Stop-and-go waves, as a major form of freeway traffic congestion, cause severe and long-lasting adverse effects, including reduced traffic efficiency, increased driving risks, and higher vehicle emissions. Amongst the highway traffic management strategies, jam-absorption driving (JAD), in which a dedicated vehicle performs "slow-in" and "fast-out" maneuvers before being captured by a stop-and-go wave, has been proposed as a potential method for preventing the propagation of such waves. However, most existing JAD strategies remain impractical mainly due to the lack of discussion regarding implementation vehicles and operational conditions. Inspired by real-world observations of police-car swerving behavior, this paper first introduces a Single-Vehicle Two-Detector Jam-Absorption Driving (SVDD-JAD) problem, and then proposes a practical JAD strategy that transforms such behavior into a maneuver capable of suppressing the propagation of an isolated stop-and-go wave. Five key parameters that significantly affect the proposed strategy, namely, JAD speed, inflow traffic speed, wave width, wave speed, and in-wave speed, are identified and systematically analyzed. Using a SUMO-based simulation as an illustrative example, we further demonstrate how these parameters can be measured in practice with two stationary roadside traffic detectors. The results show that the proposed JAD strategy successfully suppresses the propagation of a stop-and-go wave, without triggering a secondary wave. This paper is expected to take a significant step toward making JAD practical, advancing it from a theoretical concept to a feasible and implementable strategy. To promote reproducibility in the transportation domain, we have also open-sourced all the code on our GitHub repository https://github.com/gotrafficgo.


翻译:走走停停波作为高速公路交通拥堵的主要形式,会造成严重且持久的不利影响,包括降低交通效率、增加驾驶风险以及提高车辆排放。在高速公路交通管理策略中,拥堵吸收驾驶(JAD)作为一种潜在方法被提出,该方法通过指定车辆在被走走停停波捕获前执行“慢入快出”的操控动作,以阻止此类波的传播。然而,现有的大多数JAD策略仍不切实际,主要原因是缺乏对实施车辆和运行条件的讨论。受现实中观察到的警车变道行为启发,本文首先引入了单车辆双检测器拥堵吸收驾驶(SVDD-JAD)问题,进而提出了一种实用的JAD策略,该策略将此类行为转化为能够抑制孤立走走停停波传播的操控动作。研究识别并系统分析了五个显著影响所提策略的关键参数,即JAD速度、流入交通速度、波宽、波速以及波内速度。通过一个基于SUMO的仿真作为示例,我们进一步展示了如何利用两个固定的路侧交通检测器在实践中测量这些参数。结果表明,所提出的JAD策略成功抑制了走走停停波的传播,且未引发二次波。本文有望在推动JAD走向实用化、使其从理论概念发展为可行且可实施的策略方面迈出重要一步。为促进交通领域的可复现性,我们已在GitHub仓库(https://github.com/gotrafficgo)开源所有代码。

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