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Statistics of Extremes, Traffic Jams and Natural Disasters

Kühne, Reinhart (2007) Statistics of Extremes, Traffic Jams and Natural Disasters. In: Fluctuation and Noise Conference, Volume 6601, . Fluctuation and Noise 2007, 200705-20 - 2007-05-24, Florenz (Italien). ISBN 9780819467386. ISSN 0277-786X

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Kurzfassung

Analyzing probability distributions from water level time series and calculating the first passage time distributions gives the probability of firstly exceeding a given threshold corresponding to a flood or general disaster event. The method will be applied to the water level recordings of the Danube river from which since 100 years very accurate notes exist. The method is transferred to time series of traffic volumes interpreting traffic breakdowns as extreme events. Three different traffic situations can be distinguished: (a) Stable traffic flow where any fluctuations decay over time (b) metastable traffic flow where fluctuations neither decay nor grow and (c) unstable traffic flow where a breakdown can be expected for sure if the observation time is long enough. The traffic dynamics is translated into a first passage time distribution. This describes the distribution of time periods observing for the first time the formation of a traffic jam of a certain length or number of vehicles. The distribution contains a time lag, a maximum corresponding to a time period of a Brownian motion drift reaching the critical jam length, and a tail describing exceptional long waiting times for jam formation. The cumulative first passage time distribution can be interpreted as breakdown probability distribution. It outlines when reaching a breakdown a given probability in an assumed observation time. It leads directly to the probabilistic definition of the capacity as a traffic volume leading to an unstable traffic pattern with a given probability within a given observation time. This definition can substitute the existing definitions and opens the possibility to quantitatively describing the influence of traffic control systems on the capacity.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Statistics of Extremes, Traffic Jams and Natural Disasters
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Kühne, ReinhartNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2007
Erschienen in:Fluctuation and Noise Conference
Referierte Publikation:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:Volume 6601
Seitenbereich:
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der Herausgeber
Kertész, JánosNICHT SPEZIFIZIERT
Bornholdt, StefanNICHT SPEZIFIZIERT
Mantegna, Rosario N.NICHT SPEZIFIZIERT
Name der Reihe:Proceedings of Spie
ISSN:0277-786X
ISBN:9780819467386
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Extremes, Traffic Jam, Natural Disasters, Statistics, disaster management, traffic flow, first passage time, breakdown probabillity
Veranstaltungstitel:Fluctuation and Noise 2007
Veranstaltungsort:Florenz (Italien)
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:200705-20 - 2007-05-24
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:V SM - Sicherung der Mobilität (alt)
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V SM - Sicherung der Mobilität
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V -- keine Zuordnung
Standort: Berlin-Adlershof
Institute & Einrichtungen:Verkehrsstudien
Hinterlegt von: Sandra Zache
Hinterlegt am:22 Aug 2007
Letzte Änderung:15 Jan 2010 01:01

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