Оптимальное правило разрешения конкуренции для управляемой бинарной цепочки
А. Г. Таташевab,
М. В. Яшинаabc a Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), Россия, 125319, Москва, Ленинградский проспект, 64
b Московский технический университет связи и информатики, Россия, 123423, Москва, ул. Народного Ополчения, 32
c Московский авиационный институт (Национальный исследовательский университет), Россия, 125993, Москва, Волоколамское шоссе, 4
Аннотация:
Исследуется динамическая система типа бинарной цепочки Буслаева. Система содержит
$N$ контуров. На каждом контуре имеются две ячейки и одна частица. Для каждого контура имеется по одной общей точке, называмой узлом, с каждым из двух соседних контуров. В детерминированном варианте системы в любой дискретный момент времени каждая частица перемещается в другую ячейку, если нет задержки. Задержки обусловлены тем, что две частицы не могут проходить через узел одновременно. Если две частицы стремятся пересечь один и тот же узел, то перемещается только одна частица в соответствии с заданным правилом разрешения конкуренции. В стохастическом варианте частица стремится переместиться, если система находится в состоянии, соответствующем состоянию детерминированной системы, в котором частица перемещается. Эта попытка реализуется в соответствующей системе с вероятностью
$1-\varepsilon,$ где
$\varepsilon$ — малая величина. Получено правило разрешения конкуренции, называемое правилом длинного кластера. Это правило переводит систему в такое состояние, что все частицы перемещаются без задержек в настоящий момент и в будущем (состояние свободного движения), причем система попадает в состояние движения за минимальное возможное время. Среднее число
$v_i$ перемещений частицы
$i$-го контура в единицу времени называется средней скоростью этой частицы,
$i=1,\dots,N.$ В предположении, что
$N=3,$ для стохастического варианта системы получены следующие результаты. Для правила длинного кластера получена следующая формула для средней скорости частиц:
$v_1=v_2=v_3=1-2\varepsilon+o(\varepsilon)$ $(\varepsilon\to 0).$ Для левоприоритетного правила, в соответствии с которым при конкуренции приоритет имеет частица контура с меньшим номером, для средней скорости частиц получена следующая формула:
$v_1=v_2=v_3=\frac{6}{7}+o(\sqrt{\varepsilon}).$
Ключевые слова:
динамические системы, клеточные автоматы, случайные процессы с запретами, модели трафика.
УДК:
519.8
MSC: 93B70,
93E03 Поступила в редакцию: 07.02.2023
DOI:
10.46698/n5870-2157-0771-b