Canonical Instabilities of Autonomous Vehicle Systems: The Unsettling Reality Behind the Dreams of Greed

قضایای حد مجانبی نظریه‌های کنترل و اطلاعات این امکان را فراهم می‌آورد که پویایی فروپاشی را که احتمالاً سیستم‌های مقیاس بزرگ وسایل نقلیه زمینی خودران را که با یکدیگر و با یک جاده هوشمند تعبیه‌شده در ارتباط هستند، تحت تأثیر قرار دهد، ممکن می‌سازد. هر سیستم وسیله نقلیه/جاده ای ذاتاً در مفهوم تئوری کنترل ناپایدار است، به عنوان یک نتیجه از بی نظمی های اساسی جریان ترافیک، شبکه جاده ها، و فعل و انفعالات آنها، و آن را در قلمرو قضیه نرخ داده قرار می دهد که حداقل نرخ لازم را الزامی می کند. کنترل اطلاعات برای ثبات به نظر می‌رسد که سیستم‌های V2V/V2I در مقیاس بزرگ دچار خرابی‌هایی در مقیاس بزرگ مشابه با جبهه‌های گسترده خاموشی شبکه برق و احتمالاً الگوهای کمتر خوش‌خیم اما ظریف‌تر از اختلال عملکرد خودرو، جوخه و اختلال در مقیاس متوسط ​​خواهند شد. موضوع اصلی هم افزایی بین دینامیک جریان ترافیک است که درک ضعیفی از آن و پویایی شبکه اطلاعات چندمنبعی رمزآلود مشابهی دارد که منجر به آنالوگ های انتقال فاز بسیار نقطه گذاری شده است.

The asymptotic limit theorems of control and information theories make it possible to explore the dynamics of collapse likely to afflict large-scale systems of autonomous ground vehicles that communicate with each other and with an embedding intelligent roadway. Any vehicle/road system is inherently unstable in the control theory sense as a consequence of the basic irregularities of the traffic stream, the road network, and their interactions, placing it in the realm of the Data Rate Theorem that mandates a minimum necessary rate of control information for stability. It appears that large-scale V2V/V2I systems will experience correspondingly large-scale failures analogous to the vast, propagating fronts of power network blackouts, and possibly less benign but more subtle patterns of individual vehicle, platoon, and mesoscale dysfunction. The central matter is the synergism between poorly-understood traffic flow dynamics and similarly cryptic multisource information network dynamics, leading to highly punctuated phase transition analogs.