보리스 커너

보리스 커너
보리스 S. 커너, 2018
태어난	(1947-12-22) 1947년 12월 22일 (73세) 모스크바
시민권	독일어
교육	전자 기술자,
모교	모스크바 공과대학교 미레아
로 알려져 있다.	3상 교통 이론 ASDA/FOTO 방법
수상	다임러 연구상 1994
과학 경력
필드	비선형 물리학, 교통 및 교통 과학
기관	Pulsar 및 Orion 회사 (모스크바)(1972–1992) 다임러 컴퍼니(독일)(1992~2013년) 뒤스부르크-에센 대학교(2013-현재)
세시즈	물리 및 수학 박사 (1979) 물리·수학 박사 (1986)

보리스 S. 케너(Boris S. Kerner, 1947년 출생)는 독일의 물리학자 겸 토목 공학자로, 3상 교통 이론을 창안했다.^{[1][2][3][4][5][6]} 3상 교통이론은 (i) 자유 교통 흐름 (F), (ii) 동기 교통 흐름 (S), (iii) 광역 이동 잼 (J)의 세 가지 교통 단계에서의 경험적 차량 교통 상태를 기술하는 틀이다. 동기화된 교통 흐름과 넓은 이동 정체 단계는 교통 혼잡에 속한다.

전기

케너는 엔지니어 겸 물리학자다. 1947년 소련 모스크바에서 태어나 1972년 모스크바 공과대학 미레아를 졸업했다. 보리스 커너는 1979년과 1986년 각각 소련 과학아카데미에서 박사학위와 박사학위를 받았다. 1972년과 1992년 사이에 그의 주요 관심사는 반도체, 플라스마, 솔리드 스테이트 물리학이다. 이 기간 보리스 커너가 V.V.와 함께. Osipov는 광범위한 물리적, 화학적, 생물학적 분산 시스템에서 형성되는 독방적 본질 상태인 Autosolitons 이론을 개발했다.^[7]

1992년 러시아에서 독일로 이주한 보리스 커너는 슈투트가르트 다임러 회사에서 일했다. 그 이후로 그의 주된 관심사는 차량 통행에 대한 이해였다.^{[8][9][10][11][12][13][14]} 보리스 커너는 1994년 다임러 연구상을 받았다.^[15] 보리스 커너가 이해한 고속도로 병목현상에서의 교통파괴의 경험적 핵화는 커너가 1996~2002년에 도입해 개발한 3상 교통이론의 기초가 된다.^{[16][17][18][19][20][21][22][23]}

2000년에서 2013년 사이에 보리스 커너는 다임러 회사의 과학 연구 분야인 트래픽의 책임자였다. 2011년 보리스 커너는 독일 뒤스부르크-에센 대학의 교수상을 받았다.^[24] 2013년 1월 31일 다임러 사에서 은퇴한 후 교수. Kerner는 Duisburg-Essen 대학에서 일한다.^[25]

과학 작업

삼상교통이론

케너의 3상 교통이론에서는, 자유 흐름 교통 단계(F) 외에, 교통 혼잡에서 동기화된 흐름 교통 단계(S)와 광폭 이동 정체 단계(J)의 두 가지 교통 단계가 있다. 커너 이론의 주요 결과 중 하나는 고속도로 병목현상의 교통량 파괴는 자유 흐름에서 동기화된 흐름으로(F → S 전환)의 임의(확률론적) 단계 전환이며, 고속도로 병목현상에서 자유 흐름의 측정 가능한 상태에서 발생한다는 것이다. 이는 교통량 파괴(F → S 전환)가 핵 특성을 나타낸다는 것을 의미한다.^{[26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38]} 케너의 3상 이론의 주된 이유는 실제 현장 교통 데이터에서 관측된 고속도로 병목현상에서의 교통량 파괴의 경험적 핵 특성(F → S 전환)에 대한 설명이다.

Kerner의 3상 이론의 예측은 F → S상 전환에 관한 자유 흐름의 이 전이성은 동기화된 흐름의 속도(S → F 불안정성이라고 함)의 큰 국부적 증가와 관련하여 동기화된 흐름의 불안정성의 핵 특성에 의해 지배된다. S → F 불안정성은 병목지점에서 동기화된 흐름에서 국소적으로 속도가 증가하는 속도파다. Kerner의 S → F 불안정성의 발달은 병목현상에서의 동기화된 흐름에서 자유 흐름으로 국지적인 위상 전환으로 이어진다(S → F 전환).^[16][17][18]

2011~2014년 보리스 커너는 그가 처음에 고속도로 교통을 위해 개발한 3상 교통 이론을 도시 교통에 대한 설명을 위해 확장했다.^[39][40][41]

동기화된 트래픽 흐름

1990년대 말에 Kerner는 고속도로 병목현상에서의 F → S 전환의 핵적 특성으로 이어지는 동기화된 흐름이라고 불리는 새로운 트래픽 단계를 도입했다.^{[16][17][18][42][43]} 따라서 케너의 동기화된 흐름 트래픽 단계는 3상 트래픽 이론이라는 용어와 동의어로 사용할 수 있다.

