6 research outputs found
Two Lane Traffic Simulations using Cellular Automata
We examine a simple two lane cellular automaton based upon the single lane CA
introduced by Nagel and Schreckenberg. We point out important parameters
defining the shape of the fundamental diagram. Moreover we investigate the
importance of stochastic elements with respect to real life traffic.Comment: to be published in Physica A, 19 pages, 9 out of 13 postscript
figures, 24kB in format .tar.gz., 33kB in format .tar.gz.uu, for a full
version including all figures see
http://studguppy.tsasa.lanl.gov/research_team/papers
Two-lane traffic rules for cellular automata: A systematic approach
Microscopic modeling of multi-lane traffic is usually done by applying
heuristic lane changing rules, and often with unsatisfying results. Recently, a
cellular automaton model for two-lane traffic was able to overcome some of
these problems and to produce a correct density inversion at densities somewhat
below the maximum flow density. In this paper, we summarize different
approaches to lane changing and their results, and propose a general scheme,
according to which realistic lane changing rules can be developed. We test this
scheme by applying it to several different lane changing rules, which, in spite
of their differences, generate similar and realistic results. We thus conclude
that, for producing realistic results, the logical structure of the lane
changing rules, as proposed here, is at least as important as the microscopic
details of the rules
Discrete stochastic models for traffic flow
We investigate a probabilistic cellular automaton model which has been
introduced recently. This model describes single-lane traffic flow on a ring
and generalizes the asymmetric exclusion process models. We study the
equilibrium properties and calculate the so-called fundamental diagrams (flow
vs.\ density) for parallel dynamics. This is done numerically by computer
simulations of the model and by means of an improved mean-field approximation
which takes into account short-range correlations. For cars with maximum
velocity 1 the simplest non-trivial approximation gives the exact result. For
higher velocities the analytical results, obtained by iterated application of
the approximation scheme, are in excellent agreement with the numerical
simulations.Comment: Revtex, 30 pages, full postscript version (including figures)
available by anonymous ftp from "fileserv1.mi.uni-koeln.de" in the directory
"pub/incoming/" paper accepted for publication in Phys.Rev.
Algorithmen, Architekturen und Technologie der optoelektronischen Rechentechnik
Der Einsatz optischer Verbindungen in der Rechentechnik verspricht viele der heute bei der Kommunikation zwischen Leiterplatten und zwischen integrierten Schaltkreisen auftretende EngpĂ€sse zu lösen. Optische Verbindungen moderaler ParallelitĂ€t (10-20 KanĂ€le) zwischen Baugruppen sind, wie die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, mittlerweile technisch machbar. Die effiziente Nutzung optischer Verbindungen im Bereich chip-to-chip zum Aufbau eines 3-dimensionalen optoelektronischen VLSI (3-D O E-VLSI) erfordert dagegen wesentlich stĂ€rkere Eingriffe in die Architektur derzeitiger VLSI-Systeme. Aufgabe der Informatik ist einerseits die Entwicklung geeigneter Architekturen und zugehöriger Algorithmen und andererseits der Nachweis der hardwaretechnischen Machbarkeit der entwickelten Architekturkonzepte. In der Arbeit werden eine Reihe von ArchitekturvorschlĂ€gen unterbreitet, die weitgehend bis auf die Hardwareebene spezifiziert sind und teilweise in ersten Demonstrator- und Testschaltkreisen realisiert wurden. Dies betrifft ein superskalares aus Superpipelinestufen aufgebautes optoelektronisches 3-D Rechenwerk fĂŒr Ganzzahlarithmetik, einen binĂ€ren neuronalen Assoziativspeicher, figurierbare Hardwarestrukturen, eine 3-D Architektur fĂŒr alle Prozessoren, systolische Addierer und ein Architekturkonzept fĂŒr einen digitalen optoelektronischen Bildverarbeitungsprozessor. Durch theoretische Vergleiche wird der Nachweis erbracht, daĂ fĂŒr die genannten Architekturen durch den Einsatz eines hochdichten optischen Verbindungssystems Steigerungen der Durchsatzrate von 1-3 GröĂenordnungen gegenĂŒber rein-elektronischen Systemen möglich sind. FĂŒr den Assoziativspeicher, die rekonfigurierbare Hardware und das 3-D Rechenwerk fĂŒr Ganzzahlarithmetik wurden erste einfache OE-VLSI-Schaltkreise auf der Basis optischer Modulatoren und PN-Detektoren realisiert. Da der Entwurf solcher Systeme neue rechnergestĂŒtzte Entwurfssysteme erfordert, werden ferner die im Rahmen der Arbeit durchgefĂŒhrten Entwicklungen fĂŒr ein Simulations- und Synthesewerkzeug fĂŒr 3-D OE-VLSI-Systeme dargestellt