Помощь студентам в учебе
Применение методов моделирования транспортных потоков для решения задач совершенствования ОДД в крупных городах
|
Введение 8
Глава 1 Анализ существующих методов моделирования транспортных потоков 10
1.1 Роль моделирования транспортных потоков в современном мире 10
1.2 Историческое развитие математического моделирования 12
1.3 Разновидности математических моделей 15
1.4 Разновидности программного обеспечения транспортного
моделирования 24
1.5 Обзор современного программного обеспечения по моделированию
транспортных систем 277
1.5.1 Программный пакет Emme-3 288
1.5.2 Программный пакет Omnitrans 29
1.5 3 Программный пакет TRANSIMS 30
1.5.4 Программный пакет PTV VISION (VISUM + VISSIM) 32
1.5.5 Программный пакет Cube 33
1.5.6 Программный пакет AIMSUN 34
1.5.7 Программный пакет TransCAD + Transmodeler 35
1.5.8 Программный пакет MITSIMLab 366
1.5.9 Программный пакет Paramics и S-Paramics 388
1.5.10 Программный пакет PTV Vistro 40
1.5.11 Программный пакет PTV Optima 41
1.5.12 Программный пакет PTV TDW 43
1.5.13 Программный продукт AnyLogic 44
1.6 Выводы по главе 1 46
Глава 2 Разработка рекомендаций для построения системы мониторинга транспортных потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска для трехуровневого подхода планирования 48
2.1 Общая методология построения и работы с транспортными моделями...48
2.1.1 Общая методология сбора и подготовки исходных (входных) данных
для построения модели 50
2.1.2 Общая методология верификации модели 55
2.1.3 Общая методология калибровки модели 58
2.2 Рекомендации для построения системы мониторинга транспортных
потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска с помощью макро (мезо)скопического подхода планирования 66
2.3 Рекомендации для построения системы мониторинга транспортных
потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска с помощью микроскопического подхода планирования 69
2.4 Выводы по главе 2 71
Глава 3 Разработка модели транспортных потоков заданных участков УДС г. Красноярска на микроуровне 74
3.1 Анализ схемы и организации движения на пересечении пр. Свободный -
ул. Маерчака - ул. Северная после реконструкции пр. Свободный и ул. Северная 76
3.2 Анализ схемы и организации движения на пересечении ул. Северная -
ул. Северо-Енисейская - ул. Железнодорожников после реконструкции пр. Свободный и ул. Северная 79
3.3 Исследование интенсивности транспортных потоков на пресечениях
пр. Свободный - ул. Маерчака - ул. Северная и ул. Железнодорожников - ул. Северная - ул. Северо-Енисейская до и после реконструкции пр. Свободный и ул. Северная 83
3.4 Оценка эффективности реконструкции улично-дорожной сети с
помощью программы имитационного микромоделирования транспортных потоков PTV Vision® VISSIM 92
3.5 Выводы по главе 3 98
Глава 4 Разработка модели транспортных потоков заданных участков УДС г. Красноярска на макро (мезо) уровне 99
4.1 Проектирование и анализ модели г. Красноярска на мезоуровне 100
4.2 Обмен данными с программным продуктом PTV Vision® VISSIM 109
4.3 Выводы по главе 4 111
Глава 5 Калибровка, оценка адекватности и качества транспортных
моделей 113
5.1 Калибровка, оценка адекватности и качества транспортной модели на
микроуровне 113
5.2 Калибровка и оценка адекватности транспортной модели на макро (мезо)
уровне 121
5.3 Выводы по главе 5 123
Заключение
Список использованных источников
Глава 1 Анализ существующих методов моделирования транспортных потоков 10
1.1 Роль моделирования транспортных потоков в современном мире 10
1.2 Историческое развитие математического моделирования 12
1.3 Разновидности математических моделей 15
1.4 Разновидности программного обеспечения транспортного
моделирования 24
1.5 Обзор современного программного обеспечения по моделированию
транспортных систем 277
1.5.1 Программный пакет Emme-3 288
1.5.2 Программный пакет Omnitrans 29
1.5 3 Программный пакет TRANSIMS 30
1.5.4 Программный пакет PTV VISION (VISUM + VISSIM) 32
1.5.5 Программный пакет Cube 33
1.5.6 Программный пакет AIMSUN 34
1.5.7 Программный пакет TransCAD + Transmodeler 35
1.5.8 Программный пакет MITSIMLab 366
1.5.9 Программный пакет Paramics и S-Paramics 388
1.5.10 Программный пакет PTV Vistro 40
1.5.11 Программный пакет PTV Optima 41
1.5.12 Программный пакет PTV TDW 43
1.5.13 Программный продукт AnyLogic 44
1.6 Выводы по главе 1 46
Глава 2 Разработка рекомендаций для построения системы мониторинга транспортных потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска для трехуровневого подхода планирования 48
2.1 Общая методология построения и работы с транспортными моделями...48
2.1.1 Общая методология сбора и подготовки исходных (входных) данных
для построения модели 50
2.1.2 Общая методология верификации модели 55
2.1.3 Общая методология калибровки модели 58
2.2 Рекомендации для построения системы мониторинга транспортных
потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска с помощью макро (мезо)скопического подхода планирования 66
2.3 Рекомендации для построения системы мониторинга транспортных
потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска с помощью микроскопического подхода планирования 69
2.4 Выводы по главе 2 71
Глава 3 Разработка модели транспортных потоков заданных участков УДС г. Красноярска на микроуровне 74
3.1 Анализ схемы и организации движения на пересечении пр. Свободный -
ул. Маерчака - ул. Северная после реконструкции пр. Свободный и ул. Северная 76
3.2 Анализ схемы и организации движения на пересечении ул. Северная -
ул. Северо-Енисейская - ул. Железнодорожников после реконструкции пр. Свободный и ул. Северная 79
3.3 Исследование интенсивности транспортных потоков на пресечениях
пр. Свободный - ул. Маерчака - ул. Северная и ул. Железнодорожников - ул. Северная - ул. Северо-Енисейская до и после реконструкции пр. Свободный и ул. Северная 83
3.4 Оценка эффективности реконструкции улично-дорожной сети с
помощью программы имитационного микромоделирования транспортных потоков PTV Vision® VISSIM 92
3.5 Выводы по главе 3 98
Глава 4 Разработка модели транспортных потоков заданных участков УДС г. Красноярска на макро (мезо) уровне 99
4.1 Проектирование и анализ модели г. Красноярска на мезоуровне 100
4.2 Обмен данными с программным продуктом PTV Vision® VISSIM 109
4.3 Выводы по главе 4 111
Глава 5 Калибровка, оценка адекватности и качества транспортных
моделей 113
5.1 Калибровка, оценка адекватности и качества транспортной модели на
микроуровне 113
5.2 Калибровка и оценка адекватности транспортной модели на макро (мезо)
уровне 121
5.3 Выводы по главе 5 123
Заключение
Список использованных источников
Современное общество нуждается в постоянном увеличении объема транспортного сообщения, повышении его надежности, безопасности и качества. Это требует увеличения затрат на улучшение инфраструктуры транспортной сети, превращения ее в гибкую, высокоуправляемую логистическую систему. При этом риск инвестиций значительно возрастает, если не увеличивать закономерности развития транспортной сети, распределение загрузки ее участков. Игнорирование этих закономерностей приводит к частому образованию транспортных пробок,перегрузке/недогрузке отдельных линий и узлов сети, повышению уровня аварийности, экологическому ущербу.
Для поиска эффективных стратегий управления транспортными потоками в мегаполисе, оптимальных решений по проектированию улично-дорожной сети и организации дорожного движения необходимо учитывать широкий спектр характеристик транспортного потока, закономерности влияния внешних и внутренних факторов на динамические характеристики смешанного транспортного потока [1].
Одним из возможных приемов для эффективного управления транспортными потоками, а также совершенствования организации дорожного движения (ОДД) в крупных городах является применение трехуровневого подхода транспортного планирования.
В связи с этим данное научное исследование, посвященное применению методов моделирования транспортных потоков для совершенствования ОДД в крупных городах с помощью трехуровневого подхода, является актуальным.
Целью исследования является разработка рекомендаций для построения системы мониторинга транспортных потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска с помощью трехуровневого подхода планирования.
Объектом исследования является совокупность транспортных потоков и транспортных корреспонденций г. Красноярска.
Предмет исследования - трехуровневый подход планирования.
Задачи исследования:
1. Разработка рекомендаций для построения системы мониторинга транспортных потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска для трехуровневого подхода планирования.
2. Разработка модели транспортных потоков заданных участков УДС г. Красноярска на микроуровне.
3. Разработка модели транспортных потоков заданных участков УДС г. Красноярска на макро (мезо) уровне.
4. Оценка адекватности трехуровневого подхода планирования.
Для поиска эффективных стратегий управления транспортными потоками в мегаполисе, оптимальных решений по проектированию улично-дорожной сети и организации дорожного движения необходимо учитывать широкий спектр характеристик транспортного потока, закономерности влияния внешних и внутренних факторов на динамические характеристики смешанного транспортного потока [1].
Одним из возможных приемов для эффективного управления транспортными потоками, а также совершенствования организации дорожного движения (ОДД) в крупных городах является применение трехуровневого подхода транспортного планирования.
В связи с этим данное научное исследование, посвященное применению методов моделирования транспортных потоков для совершенствования ОДД в крупных городах с помощью трехуровневого подхода, является актуальным.
