Tese de Doutorado #322: Mauro Iannini

Traffic model with an absorbing-state phase transition

Autor: Mauro Lúcio Lobão Iannini

Banca Avaliadora

Ronald Dickman (orientador)

Física - UFMG

Bismarck Vaz da Costa

Física - UFMG

Sabino José Ferreira Neto

Matemática - UFMG

Carlos Eduardo Fiore Dos Santos

IF/USP

Edson Denis Leonel

DF/UNESP

Orientadores

Ronald Dickman (orientador)

Departamento de Física - UFMG

Resumo do Trabalho

A contribuição do modelo de Nagel e Schreckenberg (NaSch) no estudo dos modelos de tráfego é notável. Inicialmente foi o primeiro modelo baseado em autômatos celulares com regras de atualização bastante simples. Uma delas tem uma importância especial: o processo de randomização. Essa etapa introduz um parâmetro estocástico, a probabilidade p, no sistema capaz de reproduzir algumas características bastante comuns no tráfego real, por exemplo, a transição entre o fluxo livre para o estado congestionado. No modelo NaSch original, o processo de randomização produz muitos comportamentos incomuns, por exemplo, desacelerações exageradas devido à adição do processo de randomização ao processo de adaptação. Propomos uma ligeira modificação no passo de randomização que produz dois tipos de comportamentos do condutor: O estocástico e o determinístico. O primeiro, como no modelo original, os motoristas podem desacelerar no processo de randomização com probabilidade p. O segundo não está sujeito à desaceleração nessa etapa. Apesar da simplicidade, este novo modelo produz resultados interessantes como transição de fase, histerese, estado absorvente e um fenômeno sem precedentes em modelos de tráfego estocástico: a presença de ponto tricrítico. Mostramos que este ponto ramifica três regiões. O primeiro representa um estado absorvente, todos os condutores têm comportamento determinístico. O segundo, o estado em que ambos os tipos de comportamentos coexistem e o sistema nunca evolui para estado absorvente. A terceira região, o estado de um sistema depende da sua configuração inicial.