Введение к работе
Актуальность исследований. В настоящее время, основываясь на анализе мировой практики, можно сделать вывод, что применение интеллектуальных транспортных систем (ИТС), как систем, обеспечивающих адаптивное и прогнозное управление безопасностью и организацией дорожного движения в транспортно-дорожной системе регионов, приведет в данных регионах к улучшению качества транспортных услуг. Транспортный комплекс тесно связан с социальной сферой и экономикой, поэтому качество и безопасность транспортных услуг во многом определяют как эффективность работы, так и эффективность развития производства, бизнеса и социума.
Сегодня ИТС строится как многоуровневая структура, в основе которой всегда стоит одна из трех базовых подсистем: директивного управления дорожным движением (АСУДД), косвенного управления транспортными потоками (КУТП) и управления маршрутным транспортом.
Система КУТП и включенная в нее динамическая система маршрутного ориентирования, за счет недирективных методов воздействия на транспортный поток обеспечивает сокращение времени в пути, наиболее рационально распределяет нагрузку улично-дорожной сети города или пучка дорог, гармонизирует параметры транспортного потока, т.е. повышает динамическую пропускную способность участка.
В основе технического комплекса КУТП в комплексе задач управления информацией для транспортного потока лежит использование динамических информационных табло (ДИТ). Из этого можно сделать вывод, что для эффективного функционирования подсистем косвенного управления транспортными потоками необходимо формирование оптимальной технической и функциональной структуры ДИТ и логики их расстановки.
При этом в настоящее время в РФ отсутствуют какие-либо стандарты, руководящие документы, либо методики, регламентирующие требования к ДИТ как базовому исполнительному элементу системы КУТП.
Следовательно, разработка методики оптимизации телематического комплекса технических средств интеллектуальной системы маршрутного ориентирования является актуальной задачей.
Объектом исследования является транспортная система городов и автомагистралей, в частности дорожная инфраструктура косвенного управления транспортными потоками как составная часть интеллектуальной транспортной системы (работа проведена и апробирована на участках улично-дорожной сети г. Москвы).
Предметом исследования являются параметры транспортных потоков, их взаимовлияние на выбор мест установки динамических информационных табло системы косвенного управления транспортными потоками.
Целью исследования является снижения среднего времени в пути участников дорожного движения и увеличения динамической пропускной способности сети за счет применения разработанной методики оптимизации телематического комплекса технических средств интеллектуальной системы маршрутного ориентирования, обеспечивающей повышение эффективности функционирования улично-дорожной сети.
Направление исследования: исследование транспортных потоков методами аппаратно-технического измерения и имитационного моделирования.
Основные задачи исследования:
Детерминация основной элементной базы систем КУТП за счет анализа зарубежного опыта внедрения систем КУТП.
Разработка индикаторов эффективности задачи определения оптимальных мест установки ДИТ.
Разработка математической модели определения минимального расстояния от транспортного узла до места установки ДИТ.
Проведение на имитационной модели экспериментальных исследований эффективности внедрения систем КУТП.
Разработка методики оптимизации телематического комплекса технических средств интеллектуальной системы маршрутного ориентирования.
Научная новизна заключается:
В разработанной математической модели определения минимального расстояния от транспортного узла до места установки ДИТ, учитывающей время перестроения как функцию плотности транспортного потока.
В разработанной нейронной модели, определяющей возможность установки ДИТ по условию наличия возможности отвлечения внимания водителей от дорожной обстановки.
В разработанном алгоритме определения мест оптимальной установки ДИТ.
Достоверность результатов проведенных в работе исследований подтверждается использованием общепризнанной системы имитационного моделирования параметров транспортного потока AIMSUN, а также высокой сопоставимостью теоретических и экспериментальных результатов.
На защиту выносятся:
Математическая модель определения минимального расстояния от транспортного узла до места установки ДИТ, учитывающая время перестроения как функцию плотности транспортного потока.
Нейронная модель, определяющая возможность установки ДИТ по условию наличия возможности отвлечения внимания водителей от дорожной обстановки.
Алгоритм определения мест оптимальной установки ДИТ.
Практическая ценность заключается в разработке методики определения мест оптимальной установки ДИТ системы КУТП.
Внедрение и реализация результатов работы.
Основные результаты исследований приняты к использованию в ЗАО «НПП Транснавигация» (г. Москва).
Полученные теоретические результаты приняты к использованию в учебном процессе МАДИ кафедрой «Транспортная телематика» по дисциплинам специальностей направления 190600 «Эксплуатация наземного транспорта и транспортного оборудования».
Апробация работы. Результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены на научно-методических и научно-исследовательских конференциях МАДИ, г.Москва 2007, 2008, 2009 гг., а также на Международном семинаре молодых ученых (YRS-09), г.Турин 2009 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, общим объемом 4.8 п.л., в том числе 1 статья, включенная в Перечень ведущих рецензируемых научных изданий ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка из 128 наименований. Объем работы: 193 стр. печатного текста, 129 рисунков, 9 таблиц.
