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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.
Verkehrsdaten.- Trajektoriendaten und Floating-Car-Daten.- Querschnittsdaten.- Darstellung von Querschnittsdaten.- Raumzeitliche Rekonstruktion der Verkehrslage.- Modellierung der Verkehrsflussdynamik.- Allgemeines zur Verkehrsflussmodellierung.- Kontinuitätsgleichung.- Das Lighthill-Whitham-Richards-Modell.- Makromodelle mit dynamischer Geschwindigkeit.- Einfache Fahrzeugfolgemodelle.- Aus Fahrstrategien hergeleitete Fahrzeugfolgemodelle.- Modellierung menschlichen Fahrverhaltens.- Zelluläre Automaten.- Fahrstreifenwechsel und andere diskrete Entscheidungen.- Stabilitätsanalyse.- Phasendiagramm der Stauzustände.- Anwendungen der Verkehrsmodellierung.- Stauentstehung und Stauausbreitung.- Schätzung der Reisezeit.- Treibstoffverbrauch und Emissionen.- Modellgestützte Optimierung des Verkehrsflusses.
