三相交通理论

三相交通理论，主要侧重于解释高速公路上交通故障及其导致的交通拥堵的物理现象。 克纳描述了交通的三个阶段，而基于交通流基本图的经典理论有两个阶段：自由流动和拥堵交通。 Kerner 的理论将拥堵的交通分为两个不同的阶段，同步流和广泛移动的拥堵，使阶段总数达到三个：

• 自由流动 (F)
• 同步流（S）
• 宽移动卡纸 (J)

尽管指的是交通拥堵的长度，但仍使用了宽这个词。

阶段被定义为空间和时间上的状态。

在自由交通流中，经验数据显示流量 q {dISPlaystyle q}（每单位时间的车辆数）与车辆密度 k {diSPlaystyle k}（每单位距离的车辆数）呈正相关。 这种关系在最大自由流 q max 和相应的临界密度 k crit处停止。

数据显示，在拥挤的条件下，流量和密度之间的关系较弱。 因此，克纳认为，经典交通理论中使用的基本图无法充分描述车辆交通的复杂动态。 相反，他将拥堵分为同步流和广泛移动的拥堵。

在拥挤的交通中，车速低于自由流中遇到的最低车速 v free min 最小速度 v free min = q max k crit将流密度平面上的经验数据分为两个区域：左侧自由流数据点和右侧拥堵交通数据点。

所谓的大范围移动拥堵会向上游通过任何高速公路瓶颈。 在这样做的同时，下游前沿的平均速度 v g {displaystyle v_{g}} 保持不变。 这是定义阶段 J 的广泛移动堵塞的特征。

术语宽移动拥堵旨在反映拥堵的特征，即通过任何其他交通流状态和任何瓶颈传播，同时保持下游拥堵前沿的速度。 短语移动堵塞反映了堵塞在道路上作为整体局部结构的传播。 为了区分宽移动堵塞和其他移动堵塞，后者不保持下游堵塞前沿的平均速度，Kerner 使用术语宽。 术语“宽”反映了这样一个事实，即如果移动拥堵的宽度（在纵向道路方向上）远大于拥堵前沿的宽度，并且如果拥堵内的车速为零，则拥堵始终表现出以下特征： 保持下游堵塞前沿的速度。因此，术语“宽”与整个堵塞的宽度无关，但实际上是指其长度远大于其过渡区的长度 首尾。

在同步流中，车辆加速到自由流动的下游前沿没有显示出广泛移动拥堵的这种特征。 具体来说，同步流的下游前端往往固定在瓶颈处。

术语同步流旨在反映此交通阶段的以下特征：(i) 它是连续的交通流，没有明显的停顿，经常发生在广泛移动的拥堵中。 术语流反映了这一特征。 (ii) 在此流程中，多车道道路上不同车道的车速有同步的趋势。 此外，在同步流中，每个车道（车辆聚集）中的车辆速度有同步的趋势。 这是由于通过的概率相对较低。