МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ.

При решении практических задач, связанных с про­ектированием элементов автомобильных дорог и систем управления движения по ним, перспектив­ным является статистическое моделирование на ЭЦВМ движения потока автомобилей.

Транспортный поток представляет собой слож­ную систему, функционирование которой в комплек­се практически невозможно точно описать аналити­ческими методами. Проведение натурных экспери­ментов и исследование характеристик движения потока автомобилей в реальных дорожных усло­виях вызывают значительные трудности. Все эти работы связаны с большими затратами труда, вре­мени и средств, и их сложно правильно организовать.Часто оказывается невозможным в течение короткого периода наблюдений за отдельными ха­рактеристиками потоков получить устойчивые их зависимости от интенсивности или скорости движения.

Методы математического моделирования транс­портных потоков позволяют проводить эксперимен­тальное исследование с помощью ЭВМ, моделируя различные интересующие ситуации, комбинации ха­рактеристик потока, наличие различных средств организации движения и т. д. Наиболее эффектив­ным является метод статистического моделирова­ния транспортных потоков, при использовании ко­торого случайные факторы имитируются при помощи случайных чисел, формируемых ЭВМ. Учитывая непрерывность изменения характеристик транспортных потоков при определенных состояни­ях, возможно применение аналоговых вычислитель­ных машин (АВМ). Эти два метода моделирования необходимо рассматривать как дополняющие друг друга, учитывая, что отдельные ситуации (например, следование за лидером) достаточно наглядно моделируются на аналоговых машинах. Исследова­ния транспортных потоков в лабораторных усло­виях можно дополнять отдельными контрольными экспериментами непосредственно на дорогах.

Моделирование на ЭВМ включает следующие этапы: постановка задачи; качественное формули­рование процесса движения транспортного потока; разработка алгоритма; разработка программы для ЭВМ, получение результатов моделирования; сопоставление результатов моделирования с данными контролируемого эксперимента для оценки эффективности моделирования; уточнение модели с учетом наблюдений; получение окончательной модели и разработка на ее основе практических рекомендаций.

Для использования методов математического моделирования на ЭВМ в практике проектирования дорог и организации движения необходимо иметь совершенно достоверные исходные данные: геометрические элементы дорог; средства регулирования; особенности восприятия водителем дорожных условий, отражающиеся на управлении автомобилем (развиваемые ускорения, интенсивности торможения и др.); режимы движения отдельных автомобилей; характеристики транспортного потока с учетом влияния элементов дороги и средств регулировании. Все эти данные должны быть точно установление при детальных натурных наблюдениях.

Возможны комбинации из следующих модели­рующих алгоритмов: следование за лидером; сво­бодное движение; маневрирование с учетом геометрических элементов дороги, числа полос движения и наличия средств организации движения.

Эффективность алгоритма следования за лидером зависит от правильности моделирования пове­дения водителя при этом режиме движения. Алго­ритм свободного движения зависит в первую очередь от правильности учета распределения интенсивности по направлениям, состава движения, рас­пределения интервалов между автомобилями, режима движения одиночного автомобиля.

Моделирующий алгоритм маневрирования сос­тавляют с учетом принимаемых водителем решений на дорогах с различным числом полос движения и при наличии средств организации движения (рис. 5.2). Моделирование по этому алгоритму воз­можно двумя способами: последовательное рас­смотрение ситуаций в транспортном потоке через выбранный промежуток времени; рассмотрение ситуаций в транспортном потоке по принципу осо­бых состояний.

В первом случае последовательно через равные промежутки времени рассматриваются положения автомобилей, их скорости и т. д. Во втором случае состояние потока рассматривается только в момен­ты изменения состояния транспортного потока (осо­бых состояний). Этот способ является более эко­номичным, так как требует меньших затрат машин­ного времени.

При выборе способа моделирования приходится учитывать вид решаемой задачи. Первый способ лучше использовать при моделировании сравни­тельно простых ситуаций или движения транспортных потоков по отдельным элементам дорог. Второй способ более эффективен для моделирования движения транспортных потоков на большом про­тяжении дороги.

При моделировании транспортных потоков на ЭВМ с целью оценки эффективности применяемых средств организации движения и их влияния на режим движения транспортных потоков необходи­мо: правильно размечать расположение средств регулирования; иметь надежные фактические дан­ные о влиянии отдельных дорожных знаков (в первую очередь предупреждающих) на режим дви­жения потоков автомобилей; знать закономерно­сти управления автомобилями при наличии раз­личных средств организации движения; учитывать возможные виды маневров автомобилей в зоне дей­ствия средств организации движения. Учет наличия средств организации движения отражен в об­щем моделирующем алгоритме, приведенном на рис. 5.3.

Моделирование движения транспортных пото­ков позволяет:

- учесть все многообразие ситуаций, возникаю­щих при движении транспортных потоков;

- учесть любые сочетания дорожных условий, на­личие средств организации движения и оценить их эффективность;

- оценить условия движения не только потока в целом, но и каждого из составляющих его автомо­билей;

- учесть случайный характер изменения всех по­казателей, характеризующих движение потока ав­томобилей и каждого автомобиля;

- исследовать характеристики движения транс­портных потоков в лаборатории с проверкой отдель­ных положений в реальных условиях движения по дороге с контролируемым или неконтролируемым экспериментом. Это дает возможность значительно снизить затраты на эксперименты, проводить их более целенаправленно, без риска дорожно-транс­портных происшествий;

- разработать методы статистического моделиро­вания транспортных потоков для решения задач, которые не могут быть решены аналитическими методами;

- значительно сократить продолжительность про­ведения исследования и подготовки практических мероприятий по улучшению условий движения. Это особенно эффективно при сравнении вариантов проектируемых дорог с учетом движения потоков автомобилей;

- установить основные характеристики транспорт­ных потоков и дать им количественную и качест­венную оценку, а также уточнить постановку ана­литических задач и проверить достоверность ана­литических зависимостей;

- получить более точные решения, чем при ис­пользовании методов теории массового обслужи­вания;

- решить практические задачи с учетом экономи­ко-математических моделей;

- получить характеристики транспортного потока для большого протяжения дорог, которые невоз­можно или очень трудно измерить в реальных ус­ловиях;

- получить решения для дорог любых категорий и для любой точки дороги.

При анализе эффективности средств организа­ции дорожного движения и оценке проектных реше­ний с учетом экономико-математических методов комплексное использование ЭВМ позволит выбирать оптимальные решения.

 

                                                                                                6

_________________________________________________________

 

---

Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 770; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!