Целью исследования является разработка рекомендаций для построения системы мониторинга транспортных потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска с помощью трехуровневого подхода планирования.
Объектом исследования является совокупность транспортных потоков и транспортных корреспонденций г. Красноярска.
Предмет исследования - трехуровневый подход планирования.
Задачи исследования:
1. Разработка рекомендаций для построения системы мониторинга транспортных потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска для трехуровневого подхода планирования.
2. Разработка модели транспортных потоков заданных участков УДС г. Красноярска на микроуровне.
3. Разработка модели транспортных потоков заданных участков УДС г. Красноярска на макро (мезо) уровне.
4. Оценка адекватности трехуровневого подхода планирования.
1. В результате проведенного анализа существующих методов моделирования транспортных потоков установлено, что наибольший интерес в настоящее время представляют модели-аналоги (макро (мезо)скопические модели)) и модели следования за лидером (микроскопические).
2. На основе ресурсов научной электронной библиотеки eLIBRARY.RUбыл произведен статистический анализ публикаций, на основании которого наиболее востребованными НИИ на микроуровне является PTV Vision® VISSIM, а на макро (мезо) уровне - PTV Vision® VISUM, которые и послужили основой для создания транспортных моделей на различных уровнях.
3. Разработанные рекомендаций для построения системы мониторинга транспортных потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска для трехуровневого подхода планирования проверены на существующих участках УДС г. Красноярска
4. Создание транспортной модели на микроуровне с помощью программы PTV Vision® VISSIM позволило получить результаты, необходимые для сравнения количественных показателей ОДД 2015 года с показателями ОДД 2018 года. Данные результаты, полученные с помощью программы по моделированию транспортных потоков, свидетельствуют о том, что после реконструкции выбранных участков параметры транспортного потока улучшились.
5. Создание транспортной модели Октябрьского района г. Красноярска на макро (мезо) уровне с помощью программы PTV Vision® VISUM позволило получить матрицы транспортных корреспонденций, рассчитать активные скорости и время движения между рассматриваемыми микрорайонами, составить варианты маршрутов движения общественного и списки индивидуального транспорта, продемонстрировать распределение потока по различным направлениям в узле, а также рассмотреть процесс обмена данными между программными продуктами на макро (мезо) и микроуровнях.
6. Для каждых из рекомендаций на микро, макро (мезо) уровнях предложены соответствующие методики проведения натурных экспериментов и замеров необходимых данных.
7. В диссертации подробно рассмотрен механизм калибровки, оценки адекватности и качества транспортных моделей на микро и макро (мезо) уровнях. Для оценки адекватности и качества транспортных моделей на каждом из уровней проводился натурный эксперимент для получения данных, которые в последующем вводились в соответствующие формулы расчета характеристик.
В целом полученные результаты оценки адекватности и качества транспортных моделей на различных уровнях можно считать высокими.
2. На основе ресурсов научной электронной библиотеки eLIBRARY.RUбыл произведен статистический анализ публикаций, на основании которого наиболее востребованными НИИ на микроуровне является PTV Vision® VISSIM, а на макро (мезо) уровне - PTV Vision® VISUM, которые и послужили основой для создания транспортных моделей на различных уровнях.
3. Разработанные рекомендаций для построения системы мониторинга транспортных потоков и определения транспортных корреспонденций г. Красноярска для трехуровневого подхода планирования проверены на существующих участках УДС г. Красноярска
4. Создание транспортной модели на микроуровне с помощью программы PTV Vision® VISSIM позволило получить результаты, необходимые для сравнения количественных показателей ОДД 2015 года с показателями ОДД 2018 года. Данные результаты, полученные с помощью программы по моделированию транспортных потоков, свидетельствуют о том, что после реконструкции выбранных участков параметры транспортного потока улучшились.
5. Создание транспортной модели Октябрьского района г. Красноярска на макро (мезо) уровне с помощью программы PTV Vision® VISUM позволило получить матрицы транспортных корреспонденций, рассчитать активные скорости и время движения между рассматриваемыми микрорайонами, составить варианты маршрутов движения общественного и списки индивидуального транспорта, продемонстрировать распределение потока по различным направлениям в узле, а также рассмотреть процесс обмена данными между программными продуктами на макро (мезо) и микроуровнях.
6. Для каждых из рекомендаций на микро, макро (мезо) уровнях предложены соответствующие методики проведения натурных экспериментов и замеров необходимых данных.
7. В диссертации подробно рассмотрен механизм калибровки, оценки адекватности и качества транспортных моделей на микро и макро (мезо) уровнях. Для оценки адекватности и качества транспортных моделей на каждом из уровней проводился натурный эксперимент для получения данных, которые в последующем вводились в соответствующие формулы расчета характеристик.
В целом полученные результаты оценки адекватности и качества транспортных моделей на различных уровнях можно считать высокими.