Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Основы моделирования дорожного движения в задачах автоматизированного управления транспортными потоками промышленного центра Горлов, Юрий Георгиевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Горлов, Юрий Георгиевич. Основы моделирования дорожного движения в задачах автоматизированного управления транспортными потоками промышленного центра : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.01 / Гос. НИИ управ. машин и систем.- Пермь, 2004.- 22 с.: ил. РГБ ОД, 9 04-13/3870-5

Введение к работе

Актуальность исследования

Улично-дорожная сеть (УДС) города создается десятилетиями, и для ее изменения необходимо время и значительные инвестиции. Структура и протяженность УДС города создаются на основе генеральных планов развития, ориентированных на определенный уровень автомобилизации. В течение длительного времени в нашей стране приоритет в развитии транспортного обслуживания отдавался общественному пассажирскому транспорту и в качестве расчетного уровень автомобилизации городов принимался 60 авт./ЮОО жителей. Именно на этот уровень автомобилизации и была создана вся транспортная инфраструктура и система управления дорожным движением современных российских городов.

Основными ее недостатками являются:

малая удельная плотность магистральных улиц и неразвитость сети местных улиц;

низкая пропускная способность улиц и пересечений;

совмещенное движение общественного пассажирского транспорта, легкового и грузового движения;

применение для регулирования движения устаревших методов и технических средств, ориентированных на движение транспортных потоков малой плотности;

отсутствие системы информационного обеспечения городского движения;

практическое отсутствие системы обеспечения парковок в городе;

отсутствие специализированных дорог и маршрутов в УДС для движения грузовых автомобилей;

административные барьеры в транспортном обеспечении совместной работы УДС города, пригородной и реакреционной зон города.

Активная автомобилизация крупнейших городов Западной Европы, начавшаяся в 50-е годы, проходила практически по одной закономерности для всех стран: линейный рост количества автомобилей до уровня 300-350 авт./ЮОО жителей, затем замедление роста и стабилизация при уровне 550+50 авт./ЮОО жителей. Темпы автомобилизации российских городов, особенно таких мегаполисов, как Москва, С.-Петербург, несколько больше, чем западноевропейских городов периода достижения ими уровня 300 авт./ЮОО жителей, но спад темпа наблюдается также при уровне 250-300 авт./ЮОО жителей. Есть основание ожидать в российских городах предельный уровень автомобилизации порядка 550 авт./ЮОО жителей к 2020-2025 годам, что в полтора раза больше уровня, достигнутого сегодня на большей части территории России. Это требует пересмотра всей стратегии развития городов и улично-дорожной сети.

Возможности многофункциональной компьютерной технологии, которая уже более 20 лет успешно решает оптимизационные задачи организации и управления дорожным движением в развитых европейских странах следую щие:

моделирование существующих и прогнозируемых транспортных потоков;

включение в модель всей сети дорог и сети линий общественного транспорта, разработка комплексных транспортных схем;

анализ и оценка правил и интенсивности движения;

отработка сценариев типа «что будет, если...»;

планирование транспортной инфраструктуры общественного транспорта;

создание платформы для транспортно-информационных систем;

прогнозирование транспортных пробок;

выбор оптимальной организации движения на перекрестке и оценка пропускной способности для каждого варианта движения;

анализ пропускной способности и движения в зоне остановок с учетом приоритета общественного транспорта;

оптимизация работы сигнальных устройств;

анализ «узких» мест;

сравнение различных вариантов пунктов пересечения (круговое движение, регулировка направления движения, направляющие сигнальные устройства и развязки);

создание правил управления движением транспортных средств на автострадах и улицах.

Дорожное движение по транспортной сети относится к классу сложных систем, которые должны исследоваться с позиций системного подхода, опирающегося на многомодельность. Наиболее важными в отношении возможностей исследования проблем дорожного движения являются имитационные МО дели. Однако большая мощность, разнообразие и вероятностная неопределенность множества элементов транспортной сети (ТС) и единиц транспортного потока, включая разнообразие маршрутов, целей передвижения и внешних условий, делают имитационное моделирование объектов данного класса неэффективным по быстродействию и масштабам необходимых средств моделирования и сложным в обработке результатов моделирования и принятия решений в области автоматизации управления дорожным движением.