1998년에 커너는 일련의 F → S → J 전환으로 인해 "명확한 이유 없이" 잼을 움직이는 잘 알려진 경험적 현상이 발생한다는 것을 발견했다.^[26] 이 연구는 경험적 교통 데이터를 사용하여 수행되었다. F → S → J 전환의 순서에 대한 설명은 다음과 같다:3상 교통 이론에서 측정 가능한 자유 흐름에서 F → S 전환의 확률은 F → J 전환의 확률보다 상당히 크다고 가정한다.^[16]

케너의 3상 트래픽 이론에서 3상 트래픽 단계 사이의 어떤 위상 전환은 경험적 관찰 결과에 따라 핵의 성격을 나타낸다.^[16][17][18]

2011년에 Kerner는 네트워크에서 교통 혼잡 발생 확률을 최소로 유지하면서 교통 및 교통 네트워크의 제어와 최적화에 전념하는 고장 최소화 원칙을 도입했다.^[44] BM 원칙은 시스템 최적화와 사용자 평형화의 목표인 이동 시간의 명시적 최소화가 아니라 교통 네트워크에서 혼잡 발생 가능성을 최소화한다.^[45]

3상 교통이론의 틀에서의 수학적 모델

케너의 3상 교통 이론은 교통 흐름의 수학적 모델이라기보다는 여러 가지 가설로 구성된 질적 교통 흐름 이론이다. 병목현상에서의 측정 가능한 자유 흐름에서 F → S 위상 전환에 의한 트래픽 분해를 수학적 시뮬레이션으로 보여주고 설명할 수 있는 케너의 3상 교통 이론의 틀에서 트래픽 흐름의 첫 번째 수학적 모델은 2002년에 도입된 케르너-클레노프 확률적 미시적 교통 흐름 모델이었다.^[46] 몇 달 후 케르너, 클레노프, 울프는 케르너의 3상 교통 이론의 틀에서 세포자동화(CA) 교통 흐름 모델을 개발했다.^[47] 케너 이론의 틀에 있는 케너-클레노프 확률적 트래픽 흐름 모델은 특히, 램프 내 계측, 속도 제한 제어, 교통 및 운송 네트워크의 동적 트래픽 할당, 심한 병목 현상과 이동 병목현상의 트래픽, 이질성의 특징 등을 시뮬레이션하기 위해 다양한 애플리케이션에 대해 더욱 개발되었다.Ous 교통 흐름 서로 다른 차량 및 드라이버, 잼 경고 방법이고 협력적인 운전으로 vehicle-to-vehicle(V2V)통신으로 구성된 무인 차량의 도시 교통,over-saturated 도시 교통, 교통 네트워크에 차량 연료 소비의 교통 신호가 보이면 혼합물 교통 흐름 교통 파경에 이른 성능이다.[48][49][50][51][52][53][54][55][56][57][58][59][60][39][40][41][61]

3상 교통이론의 틀에 있는 지능형 교통시스템

혼잡한 교통 패턴 재구성을 위한 ASDA/FOTO 방법

3상 교통이론은 교통공학에 응용하기 위한 이론적 근거다.^[16][17] 3상 교통이론의 첫 적용 사례 중 하나는 고속도로망의 혼잡 교통패턴의 주폭재구성을 위한 온라인 신청에 사용되는 ASDA/FOTO 방식이다.^[62][63]

혼잡 패턴 제어 접근법

2004년에 Kerner는 혼잡한 패턴 제어 방식을 도입했다.^[16][64][65] 제어기가 (예를 들어, 온램프 측정, 속도 제한 또는 기타 트래픽 제어 전략을 사용하여) 병목현상에서 가능한 최대 유량에서 자유 유량 조건을 유지하려고 하는 네트워크 병목현상에서의 표준 트래픽 제어와 정반대되는 패턴 제어 접근법에서는 교통 흐름을 제어하지 않는다. 병목현장에서 자유로운 흐름이 실현되는 한 병목현상은 실현된다. 병목현상에서 F → S 전환(교통 붕괴)이 발생한 경우에만 제어기가 병목현상에서의 자유 유량을 되돌리려고 하는 작업을 시작한다. 혼잡 패턴 제어 접근방식은 교통 붕괴의 경험적 핵 성격과 일치한다. 정체된 패턴 제어 접근방식으로 인해 병목현상에서는 자유 흐름이 회복되거나 병목현상에서는 교통 혼잡이 국부화된다.^[66][67]

2004년 커너는 3상 교통이론의 틀에서 자율주행차 개념을 도입했다. 3상 교통이론의 틀에서 자율주행차는 선행 차량으로 향하는 정해진 시간대가 없는 자율주행차다.^[68][69][70]

