СТОХАСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНЦЕВЫХ УЗЛОВ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ

Перечень условных обозначений 4
Введение 5
1. Описание моделируемой предметной области 8
1.1. Концевой узел 9
1.2 Транспортный поток, движущийся в концевой узел 12
2. Описание разрабатываемой модели 14
2.1. Модель входящего потока 14
2.1.1. Интенсивность движения 15
2.1.2. Нестационарный пуассоновский поток 16
2.2. Модель концевого узла 17
2.2.1. Введение в теорию систем массового обслуживания 17
2.2.2. СМО для моделирования въезда на концевой узел 19
2.2.3. СМО для моделирования стоянки на концевом узле 20
2.2.4. СМО для моделирования выезда из концевого узла 21
2.2.5. Время обслуживания 22
3. Практическая реализация имитационной модели 23
3.1. Фреймворк Salabim 23
3.1.1. Принцип работы 24
3.1.2. Пример работы фреймворка 24
3.2. Основные компоненты приложения 26
3.2.1. Входящий поток (метод разреживания) 28
3.2.2. Описание транспортного средства 31
3.2.3. Въезд на концевой узел 32
3.2.4. Стоянка на концевом узле 37
3.2.5. Выезд из концевого узла 40
3.2.6. Время обслуживания на въезде, стоянка и выезде 42
3.3. Результаты моделирования 46
3.3.1. Параметры моделируемого концевого узла 46
3.3.2. Вывод результатов в виде текста 48
3.3.3. Вывод результатов в виде графиков 51
Заключение 56
Список использованных источников и литературы 57

Купить

За последние десятилетия количество транспортных средств в городах существенно увеличилось, при этом, их транспортные системы не успевают расширяться с такой же скоростью. Возникает не только проблема с пробками, но и проблема с паркингом. И хотя в последнее время эту проблему стараются активно решать, путём строительства специализированных платных парковочных мест, она до сих пор остаётся основной проблемой. Особенно данная проблема становится актуальной при строительстве новых, крупных торгово-развлекательных или бизнес-центров, в уже густо застроенных районах города.
Потребность в парковочных местах определяется в зависимости от характеристик объекта, рядом с которым будет находится парковка (количества одновременных посещений, количества сотрудников, торговой площади и т.д.). Как следствие, неправильно организованная парковка, в «час пик», может привести к возникновению заторов и потере посетителей, которые хотели посетить объект, но не смогли найти место для стоянки.
Количество необходимых парковочных мест, необходимых при постройке новых объектов, регулируется сводом правил 42.13330.2011 «Градостроительство». Например, в нём говориться, что для объектов торговли, площадью более 200 м2, на каждые 100 м2 должно выделяться до 7 паковочных мест. Однако, данный свод правил основывается лишь на малом количестве факторов, из-за чего невозможно вынести окончательное решение относительно размера парковки.
Для решения данной проблемы необходимо проектировать парковку исходя из характеристик объекта и интенсивности движения на прилегающих дорогах. Расчёт характеристик функционирования позволил бы заранее определить наиболее подходящий размер территории парковки, количество въездов и выездов, их наилучшее расположение.
На текущий момент, наиболее популярными подходами при проектировании парковок являются методы статистического анализа. В работе К. Ка- наян, «Проектирование магазинов и торговых центров» [1], рассматривается процесс проектирования парковки при построении нового торгового центра. В ней используется статистический подход, основанный на ожидаемом спросе и расположении торгового центра. Также, там подробно расписываются способы организации самой парковки, позволяющие более детально описать разрабатываемую модель.
Иной подход представлен в работе «Моделирование работы парковок» [2]. В ней уже используются вероятностные характеристики, однако, для решения проблемы и расчёта оценок эффективности парковки, предлагается воспользоваться рядом формул и уравнений. Авторы работы представляют решение в виде системы массового обслуживания, используя интенсивность спроса на парковку, как поток входящих заявок. Однако, имитационного моделирования в рамках этой работы произведено не было.
По мнению автора, наиболее точных результатов можно достигнуть именно при помощи имитационного моделирования. В этом могут помочь методы математического моделирования и теории транспортных потоков. Корректно построенная модель позволит многократно моделировать состояние парковки при различных значениях параметров. Тем самым, позволяя получить оптимальные параметры для конкретной парковки.
Цель данной работы - разработать стохастическую модель транспортного потока на парковке, реализовать и выполнить имитационное моделирование на основе разработанной модели.
Для достижения поставленной цели были выделены следующие цели:
- построение и описание стохастической модели концевого узла;
- разработка имитационной модели концевого узла;
- проведение имитационного моделирования используя полученную модель.
В настоящей работе выполнены разработка и реализация стохастической модели парковочной территории. Модель представлена в виде многофазной системы массового обслуживания с входящим нестационарным пуассоновским потоком [3, 4], а сам процесс моделирования выполняется имитационно, с применением разработанного приложения в среде Salabim [5]. Результаты моделирования представляются в текстовым и графическом виде и отображают эффективность парковки при определённых параметрах.
В первой главе данной работы дано описание моделируемого объекта. В ней подробно рассмотрена схема парковки и описан транспортный поток, движущийся на въезд концевого узла.
В главе 2 представлено описание разработанной стохастической модели. Представленная модель состоит из четырёх основных компонент и описание каждого компонента представлено отдельным параграфом.
В последней главе будут представлена реализация имитационной модели, а также будут показаны результаты моделирования. Для реализации используется python фреймворк Salabim, для описание которого была выделен отдельный параграф.
Купить