The article presents a study of the influence of the accuracy of measuring the flow count on the road network on the quality of distribution. With a high quality of counting the flow on the links, its preservation on each node was not achieved. Therefore, the flows passing through the nodes had to be «balanced». In this article, we will look at methods developed for thread balancing
traffic flow, flow distribution on a link, balancing algorithms
Исследования влияния изменений на улично-дорожной сети начинаются со сбора данных о транспортных потоках [1, 2]. Несмотря на тщательный подсчет звеньев, сохранение потока на каждом узле не соблюдается, но потоки через узлы должны быть «сбалансированы». В исследовании рассматриваются методы, разработанные для балансировки сети. Методы делятся на две категории: алгоритмы и формулировки математического программирования. Очевидным, что решение для балансировки узлов зависит от критериев, выбранных для оценки.
Несмотря на все усилия учетчиков, направленные на точную регистрацию наблюдаемых потоков, при обработке информации в модели отмечено, что зарегистрированные потоки на большинстве перекрестков нарушали требование сохранения потока, то есть сумма входящих потоков должна быть равна сумме исходящих потоков. Другими словами, некоторые узлы пересечения были «несбалансированы» по отношению к зарегистрированным потокам.
Модели оценки матриц отправления-назначения (OD) и распределения потока требуют сбалансированного подсчета на звеньях, для этого рассмотрим алгоритмы способные повысить качество, чтобы восстановить сохранение потока на всех узлах.
Рассмотрим первый алгоритм – метод балансировки узлов [3, 4].
В приведенных ниже шагах u — несбалансированный узел;
Шаг 0.
Шаг 1.
Шаг 2. Если множество
Шаг 3. Для случая a — если
Шаг 4. Для случая a — определить те нецентроидные узлы
Метод балансировки потока на звеньях показывает достаточно грубые результаты, но его достоинством является легкость программирования.
Рассмотрим второй метод – «вес минимального пути». Для этого метода вводится вес звена, определяемый как разница между исходными наблюдаемыми потоками звена
где
Второй член в выражении необходим для предотвращения
Алгоритм метод «веса минимального пути» состоит из семи шагов.
Шаг 1. Определяются все узлы
Шаг 2. Если множество
Шаг 3. Расчет веса звена
Шаг 4. Используя соответствующий алгоритм поиска кратчайшего пути (3) и веса звена
Шаг 5. Определяется центроида
Шаг 6. Одна единица потока направляется по пути
Шаг 7. Если
Рассмотрим особенности этого метода. Как только
Неэффективно использование метода в тех случаях, когда
Рассмотрим третий метод – минимаксная вариация.
Минимаксный вариационный метод предназначен для обработки d-веса на некоторых отдельных звеньях на путях с минимальным весом от
Рассмотрим четвертый метод – минимизации звеньев d-весом. Потоки на звене с минимальным d-весом, найденные на шаге 2, модифицируются, чтобы найти путь между текущим
Шаги 1-4. Такие же, как в вышеприведенных методах.
Шаг 5. Вдоль каждого пути с минимальным d-весом от текущего
Шаги 6 и 7. Те же, что и в вышеприведенных методах
Все четыре метода демонстрируют адекватную универсальность при тестировании, но каждый из рассмотренных, сформулирован для конкретного критерия, что обеспечивает оптимальное решение, если размер задачи не превышен.
1. Kripak, M. N. Ocenka sostoyaniya ulichno-dorozhnoy seti krupnogo goroda / M. N. Kripak, O. A. Lebedeva // Sovremennye tehnologii. Sistemnyy analiz. Modelirovanie. 2016. № 3 (51). S. 171-174.
2. Poltavskaya, Yu. O. Modelirovanie prodolzhitel'nosti dvizheniya po marshrutu s uchetom harakteristik ulichno-dorozhnoy seti / Yu. O. Poltavskaya, O. A. Lebedeva // V knige: Novye informacionnye tehnologii v issledovanii slozhnyh struktur. materialy Trinadcatoy Mezhdunarodnoy konferencii. Tomskiy gosudarstvennyy universitet. Tomsk, 2020. S. 101-102.
3. Barbour, R. Balancing link counts at nodes using a variety of criteria: an ap-plication in local area traffic assignment / R. Barbour // Strand Associates, Inc., 910 West Wingra Drive, Madison, Wis. 53715. J. D. Fricker, School of Civil Engineering, Purdue University, West Lafayette, Ind. 47907.
4. Zuylen, H. J. The most likely trip matrix estimated from traffic counts / H. J. Zuylen, L. G. Willumsen // Transportation Research B, Vol. 14B, 1980, pp. 281-293.