2015년 이후 작업

2015년에 Kerner는 고속도로 병목현상에서 교통량 분해가 발생하기 전에 병목현상에서는 F → S → F 전환의 무작위 시퀀스가 있을 수 있다는 것을 발견했다. F → S 전환의 개발은 S → F의 불안정성에 의해 중단되며, 이는 동기화된 흐름 해체로 이어져 병목현상에서의 S → F 전환으로 이어진다. 케너의 F → S → F 전환의 효과는 다음과 같다. F → S → F 전환은 병목지점에서 교통량 파괴의 무작위 시간 지연을 결정한다.^[71]

커너는 교통파괴(F → S 전환)의 경험적 핵 특성에서 비롯되는 교통·교통 과학의 새로운 패러다임이 있으며, 3상 교통이론은 다음과 같이 확률적 고속도로 수용력의 의미를 변화시킨다고 주장한다. 언제든지 최소 및 최대 고속도로 용량 사이에 다양한 고속도로 용량 값이 존재하며, 이 값 자체는 확률적 값이다. 병목현상의 유량이 이 시간 순간과 관련된 용량 범위 내에 있는 경우, 교통량 파괴는 일부 확률로만 병목현장에서 발생할 수 있다. 즉, 어떤 경우에는 교통량 파괴가 발생하고, 다른 경우에는 발생하지 않는다.^{[16][17][18][72][page needed]}

2016년에 Kerner는 네트워크 처리량 최대화 접근법이라고 하는 고장 최소화 원칙의 적용을 개발했다. 커너의 네트워크 처리량 최대화 접근방식은 전체 네트워크에서 자유 흐름 조건을 유지하면서 네트워크 처리량의 최대화에 전념한다.^[73]

2016년에 Kerner는 네트워크 용량이라 불리는 트래픽 또는 운송 네트워크의 측정(또는 "금속")을 도입했다.^[73][20]

케너는 2019년 S → F, S → J 불안정성 사이에 주피템포럴 경쟁이 있다는 것을 알아냈다.^[38]

참고 항목

• 삼상교통이론
• 교통 혼잡: 케너의 3상 이론을 이용한 재건

참조

원천

• 가오, K, 장, R, 후, S-X, 왕, B-H & 우, Q. S, "커너의 3상 교통 이론"의 틀에서 속도 적응을 갖춘 세포-자동 모델" 이체. E 76,026105(2007) 개정판 doi: 10.1103/PhysRevE.76.026105
• 휴버트 레본, 세르게이 클레노프, "혼잡 패턴의 교통 예측", 인: R. 마이어스 (Ed.): 복잡성과 시스템 과학 백과사전, 스프링어 뉴욕, 2009, 페이지 9500–9536
• 휴버트 레본, 조센 파머, "노르트라인-베스트팔렌에서 케너의 3상 교통 이론과 차량과의 통합에 기초한 ASDA/FOTO", 2008 IEEE 지능형 차량 심포지엄, 페이지 186–191.doi: 10.1109/IVS.282
• 휴버트 레본, 세르게이 클레노프, 조센 파머, "커너의 3상 교통 이론을 바탕으로 미국, 영국, 독일에서 연구된 공통 교통 체증 특징", 2011 IEEE 지능형 차량 심포지엄(IV), 페이지 19–24.doi: 10.1109/IVS 2011.5940394
• L. C. Davis, B의 책에 대한 A 리뷰. S. Kerner, Physics Today, Vol. 63, 제3호(2010), 페이지 53의 "현대 교통 흐름 이론 및 제어에 대한 소개".
• Kjell Hausken과 Hubert Rehborn https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-11674-7_5 "게임-이론적 맥락과 케너의 3상 교통 이론 해석", In: "혼잡, 안전 및 보안의 게임 이론 분석: 교통 및 교통 이론", 신뢰성 공학에서의 스프링거 시리즈, Kjell Hausken과 Jun Zhang이 편집한 (Springer, 2015), 페이지 113–141. 도이: 10.1007/978-3-19-11674-7_5]
• Hubert Rehborn, Sergey L. Klenov, Micha Koller "Traffic Prediction of Congested Patterns", In: "Complex Dynamics of Traffic Management", Encyclopedia of Complexity and Systems Science Series, 2nd ed., edited by Boris S. Kerner (Springer, New York, 2019), pp. 501–557. doi: 10.1007/978-1-4939-8763-4_564
• Junfang Tian, Chenqiang Zhu, and Rui Jiang "Cellular Automaton Models in the Framework of Three-Phase Traffic Theory", In: "Complex Dynamics of Traffic Management", Encyclopedia of Complexity and Systems Science Series, 2nd ed., edited by Boris S. Kerner (Springer, New York, 2019), pp. 313–342. doi: 10.1007/978-1-4939-8763-4_670
• X. 후, F. 장, J. 럽, M. 류, Y. 마, Q. 완, "케너의 3상 교통이론의 틀에서 세포자동화 모델을 기반으로 한 도시 터널에서의 태양빛의 영향에 관한 연구" 물리학자 A 527, 121176 (2019) 도이: 10.1016/j.물리.2019.121176