Тема: Разработка и исследование алгоритма оптимизации транспортных потоков

Транспорт - одна из ключевых составляющих, обеспечивающих функционирование современной экономики. Потребности расширения транспортных перевозок требуют совершенствования и развития инфраструктуры транспортных сетей (ТС). Особенной актуальна проблема увеличения пропускной способности ТС за счет управления транспортными потоками в городах, где строительства новых дорог не только очень дорого, но наносит огромный ущерб экологии. Поэтому в настоящее время усилия разработчиков направлены на проектирование интеллектуальных ТС (ИТС), обеспечивающих оптимальное управление транспортными потоками.
С точки зрения управления движением при малой загрузке дорожной сети (20­30% пропускной способности) движения транспорта является свободным и управление сводится к локальному светофорному регулированию, которое вводится по критериям безопасности . Потребностей в применении каких-либо моделей и алгоритмов управления при этом не возникает.
Интервал 20-70% загрузки от пропускной способности ТС - сфера традиционных автоматизированных систем управления дорожным движениям, которые решают задачу увеличения пропускной способности за счет координированного управления светофорной сигнализацией.
При загрузке в 80% и более задача управления принципиально меняется. Любая перезагрузка ТС сверх пропускной способности приводит к фатальным последствиям . При этом известно, что однажды возникшая дорожная пробка подвержена явлению гистерезиса. Как только трафик превышает пропускную способность дороги, движение входит в нестабильную зону функционирования и никакие алгоритмы координации в условиях перезагрузки не дают. Положительного эффекта Возврат к свободному движению возможен лишь после того, как «спрос» станет существенно ниже пропускной способности.
Эффективное управление дорожным движением в этих условиях должно обеспечивать загрузку ТС на грани ее пропускной способности и поддерживать непрерывное равномерное движение, пусть даже на небольших скоростях. То есть задача пропуска возможно большего качества транспортных средств меняется на задачу достижения транспортного баланса между реальной пропускной способностью ТС и «спросом» на объемы движения при максимальном использовании возможностей, предоставляемых геометрическими параметрами уличной сети.
Построение подобных интеллектуальных ТС требует разработки новых моделей движения и соответствующих алгоритмов управления. При этом ИТС должна в реальном масштабе времени оценивать текущую пропускную способность, учитывая погодные условия, работу светофоров, интенсивность движения и т.п., и перераспределять транспортные потоки. Достижение транспортного баланса осуществляется за счет ограничение «спроса» на дорожное движение путем информирования участников движения о загрузке ТС и возможных альтернативных маршрутах движения, а также, возможно, ограничения на въезд на критические участки дороги.
Данная работа посвящена нахождению оптимального пути для каждой транспортной единицы в бескоалиционной игре. Рассматривается модель сетевой игры, в которой участники стремятся попасть из одного узла отправления в другой узел прибытия сети с уменьшением собственных затрат.
Купить

В ходе исследования данной работы были рассмотрены модели определения матрицы корреспонденций, модели движений транспортных потоков, модели оптимизации. Для достижения поставленных цели и задачи была выбрана модель распределения транспортных потоков. Был разработан алгоритм решения задачи распределения транспортных потоков с учетом ограничений на пропускную способность путей. Решением задачи является равновесие по Вардропу, при котором каждый участник движется независимо от других, но цены путей для любого из участников минимальны. С помощью проведенных исследований способов выбора А , был модифицирован сам алгоритм, что позволило улучшить его сходимость. По проведенному ряду исследований построили график зависимости времени сходимости от разреженности графа и график зависимости количества итераций от величины погрешности.
Все поставленные задачи выполнены.
Купить