Помощь студентам в учебе
УРАВНЕНИЕ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ
|
ВВЕДЕНИЕ 4
1. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ 6
1.1. Постановка задачи управления транспортным потоком города 6
1.2. Основные подходы к разработке моделей транспортных потоков .... 8
1.3. Выводы по первой главе 13
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ ГОРОДА 15
2.1. Компьютерная модель узла светофорного регулирования транспортным потоком 15
2.2. Особенности прохождения транспортным потоком регулируемого
перекрёстка 20
2.3. Классификация узлов регулируемой транспортной сети города 24
2.4. Выводы по второй главе 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ 6
1.1. Постановка задачи управления транспортным потоком города 6
1.2. Основные подходы к разработке моделей транспортных потоков .... 8
1.3. Выводы по первой главе 13
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ ГОРОДА 15
2.1. Компьютерная модель узла светофорного регулирования транспортным потоком 15
2.2. Особенности прохождения транспортным потоком регулируемого
перекрёстка 20
2.3. Классификация узлов регулируемой транспортной сети города 24
2.4. Выводы по второй главе 31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 33
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
В настоящее время во многих городах мира наблюдается значительный рост количества транспортных средств, что приводит к обострению проблем и противоречий в дорожно-транспортной системе. Особенно это касается за-торов на дорогах, так как наличие заторов приводит к ряду негативных последствий: увеличению времени в пути, дополнительному расходу топлива и износу транспортных средств, стрессу и раздражению водителей и пассажиров, отравлению окружающей среды и др.
Для решения проблемы заторов необходимо иметь надежную систему сбора информации о ситуации на дорогах и хорошо развитый метод анализа собранной информации. В настоящее время, как правило, сбор необходимой информации осуществляется с помощью мультисенсорных видеокамер, стационарно установленных как на узлах регулируемой транспортной сети, так и в проблемных её местах. Отличительной особенностью работы видеокамер является также и регистрация пешеходов, переходящих дорогу на перекрестке, что позволяет включить в последующий анализ пешеходный поток как возмущающий фактор транспортного движения.
Но основными проблемами создаваемых ныне автоматизированных систем управления транспортными потоками в сетях произвольного масштаба, является обеспечение безопасности дорожного движения, а также - повышение пропускной способности регулируемой транспортной сети.
Объект данного исследования - транспортная регулируемая светофорная сеть города Челябинска.
Предмет - повышение пропускной способности регулируемых узлов транспортной сети.
Цель работы - на базе анализа видеозаписей с дорожных камер, получить уравнение дорожного движения, наиболее адекватно отражающее ситуацию в транспортной сети.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
- проявить задачи управления транспортным потоком города;
- рассмотреть основные подходы к разработке моделей транспортных потоков;
- на основе статистического анализа, выявить основные тенденции в регулируемом транспортном движении города;
- получить уравнение дорожного движения как одну из моделей, адекватно отражающую ситуацию в транспортной сети.
В качестве первоисточников использованы труды как Российских научных школ (Свиридюк Г.А.), так и многих зарубежных авторских направлений, касающихся исследований различных аспектов управления транспортной сети. В творческом коллективе с ведущими специалистами автотранспортного факультета ЮУрГУ (Шепелев В.Д., Алюков В.С.), автором данной работы опубликована одна статья, входящая в систему цитирования Scopus, и ещё одна статья находится на рассмотрении в международном научном журнале.
Для решения проблемы заторов необходимо иметь надежную систему сбора информации о ситуации на дорогах и хорошо развитый метод анализа собранной информации. В настоящее время, как правило, сбор необходимой информации осуществляется с помощью мультисенсорных видеокамер, стационарно установленных как на узлах регулируемой транспортной сети, так и в проблемных её местах. Отличительной особенностью работы видеокамер является также и регистрация пешеходов, переходящих дорогу на перекрестке, что позволяет включить в последующий анализ пешеходный поток как возмущающий фактор транспортного движения.
Но основными проблемами создаваемых ныне автоматизированных систем управления транспортными потоками в сетях произвольного масштаба, является обеспечение безопасности дорожного движения, а также - повышение пропускной способности регулируемой транспортной сети.
Объект данного исследования - транспортная регулируемая светофорная сеть города Челябинска.
Предмет - повышение пропускной способности регулируемых узлов транспортной сети.
Цель работы - на базе анализа видеозаписей с дорожных камер, получить уравнение дорожного движения, наиболее адекватно отражающее ситуацию в транспортной сети.
Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:
- проявить задачи управления транспортным потоком города;
- рассмотреть основные подходы к разработке моделей транспортных потоков;
- на основе статистического анализа, выявить основные тенденции в регулируемом транспортном движении города;
- получить уравнение дорожного движения как одну из моделей, адекватно отражающую ситуацию в транспортной сети.
В качестве первоисточников использованы труды как Российских научных школ (Свиридюк Г.А.), так и многих зарубежных авторских направлений, касающихся исследований различных аспектов управления транспортной сети. В творческом коллективе с ведущими специалистами автотранспортного факультета ЮУрГУ (Шепелев В.Д., Алюков В.С.), автором данной работы опубликована одна статья, входящая в систему цитирования Scopus, и ещё одна статья находится на рассмотрении в международном научном журнале.
