Содержание к диссертации
ВВЕДШИЕ 3
ГЛАВА I. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖОГО ДВИЖЕНИЯ МЕТОДАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНЕМ РЕГОТРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ
1.1.« Системный подход к решению проблемы повышения. Экономичности и безопасности дорожного движения
1,2. Методы, принципы и алгоритмы регулирования движения. ,
на улично-дорожной сети..Методы организации дорожного движения на изолированных регулируемых перекрестках..
1 2.2.Методы регулирования дорожного движения на сети магистралей 20
1 3 Выводы, цель и задачи исследования 23
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ «УНВДЮНИРОВАНИЯ КООВ ДИНИРОВАННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ 27 2Л
Характеристики транспортного потока, подверженного регулирование »«»27
2.2. Изменение параметров транспортного потока при движении в системах координированного регулирования , 32
2.3. Задержки транспортного потока в системах координированного регулирования 43
24. Учет изменения параметров транспортного потока при расчете координированного регулирования 47
2 5 Определение потерь времени транспортным потоком в зоне перекрестка 55
2.6. Выводы по главе 2 61
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДВИЖЕНИЯ ТРАНС ПОРТНОГО ПОТОКА ПО ГОРОДСКОЙ МАГИСТРАЛИ 63
З.1. Методика выбора задания шага моделирования в имитационных моделях движения транспортных потоков 3.2« Разработка математической модели и алгоритма моделирования движения транспортных потоков по городской магистрали 69
3.3. Математическая модель движения транспортного потока .
по городской магистрали .72
3.4. Принципы построения алгоритма функционирования систем,
мы и особенности его машинной реализации .94
3.5. Выводы по главе 3 97
ПАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ НА РЕГУЛИРУЕМЫХ МАГЕСТРАЛЯХ 98
4.1, Экспериментальные исследования величины ускорения движения автомобилей на регулируемых перекрестках 98
4,2» Экспериментальные исследования величины потока насы щения в зависимости от состава транспортного потока .102
4.3. Определение периода наблюдения для идентификации транспортного потока III
4.4. Экспериментальные исследования трансформации группы автомобилей при движении по регулируемой магистрали 121
4.5. Проверка адекватности разработанной имитационной модели движения транспортного потока реальному процессу 129
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 142 5 1. Методика определения величины потока насыщения для расчета светофорного регулирования 142
5.1 1.Пример определения величины потока насыщения для
расчета светофорного регулирования. 144
5.2. Методика расчета величины суммарных транспортных потерь в системах координированного регулирования 152
5 2.1,Примеи расчета транспортных задержек на перекрестках
входящих в систему координированного регулирования 155
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 160
ЛИТЕРАТУРА
Введение к работе
В "Основных направлениях экономического и социального развития GCCP на 1986-1990 годы и на период до 000 года" поставлена задача дальнейшего повышения эффективности и качества работы ав -томобильного транспорта, повышения уровня безопасности дорожного движения, уменьшения вредного воздействия транспорта на окружаю -щую среду /54/.
Процесс автомобилизации оказывает серьезное влияние на жизнь общества, распределение трудовых ресурсов, физическое и духовное развитие человека. Интенсивная автомобилизация, наблюдаемая во всех странах мира, увеличивает уровень насыщения города автомобилями, что вызывает значительное ухудшение условий движения транспортных средств и пешеходов на улицах городов, загазованность городской территории и общее ухудшение экологических показателей. Наиболее остро эта проблема проявляется в центральных районах крупных городов, которые характеризуются высокой концентрацией объектов тяготения транспортных и пешеходных потоков. В городах, имеющих ценную застройку центральной части, исторически сложившаяся сеть улиц не меняется, что приводит к значительному снижению скорости движения и образованию заторов и таким образом к значительным экономическим потерям народного хозяйства.
Снижение скорости сообщения, вынужденные задержки транспортных средств у регулируемых пересечений влекут за собой увеличение времени доставки грузов и пассажиров, необходимость увеличения парка автомобильного транспорта, что приводит к значительному увеличению транспортных затрат.
Снижение транспортных потерь является одним из путей повышения национального дохода /54/. При этом основным показателем эффективности работы автомобильного транспорта является себестоимость перевозок и его производительность»
Автомобилизация оказывает влияние и на социальные стороны жизни людей; перенасыщение городских улиц транспортом увеличивает число дорожно-транспортных происшествий. Около 75% несчастных случаев, связанных с дорожно-транспортными происшествиями, про -исходит в городах, причем 50% из них в зонах перекрестков; на основных магистралях больших городов уровень шума достигает в настоящее время 95-100 дБ, вместо 45-50 дБ, допустимых по нормам, а содержание вредных химических соединений в воздухе превьшает допустимые нормы в 10-12 раз /66/,
Для современных городов со сложившейся застройкой решение вопросов организации дорожного движения в условиях возрастающей загрузки дорожно-уличной сети возможно двумя способами:
- реконструкцией дорожно-уличной сети;
- различными методами организации дорожного движения;
В первом случае получают больший эффект, однако при этом необходимы радикальные мероприятия, требующие значительных капита -ловложений.
Второй способ связан с некоторыми ограничениями для транс -порта, но требует значительно меньших капиталовложений.
Совокупность методов организации дорожного движения включает в себя регулирование транспортных потоков при помощи техни -ческих средств управления дорожным движением. Разделение конф -ликтующих транспортных и пешеходных потоков во времени позволяет повысить скорость сообщения транспортных средств и безопас -ность движения, что способствует снижению себестоимости перевозок и аварийности на улицах и дорогах.