В условиях регионального промышленного центра, каковым, безусловно, является и город Пермь, решение перечисленного класса задач усложнено наличием мощных устойчивых транспортных потоков, которые в ближайшем будущем не имеют альтернативных маршрутов из-за отсутствия кольцевой дороги и ограниченности мостовых сооружений и поэтому существенно увеличивают нагрузку на УДС, постоянно создавая опасность возникновения заторов,

что снижает скорость движения, создает транспортный шум, загрязняет окружающую среду, невольно способствует росту числа дорожно-транспортных происшествий.

Таким образом, актуальность исследования обусловлена сложившимся противоречием между потребностью практики в разработке эффективных автоматизированных систем управления транспортными потоками промышлен ного центра и отсутствием адекватного ее сложности научно-методического аппарата моделирования дорожного движения, а также поддержки на этой основе принятия технических и управленческих решений большого народнохозяйственного значения.

Цель исследования заключается в обосновании эффективных подходов к развитию автоматизированных систем управления транспортными потоками промышленного центра с позиций адекватного нестохастического описания дорожного движения как объекта исследования и экспертной интерпретации результатов моделирования.

Достижение цели исследования потребовало решения следующих частных задач:

  1. разработка концепции представления транспортных потоков на альтернативной вероятностным подходам основе;

  2. приведение моделей транспортного потока с вероятной неопределенностью к альтернативным агрегированным моделям с меньшей степенью неопределенности;

  3. разработка принципов моделирования процессов прохождения транспортными потоками промышленного значения элементов улично-дорожной сети;

  4. разработка методики обобщения гетерогенных результатов моделирования дорожного движения и поддержки принятия решений по совершенствованию системы управления транспортными потоками;

  5. разработка рекомендаций по использованию имитационного моделирования на этапах разработки и эксплуатации перспективных автоматизированных и телематических систем управления дорожным движением промышленного центра.

Объектом исследования является дорожное движение в промышленном центре.

Предмет исследования - инструментальные средства моделирования дорожного движения и их использование в задачах автоматизированного управления транспортными потоками промышленного центра.

Достоверность научных положений, выводов и практических рекомендаций диссертации подтверждена анализом и корректным обоснованием предложенных математических моделей, а также результатами практического применения.

Научная новизна выполненного в диссертации исследования заключается в развитии концепции агрегирования и имитационного моделирования

транспортных потоков для создания инструмента исследования эффективности дорожного движения, включающей в себя:

принципы имитационного моделирования агрегируемых транспортных потоков промышленного центра;

методику анализа эффективности транспортной сети по результатам имитационного моделирования дорожного движения на основе комплексного оценивания.

На защиту выносятся следующие научные положения.

  1. Концепция агрегирования транспортных потоков на основе учета пеле-тонообразующих факторов, дополненная процедурой приведения моделей дорожного движения с вероятностной неопределенностью к моделям со слабо-проявленной при больших значениях параметра распределения Пуассона интервальной неопределенностью, позволяет применить имитационное моделирование в задачах автоматизированного управления транспортными потоками как достаточно доступный и эффективный метод исследования дорожного движения.

  2. Принципы имитационного моделирования прохождения основных пе-летонизированных транспортных потоков промышленного центра через элементы улично-дорожной сети способны методически обеспечить оценку различных показателей качества управления дорожным движением.

  3. Гетерогенные по своему составу результаты имитационного моделирования дорожного движения на множестве вариантов управления им согласно разработанной методике комплексного оценивания объединяются в обобщенный показатель с достаточным уровнем экспертной чистоты и ранжируются по отношению строгого порядка для поддержки принятия решения при выборе стратегии развития автоматизированных систем управления транспортными потоками.

Практическая значимость результатов исследования заключается в разработке обоснованных рекомендаций для принятия решения при выборе стратегии развития автоматизированных систем управления транспортными потоками.

Результаты диссертационного исследования использованы при организации и управлении дорожным движением ГИБДД Пермской области, подтвердив большую экономическую и социальную эффективность для региона и могут быть использованы специалистами при разработке мер по улучшению состояния дорожного движения в масштабе страны

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались на Всероссийской научно-практической конференции Пермского НЦ УрО РАН, Пермского филиала ИЭ УрО РАН (15 апреля 2004 г.), международном семинаре (Варна, июль 2004 г.), конференции Пермского ЦНТИ (ноябрь 2004 г.), а также на технических совещаниях ГИБДД и администрации Пермской области.

Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трехглав, заключения и списка литературы и содержит 7 таблиц, 25 рисунков.