тұжырымдамасын енгізді автономды көлік құралы трафиктің үш фазалы теориясы шеңберінде. Үш фазалы қозғалыс теориясының шеңберіндегі автономды жүргізуші көлік құралы - бұл қозғалмайтын қозғалтқыш уақыт алға алдыңғы көлікке. Бұл автокөлік құралдары үшін автономды жүргізуші көлік құралы үшін немқұрайлы аймақтың болуын білдіреді. Автокөлікке қатысты Кернердің немқұрайдылық аймағы үш фазалы қозғалыс теориясында болжанған синхрондалған ағынның тұрақты күйлерінің екі өлшемді (2D) аймағынан туындайды.

Белгіленген уақыттағы трафиктің шамадан тыс қаныққанға ауысуы

2011–2014 жылдары Борис Кернер трафиктің үш фазалы теориясын кеңейтті, ол бастапқыда автомобиль трафигі үшін қала трафигін сипаттау үшін жасады. Автомагистральдың кептелістеріндегі трафиктің бұзылуы сияқты, трафиктің бұзылуы (трафиктің шамадан тыс қаныққанға ауысуы) сигналдар кезіндегі кездейсоқ фазалық ауысу болып табылады. Сигналдардағы трафиктің бұзылуының бұл теориясы қалалық трафиктегі трафиктің физикасын, сондай-ақ нақты қалалық трафикте жиі байқалатын жасыл толқынның бұзылуын түсіндіре алады. Сонымен қатар, магистральдардағы трафиктің эмпирикалық зерттеулері сияқты, қаныққан қалалық трафиктің соңғы эмпирикалық зерттеулері қалалық трафикте эмпирикалық синхронды ағынның бар екендігін дәлелдейді.

Бұзылуды азайту принципі

2011 жылы Кернер бұзылуды азайту принципі бұл желідегі трафиктің пайда болу ықтималдығының минимумын сақтай отырып, трафикті және көлік желілерін бақылау мен оңтайландыруға арналған.

Желілік өткізу қабілетін максимизациялау тәсілі

2016 жылы Кернер бұзылуды азайту қағидасының қосымшасын жасады желінің өнімділігін максимизациялау тәсілі. Кернердің желіні өткізу қабілеттілігін максимизациялау тәсілі бүкіл желідегі ағынның еркін жағдайларын сақтай отырып, желінің өнімділігін максимизациялауға арналған.

Желі сыйымдылығы

2016 жылы Кернер трафиктік немесе көліктік желі өлшемін (немесе «метрикалық») енгізді желінің сыйымдылығы. Кернердің желінің сыйымдылығы бүкіл желідегі ағынның еркін жағдайларын сақтай отырып, желіде тағайындауға болатын ең көп жалпы ағынның жылдамдығын анықтайды. Желілік сыйымдылық желінің өткізу қабілеттілігін максимизациялаудың жалпы шартын тұжырымдауға мүмкіндік береді, бұл кезде бүкіл ағында еркін ағын сақталады: Желінің жалпы ағынының жылдамдығы желінің сыйымдылығынан аз болған жағдайда, желінің өнімділігін максимизациялау тәсілін қолданған кезде трафиктің тоқтауы нәтижесінде трафиктің бұзылуы желіде орын ала алмайды, яғни еркін ағын бүкіл желіде қалады.

Таңдалған басылымдар

Кітаптар

Пікірлер

Қағаздар

Трафик ағынының стандартты теориялары шеңберіндегі зерттеулер: Кең қозғалатын кептелістердің сипаттамалық параметрлері, сызық Дж, және «бумеранг» әсері

Үш фазалы қозғалыс теориясы

Синхронды ағынның эмпирикалық ерекшеліктері

Кептелген трафиктегі трафик фазаларының эмпирикалық микроскопиялық критерийлері

Үш фазалы трафик теориясының шеңберіндегі трафиктің математикалық микроскопиялық модельдері

Синхронды трафик ағынының статистикалық теориясы

S → F тұрақсыздығы, трафиктің бұзылу уақытының кешігуі және F → S → F ауысулары

Тығырықтағы кептелістердің теориясы: мега-джемнің ерекшеліктері

Джемді сіңіру әсері

Сигнал кезіндегі трафиктің бұзылуы

Үш фазалы қозғалыс теориясына негізделген автономды жүргізу және басқа да интеллектуалды тасымалдау жүйелері

Бұзылуды азайту принципі

Желілік өткізу қабілетін максимизациялау тәсілі және желінің сыйымдылығы

Сондай-ақ қараңыз

Пайдаланылған әдебиеттер

Ескертулер

  1. ^ «Нью-Йорк Таймс» газетіндегі мақалада «кептелісте қалып қойдыңыз ба? Веб-сайтта физикпен кеңесу керек
  2. ^ Онлайндағы ғылым жаңалықтары, 156 том, нөмір 1 (3 шілде 1999). Тоқтату және тоқтату ғылымы. Көлік ағынын жақсы түсіну арқылы зерттеушілер тас жолдағы кептелісті тоқтатпауға үміттенеді
  3. ^ Дэвистің «APS News» -тегі «Физиктер және қозғалыс ағыны» мақаласы
  4. ^ Экономист: кептелістер - жол жағдайларына бейімделу - 1 шілде 2004 ж. - экономист басылымынан
  5. ^ Физика бүгін - 2005 ж. Қараша Генри Лиу (Федералды автомобиль жолдары басқармасы, Маклин, Вирджиния), Борис С.Кернердің «Жол қозғалысының физикасы: эмпирикалық шосселік өрнектің ерекшеліктері, инженерлік қолданбалары және теориясы» кітабының шолушысы.[тұрақты өлі сілтеме ]
  6. ^ Discover журналындағы «Кептелісті емдеу» мақаласы, 1999 ж
  7. ^ Т.С. Кун, «Ғылыми революцияның құрылымы». Төртінші басылым. (University of Chicago Press, Чикаго, Лондон 2012)