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! |
Мы поможем в написании ваших работ!