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Biological and vehicular traffic: stochastic models

01UHYKG

A.A. 2021/22

Course Language

Inglese

Degree programme(s)

Doctorate Research in Fisica - Torino

Course structure
Teaching Hours
Lezioni 20
Lecturers
Teacher Status SSD h.Les h.Ex h.Lab h.Tut Years teaching
Pelizzola Alessandro Professore Ordinario PHYS-02/A 20 0 0 0 6
Co-lectures
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Context
SSD CFU Activities Area context
*** N/A ***    
Date d'appello
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami
Il corso mira ad introdurre gli studenti a (i) le basi della modellizzazione del traffico, concentrandosi sui fenomeni osservati nel traffico veicolare e nei sistemi viventi, e (ii) gli approcci a questi problemi che sono stati sviluppati recentemente sulla base della teoria dei processi stocastici e della fisica statistica di fuori equilibrio.
The course aims to introduce students to (i) the basics of traffic modeling, focusing on phenomena which are observed in vehicular traffic and in living systems, and (ii) the approaches to these problems which have been recently developed on the basis of the theory of stochastic processes and nonequilibrium statistical physics.
Fondamenti di analisi matematica e fisica generale
Fundamentals of calculus and general physics
1. Elementi di meccanica statistica e processi stocastici 2. Traffico veicolare, risultati empirici: osservabili, diagramma fondamentale, ingorghi, fasi del traffico e transizioni di fase 3. Traffico biologico: ribosomi, motori molecolari, formiche. 4. Modelli stocastici di traffico: cammini aleatori, processi di esclusione semplice, processo zero range, modello di Nagel-Schreckenberg. 5. Metodi per i modelli stocastici di traffico: approssimazioni di campo medio e a cluster, metodi numerici, introduzione alle soluzioni esatte. Bibliografia: A. Schadschneider, D. Chowdhury and K. Nishinari, Stochastic transport in complex systems, Elsevier (2011). T. Chou, K. Mallick and R. K. P. Zia, Rep. Prog. Phys. 74, 116601 (2011). Verranno messi a disposizione appunti e slides Reading materials: A. Schadschneider, D. Chowdhury and K. Nishinari, Stochastic transport in complex systems, Elsevier (2011). T. Chou, K. Mallick and R. K. P. Zia, Rep. Prog. Phys. 74, 116601 (2011). Lecture notes and slides will be provided.
1. Elements of statistical mechanics and stochastic processes. 2. Vehicular traffic, empirical findings: observables, fundamental diagram, jams, traffic phases and phase transitions. 3. Biological traffic: ribosomes, molecular motors, ants. 4. Stochastic modeling of traffic: random walks, simple exclusion processes, zero range process, Nagel-Schreckenberg model. 5. Methods for stochastic traffic models: mean field and cluster approximations, numerical methods, introduction to exact solutions. Reading materials: A. Schadschneider, D. Chowdhury and K. Nishinari, Stochastic transport in complex systems, Elsevier (2011). T. Chou, K. Mallick and R. K. P. Zia, Rep. Prog. Phys. 74, 116601 (2011). Lecture notes and slides will be provided.
In presenza
On site
Presentazione orale
Oral presentation
P.D.2-2 - Settembre
P.D.2-2 - September