اختناق مروري

لنفترض وجود طريق سريع ذي مسارين في اتجاه واحد. ولنفترض أن المخطط الأساسي مُصمم كما هو موضح هنا. تبلغ الطاقة الاستيعابية القصوى للطريق السريع Q  مركبة في الساعة، ما يُعادل كثافة k  مركبة لكل ميل. ويحدث الازدحام المروري عادةً عند كثافة k _{مركبة لكل} ميل.

قبل الوصول إلى السعة القصوى، قد يتدفق المرور بمعدل A  مركبة في الساعة، أو بمعدل أعلى B  مركبة في الساعة. في كلتا الحالتين، تكون سرعة المركبات v _f (أو "التدفق الحر")، لأن الطريق أقل من سعته القصوى.

لنفترض الآن أنه عند موقع معين x ₀ ، يضيق الطريق السريع إلى مسار واحد. تصبح السعة القصوى الآن محدودة بـ D '، أو نصف Q ، نظرًا لأن مسارًا واحدًا فقط من المسارين متاح. تشترك الحالة D في نفس معدل التدفق مع الحالة D' ، لكن كثافة المركبات فيها أعلى.   

باستخدام مخطط الزمان والمكان، يمكننا نمذجة حدث الاختناق المروري. لنفترض أنه عند الزمن t ₀ ، يبدأ تدفق حركة المرور بمعدل B وسرعة v _f . بعد الزمن t ₁ ، تصل المركبات بمعدل تدفق أقل A.     

قبل وصول أولى المركبات إلى الموقع x0 _، يكون تدفق حركة المرور سلسًا. مع ذلك، بعد x0 _، يضيق الطريق، مما يقلل سعته إلى النصف، أي إلى ما دون سعة الحالة B. نتيجةً لذلك، تبدأ المركبات بالتكدس قبل x0 _. يُمثل هذا الوضع بالحالة D ذات الكثافة العالية. سرعة المركبات في هذه الحالة هي vd الأبطأ _، كما هو موضح في الرسم التخطيطي الأساسي. بعد الاختناق المروري، تنتقل المركبات إلى الحالة D ' ، حيث تسير مجددًا بسرعة التدفق الحر vf _.     

بمجرد وصول المركبات بمعدل A بدءًا من الوقت t1 _، سيبدأ الطابور بالانحسار تدريجيًا حتى يتلاشى تمامًا. معدل تدفق المركبات في الحالة A أقل من سعة المسار الواحد في الحالتين D و D' .    

في مخطط الزمان والمكان، يُمثَّل مسار مركبة نموذجي بخط سهم منقط. يُمكن للمخطط بسهولة تمثيل تأخير المركبات وطول الطابور. الأمر بسيط، إذ يكفي أخذ قياسات أفقية ورأسية ضمن منطقة الحالة D. 

في هذا المثال، لنفترض وجود ثلاثة مسارات مرورية في اتجاه واحد. ولنفترض أن شاحنة بدأت السير بسرعة v ، وهي أبطأ من سرعة التدفق الحر v_{_f} . كما هو موضح في الرسم التخطيطي الأساسي أدناه، تمثل السرعة q_{_u} السعة المخفضة (ثلثا Q ، أي مساران من أصل ثلاثة متاحان) حول الشاحنة.    

تمثل الحالة A تدفق حركة المرور الطبيعي، بسرعة v _f . أما الحالة U ، بمعدل تدفق qu _، فتمثل ازدحام المرور أمام الشاحنة. في الرسم التخطيطي الأساسي، تكون سرعة المركبات v _u أبطأ من سرعة v _f . ولكن بمجرد أن يتجاوز السائقون الشاحنة، يمكنهم زيادة سرعتهم والانتقال إلى الحالة D. في حين أن هذه الحالة تسير بانسيابية، إلا أن كثافة المركبات أقل لأن عددًا أقل من المركبات يتجاوز الاختناق المروري.       

لنفترض أنه عند الزمن t ، تباطأت الشاحنة من سرعة التدفق الحر إلى v . يتشكل طابور خلف الشاحنة، ممثلاً بالحالة U. ضمن نطاق الحالة U ، تسير المركبات ببطء أكبر، كما هو موضح في مسار العينة. ولأن الحالة U تحدّ من التدفق مقارنةً بالحالة A ، سيتكدس الطابور خلف الشاحنة ويؤدي في النهاية إلى ازدحام الطريق السريع بأكمله (الميل s سالب). لو كانت الحالة U ذات تدفق أعلى، لكان هناك طابور متزايد أيضًا. ومع ذلك، لن يتكدس لأن الميل s سيكون موجبًا. ^{[ 1 ]}