Введение. В данной публикации проводится сравнительный анализ двухфазной и трехфазной теорий транспортных потоков. Рассматриваются ключевые отличия между этими теориями, их применимость к реальным транспортным системам, а также фазовые переходы, учитываемые моделями теорий. Основное внимание уделяется эмпирическим данным и моделированию сложных динамических явлений на дорогах. В статье подчеркивается научная новизна трехфазной теории Б. Кернера, ее преимущества в прогнозировании заторов и управлении транспортными потоками.
Материалы и методы. В исследовании рассмотрены и проанализированы классические теории транспортного потока, включая двухфазные модели, основанные на фундаментальной диаграмме, и трехфазная теория транспортного потока, разработанная Б. Кернером. Основное внимание уделялось теоретическим аспектам, сравнительному анализу и интерпретации ключевых положений этих теорий. Исследование базировалось на анализе научной литературы. Основными источниками информации служили рецензируемые статьи, опубликованные в ведущих научных журналах по транспортной тематике, монографии, посвященные теории транспортных потоков и их применению в управлении движением, доклады и материалы международных конференций, а также иные источники, охватывающие как классические подходы, так и современные тенденции в моделировании транспортных потоков.
Результаты. Сделан сравнительный анализ общей двухфазной теории транспортного потока и трехфазной теории транспортного потока Б. Кернера. В двухфазной теории, базирующейся на фундаментальной диаграмме трафика, основными фазами являются свободный и плотный потоки. Эти фазы описываются через взаимосвязь между плотностью, потоком и скоростью движения автомобилей. Фазовый переход в двухфазной теории возникает из-за превышения критической плотности транспортных средств. Трехфазная теория описывает несколько фундаментальных свойств фазовых переходов: от свободного к синхронизированному, от синхронизированного к широким кластерам, а также обратные переходы и их различные варианты.
Обсуждение и заключение. Основные результаты исследования заключаются в детализированном сравнении двух теорий, что позволяет выявить критические аспекты и потенциальные направления их дальнейшего развития. В частности, было показано, что трехфазная теория Кернера обладает более широкими возможностями для описания метастабильных состояний и сложных переходов между фазами, что делает ее предпочтительной для анализа транспортных потоков в условиях современных мегаполисов.