Analysis on the Road Capacity: Connected and Automated Vehicle Platoons in the Mixed Traffic Flow

Dieses Kapitel befasst sich mit der Analyse der Straßenkapazität, wobei der Schwerpunkt auf vernetzten und automatisierten Fahrzeugen (CAV) im gemischten Verkehrsfluss liegt. Zunächst werden die Herausforderungen städtischer Verkehrsstaus, hoher Unfallraten und Umweltverschmutzung hervorgehoben und die Notwendigkeit verbesserten Fahrverhaltens betont, um die Effizienz und Sicherheit des Verkehrsbetriebs zu verbessern. Die Entwicklung des Internets der Fahrzeuge und des automatisierten Fahrens wird als potenzielle Lösung präsentiert, wobei CAV-Züge als Schlüsselfaktor bei der Verbesserung der Autobahnkapazität auftauchen. Das Kapitel stellt das Konzept der CAV-Züge, ihre Abhängigkeit von V2V- und V2X-Kommunikationsprotokollen und ihre Fähigkeit zur Verbesserung der Sicherheit und des Fahrverhaltens vor. Eine allgemeine theoretische Formel wird bereitgestellt, um zu veranschaulichen, wie die Straßenkapazität mit der Durchdringungsrate des CAV-Marktes variiert und eine klare Beziehung zwischen mikroskopischen Eigenschaften und makroskopischer Kapazität hergestellt wird. In diesem Kapitel wird eine Formel zur Bestimmung der Verteilung und Kapazitätsänderungen von CAVs unter Berücksichtigung der gegebenen Kommunikationsfähigkeiten, Marktdurchdringungsraten von CAV und Fortschrittsgewinne entwickelt. Anhand von Simulationen und Berechnungen kommt das Kapitel zu dem Schluss, dass die Straßenkapazität mit zunehmender Marktdurchdringungsrate von CAV signifikant zunimmt, wobei nichtlineare Veränderungen beobachtet werden. Außerdem werden die minimalen Auswirkungen der Größe des CAV-Zuges und die erheblichen Vorteile einer Verbesserung der Kommunikationstechnologie zwischen den Zügen identifiziert. Diese umfassende Analyse bietet wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung der Straßenkapazität im Zeitalter vernetzter und automatisierter Fahrzeuge.