Реферат 2
Введение 3
1 Задача управления одним светофорным объектом 10
1.1 Основные определения и обозначения 10
1.2 Описание задачи 13
1.3 Задача вычисления функции оценки эффективности управления . 18
1.4 Задача поиска оптимального управления 19
1.5 Решение задачи поиска оптимального управления 21
1.6 Вычислительные эксперименты 25
1.6.1 Вычисление функции оценки эффективности управления
для двухфазного светофорного объекта 25
1.6.2 Задача поиска оптимального управления для двухфазного
светофорного объекта 28
1.6.3 Задача поиска оптимального управления для трехфазного
светофорного объекта 31
1.7 Выводы по главе 1 32
2 Сеть из двух светофорных объектов 34
2.1 Описание задачи 34
2.2 Описание механизма координации 37
2.3 Вычислительные эксперименты 38
2.4 Выводы по главе 2 40
3 Реальный участок дорожной сети 41
3.1 Описание задачи 41
3.2 Вычислительные эксперименты 44
3.3 Выводы по главе 3 48
Заключение 49
Список использованных источников 50
Приложение А 52
Актуальность и степень разработанности темы исследования.
Информационные технологии дают людям подходящие инструменты для удовлетворения их различных потребностей. Потребность эффективно распределять свое время появилась из-за необходимости выживать в условиях жесткого рынка труда. Одно из направлений для удовлетворения данной потребности — уменьшение времени простоя в пробках. Возможна ситуация, когда ряд происшествий частично или полностью блокирует движение на артериях города. Например, некоторые происшествия, парализовавшие или полностью остановившие движение на проспекте Свободном в городе Красноярске:
• в районе «Космоса», 12 февраля 2020 года движение под мостом было заблокировано из-за упавшей балки (у железнодорожного моста есть ограничение на высоту транспорта);
• второго августа 2013 года недалеко от Алексеевского путепровода, по нечётной стороне, произошло обрушение части подпорной стены;
• бесчисленные мелкие аварии на выезде из торгового комплекса и при повороте на улицу Курчатова.
Речь идет о потерянных часах для отдельно взятого индивидуума или о тысячах часов для всех, кто стоял в образовавшихся пробках. Проблему пробок решают с помощью настройки системы управления светофорными объектами.
Системы управления светофорными объектами подразделяют на адаптивные и неадаптивные. Неадаптивные системы светофоров переключают фазы светофоров через заранее заданное фиксированное время.
В таблице 1 представлены наиболее известные адаптивные системы управления светофорами.
Для работы адаптивных систем первого поколения задается наперед план координации. Основным приложением таких систем является регулирование фаз светофоров для разгрузки дороги в определенный период времени: утренний, дневной, вечерний, выходной день. Это требует сбора информации. Наиболее распространенная модель такого типа — Urban Traffic Control System-First Generation (UTCS-1) , разработанная в 1970-х на языке Fortran. Для работы подобной модели требуется информация об объеме пропускаемого трафика в час для обрабатываемого периода времени. Входными данными модели являются: средняя скорость машин; среднее время, затраченное на преодоление перекрестка; максимальное время для полной загрузки перекрестка. Принцип работы заключается в подборе параметров длительности желтой фазы, стрелки поворота и стоп-фазы для разных распределений трафика. Понятно, что такая модель чувствительна к объему входных данных. Отсюда следует недостаток системы — необходимость в постоянном сборе и обновлении входных данных.
Еще одна адаптивная система светофоров — Split, Cycle, and Offset Optimisation Technique (SCOOT) Перечислим основные отличия от предыдущей модели:
• непрерывный сбор и анализ информации с детекторов;
• преобразовании информации с предыдущего этапа в информацию о потоке машин;
• принятие решения о длительности фазы: исключение или увеличение времени полного цикла светофора, если у потока большая насыщенность.
Данная система не может быть применена к слишком коротким улицам и к дорогам длинной более одного километра.
...
В бакалаврской работе представлены модель, метод, алгоритмы и программы реализующие мультиагентную систему для задачи совокупного управления светофорными объектами участков реальной дорожной сети.
Основные результаты диссертационной работы представлены ниже.
1. Построены математические модели процесса управления для одного и для сети светофорных объектов, отличающиеся учетом текущего расположения светофорных объектов и их загруженности и позволяющие сформулировать оптимизационные задачи, целью которых является минимизация задержки трафика автомобилей.
2. Разработан и теоретически обоснован алгоритм управления участком дорожной сети для одного двухфазного светофорного объекта.
3. Разработан и теоретически обоснован алгоритм управления участком дорожной сети для двух двухфазных светофорных объектов.
4. Разработан и теоретически обоснован алгоритм управления участком реальной дорожной сети из двух многофазных светофорных объектов.
5. Создан комплекс программ, реализующий разработанные алгоритмы, для проверки их результативности применительно к дорожным сетям.