В данной работе рассматривается проблема управления транспортными потоками с привлечением современных средств контроля - видеорегистраторов и видеокамер, работающих в онлайн-режиме. Современный подход в данном направлении характеризуется следующим - это организация безопасности городской сети дорожного движения и его оптимизация посредством управления объектами светофорного регулирования.
В первой главе рассматривается ряд различных современных подходов к моделированию и исследованию транспортных потоков:
а) решение вопроса разрешимости проблем затора в транспортной сети;
б) организация автоматизированных систем управления транспортными потоками с применением видеокамер в онлайн-режиме;
в) методы, предполагающие статистическую обработку информации о транспортных потоках.
Для этого были проработаны тематические первоисточники как Российских научных школ, так и зарубежных авторских направлений. Также проявлена общая схема системы управления транспортными потоками, являющаяся методологической основой для дальнейших исследований (рисунок 1.1).
Во второй главе рассмотрены частные подходы к наполнению «Блока автономных исследований» этой схемы в части аналитики и управления.
Во-первых, предложена методика получения уравнения дорожного движения на примере исходных данных с 25 перекрёстков транспортной сети города Челябинска. Эта математическая модель, как уравнение дорожного движения, получена в виде линейного уравнения регрессии, связывающего 20 фиксируемых с видеокамер параметров анализируемых перекрёстков. Далее, в целях практического применения такой модели, она была упрощена до рабочего состояния без потери допустимого качества - оставлены только во-семь наиболее важных геометрических параметров перекрёстка, а также потоки пешеходов. Данная модель в таком статическом виде предполагает её последующее применение в более динамичных исследованиях, как например, имитационном моделировании динамики транспортных потоков на регулируемом перекрёстке.
Также освещены исследования по характеру прохождения транспортными средствами различных перекрёстков. Откуда следует, что время прохождения перекрёстка транспортными средствами категорий М1и М2 статистически достоверно снижается до 58% при наличии очереди. Этот факт следует учесть при организации автоматизированной системы управления регулируемым движением как на данном перекрёстке, так и в пределах транспортной сети большего масштаба.
В завершении, проведена классификация перекрёстков по схожести их прохождения транспортными средствами. Выявление однородных групп перекрёстков в транспортной сети города Челябинска позволяет выработать минимальный набор типовых методов организации и управления светофорной транспортной сетью города - на основе подобия транспортных пересечений дорог.
Рассмотренные методики и примеры конкретных результатов исследований позволят повысить качество разрабатываемых алгоритмов управления транспортной сетью любого масштаба за счёт получения более адекватных математических моделей.
В первой главе рассматривается ряд различных современных подходов к моделированию и исследованию транспортных потоков:
а) решение вопроса разрешимости проблем затора в транспортной сети;
б) организация автоматизированных систем управления транспортными потоками с применением видеокамер в онлайн-режиме;
в) методы, предполагающие статистическую обработку информации о транспортных потоках.
Для этого были проработаны тематические первоисточники как Российских научных школ, так и зарубежных авторских направлений. Также проявлена общая схема системы управления транспортными потоками, являющаяся методологической основой для дальнейших исследований (рисунок 1.1).
Во второй главе рассмотрены частные подходы к наполнению «Блока автономных исследований» этой схемы в части аналитики и управления.
Во-первых, предложена методика получения уравнения дорожного движения на примере исходных данных с 25 перекрёстков транспортной сети города Челябинска. Эта математическая модель, как уравнение дорожного движения, получена в виде линейного уравнения регрессии, связывающего 20 фиксируемых с видеокамер параметров анализируемых перекрёстков. Далее, в целях практического применения такой модели, она была упрощена до рабочего состояния без потери допустимого качества - оставлены только во-семь наиболее важных геометрических параметров перекрёстка, а также потоки пешеходов. Данная модель в таком статическом виде предполагает её последующее применение в более динамичных исследованиях, как например, имитационном моделировании динамики транспортных потоков на регулируемом перекрёстке.
Также освещены исследования по характеру прохождения транспортными средствами различных перекрёстков. Откуда следует, что время прохождения перекрёстка транспортными средствами категорий М1и М2 статистически достоверно снижается до 58% при наличии очереди. Этот факт следует учесть при организации автоматизированной системы управления регулируемым движением как на данном перекрёстке, так и в пределах транспортной сети большего масштаба.
В завершении, проведена классификация перекрёстков по схожести их прохождения транспортными средствами. Выявление однородных групп перекрёстков в транспортной сети города Челябинска позволяет выработать минимальный набор типовых методов организации и управления светофорной транспортной сетью города - на основе подобия транспортных пересечений дорог.
Рассмотренные методики и примеры конкретных результатов исследований позволят повысить качество разрабатываемых алгоритмов управления транспортной сетью любого масштаба за счёт получения более адекватных математических моделей.