Россия
В статье рассмотрены особенности моделирования транспортных потоков на перекрестках улично-дорожной сети для оценки эффективности комплексных схем организации дорожного движения
транспортный поток, перекресток, улично-дорожная сеть, организация дорожного движения, микроскопические и макроскопические модели
Моделирование транспортного потока с описанием условий движения имеет актуальное значение при проектировании, контроле и управлении транспортной инфраструктурой, а также в области оценки безопасности и эффективности комплексных схем организации дорожного движения [1-3]. С 1950-х годов было создано множество моделей транспортного потока для анализа сложных явлений дорожного движения, которые можно разделить на две группы: микроскопические и макроскопические модели.
Микроскопические модели транспортного потока являются важным инструментом изучения механизма поведения и взаимодействия отдельных автомобилей с другими участниками дорожного движения. В литературе методы моделирования микроскопического транспортного потока на перекрестках подразделяются на четыре категории: модели следования за автомобилем, клеточных автоматов, теории социальных систем и оптимального управления [4]. Недостатком моделей является отсутствие контроля динамики: не учитываются изменения в скорости и направлении движения автомобилей, что может привести к неправильным прогнозам о поведении других участников. Таким образом, необходима разработка более сложных и адаптивных моделей, которые будут учитывать множество факторов, и обеспечивать безопасность на перекрестках.
По сравнению с городскими участками улиц или автомагистралями, особенностью микроскопического моделирования движения транспортных средств во внутренней области перекрестков является то, что водители могут выбирать альтернативные пути движения и скорости среди бесконечного множества [1, 4]. Традиционные микроскопические модели основаны на «движении по полосе», то есть транспортные средства должны двигаться в пределах заранее определенной полосы. Движение автомобилей во внутренней области перекрестков не задано, поскольку отсутствуют структурированные полосы. В связи с этой особенностью предлагается двумерная модель движения транспортного средства на основе оптимального управления. Траектория движения и ускорение принимаются в качестве входных данных модели, а пройденное расстояние – в качестве основной независимой переменной; это означает, что определенный угол направления задается как функция расстояния независимо от функции ускорения, и приводит к определенному пути в пространстве. Таким образом, модель иммитирует данные, состоящие из рулевого управления и продольного ускорения. Модель решается с помощью итеративного численного алгоритма, основанного на принципе минимума. Правдоподобность и точность предлагаемой модели подтверждаются путем сравнения расчетных результатов с ожидаемыми или аналитически данными.
Определение точной траектории может помочь исследователям и инженерам оценить конструктивные осбоенности перекрестка и схему управления на нем. Кроме того, предлагаемая модель может быть использована в программном обеспечении микроскопического моделирования для повышения точности результата.
1. Бахирев, И. А. Оценка условий движения на городских улицах / И. А. Бахирев, А. Ю. Михайлов. – Текст : непосредственный // Градостроительство. – 2015. – № 4 (38). – С. 63-68.
2. Михайлов, А. Ю. Интегральный критерий оценки качества функциони-рования улично-дорожных сетей / А. Ю. Михайлов. – Текст : непосредственный // Известия Иркутской государственной экономической академии. – 2004. – № 2. – С. 50-53.
3. Крипак, М. Н. Оценка состояния улично-дорожной сети крупного горо-да / М. Н. Крипак, О. А. Лебедева. – Текст : непосредственный // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2016. – № 3 (51). – С. 171-174.
4. Пиров, Ж. Т. Влияние распределения транспортных потоков на скорость сообщения на сегментах городских улиц с регулируемым движением / Ж. Т. Пиров, А. Ю. Михайлов. – Текст: непосредственный // Интеллект. Инновации. Инвестиции. – 2020. – № 2. – С. 115-124.