Оптимальное управляющее воздействие технических средств управления движением, выбранное по определенным критериям качества управления, позволяет снизить перегруженность отдельных участков дорожно-уличной сети и уменьшить задержки на пересечениях и примыканиях. Технические средства управления движением оказывают регулирующее воздействие на транспортные потоки и формируют их режимы движения, что соответствует современному представлению о системном подходе к исследованию оптимального функционирования системы "дорожные условия - транспортные потоки" /18, 60, 98, 99/.
Темпы роста автомобильного парка значительно опережают темпы роста пропускной способности улично-дорожной сети, одним из выходов из создавшегося положения является повышение эффективности использования сети улиц за счет внедрения более совершенных средств и систем управления дорожным движением /32/.
В нашей стране в настоящее время работают более 150 магистральных и 20 общегородских Автоматизированных систем управления дорожным движением /АСУДЦ/. В перспективе к 1990 году во всех городах с численностью населения свыше 500 тыс. человек планируется ввод в строй АСУДЦ, построенных на основе типовых комплексов, разработанных по программам ГКНТ СССР. Одним из основных алго -ритмов управления дорожным движением, заложенным в АСУДЦ, является алгоритм координированного регулирования сватофорными обь -ектами. Високая стоимость АСУДЦ на основании технико-экономического сравнения вариантов, опирающегося на современные методы исследования в теории транспортных потоков.
Целью исследования является разработка научно обоснованной методики оценки эффективности функционирования систем координи -рованного регулирования дорожным движением с учетом пространст -венных характеристик улично-дорожной сети и трансформации характеристик транспортных потоков на основе натурных наблюдений и имитационного моделирования на ЭВМ движения на магистралях, подверженных координированному регулированию» Объектом исследования являются системы координированного регулирования дорожным движением в городах :
Научная новизна результатов исследования заключается в следующем;
- разработан алгоритм и создана универсальная имитационная модель движения транспортных потоков по магистрали с пересечениями в одном уровне, охваченной координированным регулированием;
- посредством введения понятия "коэффициента распада" формализована зависимость пространственно-временной трансформации транспортных потоков в системах координированного регулирования от режимов регулирования и характеристик магистрали с пересечениями в одном уровне;
- установлено» что учет реального состава транспортного потока при определении потока насыщения существенным образом влияет на оптимальность показателей систем координированного регулирования; предложено, в отличие от существующих методик яри расчете величины потока насыщения учитывать реальный состав транспортного потока, что позволяет оптимизировать показатели работы систем координированного регулирования Практическая ценность работы заключается в усовершенствовании метода расчета и оценки экономической эффективности систем координированного регулирования на основе учета характеристик магистрали с пересечениями в одном уровне и дараматров транспортных потоков.
Результаты работы используются Республиканским проектно-изыскательским институтом "Укркоммунремдорпроект" при разработке проектов автоматизированных систем управления дорожным движением в городах УССР.
Основные положения диссертационной работы, выводы и реко 8
мандации по мере разработка докладывались, обсуждались и получили одобрение на IJ Всесоюзной научно-технической конференции "Пути повышения безопасности дорожного движения" /г «Ташкам» 1981 г#/в Республиканской научно-технической конференции "Повышение эффективности проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог" /г.Киев, 1981г «Д Республиканской научно-технической" конференции "Проектирование и строительство автомобильных дорог и городских улиц с учетом интенсивной автомобилизации ЭССР" /г.Таллин, 1982г./, экономической конференции "Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов среднего Урала" /г.Свердловск, 1986г./, на 39-44 научных конференциях КАДИ /г.Киев, 1983-1988г.г Д
По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ.
Диссертация состоит из введения» пяти глав и выводов, содержит 174 страниц текста, 34 рис», 28 табл. Библиография включает 119 источников Диссертационная работа состоит из пяти глав.
Первая глава содержит анализ существующих методов и алгоритмов регулирования дорожного движения на улично-дорожной сети. Показана специфика и особенности функционирования локальных и координированных систем светофорного регулирования. На основе проведенного анализа сформулированы цель и задачи исследования Во второй главе представлены результаты теоретического исследования функционирования координированного регулирования движения транспортных потоков. Определены закономерности изменения характеристик транспортного потока при координированном регулировании Теоретически обоснованы и определены величины транспортных задержек на пересечениях в одном уровне, вызванных применением координированного регулирования с учетом изменения характеристик транспортного потока и параметров регулирования. Обосновано применение имитационного моделирования для изучения функционирования координированного регулирования движением транспортных потоков,
В третьей главе представлена методика выбора задания шага моделирования в имитационных моделях движения транспортных потоков. Изложена математическая модель движения транспортных потоков по городской магистрали с пересечениям в одном уровне» для которой разработаны; состав кусочно-непрерывных агрегатов, схема сопряжения агрегатов между собой и внешней средой, операторы переходов и выходов агрегатов, структура состояний агрегатов; принципы построения алгоритма функционирования агрегатявной системы и особенности его реализаций на ЭВМ,
В четвертой главе представлены результаты экспериментальных исследований величины потока насыщения для расчета светофорного регулирования на пересечениях в одном уровне, величины ускорения движения при проезде регулируемых пересечений, периода наблюдения для идентификаций транспортных потоков На основе имитационных экспериментов установлены закономерности трансформации группы автомобилей при движении по регулируемой автомобильной магистрали. Установлена адекватность имитационной модели.
В пятой главе изложены: методика определения величины потока насыщения с учетом состава транспортного потока для расчета светофорных объектов, методика расчета величины суммарных транспортных задержек в системах координированного регулирования. Представлены примеры расчета по разработанным методикам.
