تتمثل إحدى المهام المهمة لنظام النقل في ضمان أقصى قدر من الكفاءة لإدارة مجمع النقل والطرق. للقيام بذلك ، من الضروري استخدام الحلول الحديثة ، والتي تشمل وسائل عرض المعلومات. توضح المقالة العديد من المشاريع حيث تم استخدام أجهزة من شركة Mitsubishi Electric لعرض معلومات حركة المرور.

يبلغ متوسط ​​العمر الإنتاجي لمركز التحكم في حركة المرور 10 سنوات على الأقل. من الواضح ، خلال هذا الوقت ، أن مطوري أنظمة النقل الذكية سيواجهون حتمًا مشكلة ترقية المكونات التي استنفدت مواردهم. لكن إعادة بناء البنية التحتية الحالية ليس بالأمر السهل. يعد إنشاء أجهزة عالمية نهجًا رئيسيًا للتكيف مع قواعد اللعبة المتغيرة وتطوير التكنولوجيا.

كيف يمكن تطبيق مبدأ العالمية في أنظمة عرض المعلومات المستخدمة في مراكز التحكم؟ أحد الحلول لهذه المشكلة هو نهج معياري للمعدات: لا يتم اعتبار الشاشة ككل ، ولكن كنظام فرعي يتكون من مكونات قابلة للتبديل.

حاليًا ، تستخدم معظم مراكز التحكم الحديثة مكعبات DLP للإسقاط الخلفي ، والتي تم إنشاؤها على أساس تقنية DMD (التي طورتها شركة Texas Instruments).

وفقًا لمبدأ التنوع ، أنشأت Mitsubishi مجموعة من شاشات العرض والمعدات ذات الصلة التي تستخدم أحدث التقنيات القائمة على بنية مشتركة ونفس مجموعة المكونات. على وجه الخصوص ، تتكون أنظمة السلسلة 70 و 120 من مكعبات DLP وشاشات LCD ذات إطار رفيع بأحجام وتكوينات مختلفة. كما في حالة تعريف تكوين الكمبيوتر الشخصي ، يمكن للمستخدم ، عند طلب المعدات ، تحديد المكونات التي يجب أن يتألف منها النظام - مع إمكانية ترقيته مع تغير الاحتياجات. مثال على ذلك هو وحدة الإسقاط. قبل عامين ، أطلقت شركة Mitsubishi Electric خطًا جديدًا من أجهزة عرض DLP التي تحل محل جدران الفيديو القائمة على بخار الزئبق بأحدث أنظمة LED عالية السطوع. تعمل هذه التقنية على تحسين جودة الصورة ، وإطالة عمر الأنظمة الحالية بشكل كبير وتقليل تكاليف الصيانة.

يبلغ متوسط ​​عمر خدمة مصابيح الزئبق 6000 ساعة ، أي أقل من عام واحد من التشغيل على مدار الساعة. مع متوسط ​​تكلفة المصباح 1000 يورو ، فإن هذا يستلزم تكاليف تشغيل كبيرة. في المقابل ، تتمتع مكعبات Mitsubishi Electric 50PE78 LED بعمر افتراضي يصل إلى 100،000 ساعة ، أي أكثر من 10 سنوات من التشغيل المستمر على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. إن استخدام مكعبات LED جنبًا إلى جنب مع مراوح تبريد الهواء منخفضة الضوضاء ، والتي تم تصنيفها أيضًا لـ 100،000 ساعة من التشغيل ، يلغي فعليًا الحاجة إلى الصيانة الروتينية للشاشة طوال معظم عمرها. بالإضافة إلى ذلك ، تحتوي مكعبات DLP المزودة بإضاءة خلفية LED على نطاق لوني أوسع وتحافظ على درجة حرارة لون ثابتة طوال حياتها. وهذا بدوره يعني تحسين تجسيد اللون وزيادة الاستقرار.

يعطي المشروع المنفذ في إيطاليا مثال جيدكيف يستخدم المهندسون مكونات نظام العرض العامة للتحايل على قيود البنية التحتية.

تدير أوتوسترادا ديل برينيرو الطريق السريع A22 من مودينا إلى ممر برينر (على الحدود مع إيطاليا والنمسا). بالنظر إلى نظام العرض التناظري الموجود في مركز التحكم والذي أصبح قديمًا ومكلفًا للغاية في الصيانة ، قررت الشركة تحديثه باستخدام أحدث التقنيات الرقمية. كان نظام التحكم الذي كان موجودًا في ذلك الوقت مع 200 كاميرا تمثيلية ومنصة البرامج المصممة للتحكم فيه يعمل بشكل جيد. بالإضافة إلى ذلك ، سعت الشركة إلى تجنب التكاليف الإضافية وفصل المشغلين عن العمل من أجل إعادة تدريبهم. طورت 3P Technologies ، وهي شركة تكامل أجهزة وبرامج ، حلاً يجمع بين أحدث تقنيات العرض ونظام التحكم الحالي ومنصة البرامج.

يقع مركز التحكم في الطريق السريع A22 (الشكل 1) في قلب نظام متطور وعالي التقنية لإدارة حركة المرور يتضمن حوالي 200 من كاميرات الدوائر التلفزيونية المغلقة وشاشات ونقاط الطوارئ المتصلة بكابلات الألياف الضوئية ووصلات الراديو والاتصالات السلكية. يتم التحكم في النظام من خلال منصة برمجية مطورة خصيصًا والتي ، في حالة الطوارئ ، تسمح للمشغلين بالتحكم في بيانات الإدخال أو أي معلومات يتم تنزيلها من الكاميرات. يحتوي النظام أيضًا على وظيفة مبتكرة للتسجيل التلقائي لأحداث المرور (AID) ، مما يجعل من الممكن تحليل البيانات الواردة من الكاميرات وأجهزة الاستشعار والاستجابة تلقائيًا لحالات الطوارئ. بالإضافة إلى الإشارة الصوتية ، يسجل النظام الحادث ويسجل الأحداث التي حدثت قبله بفترة وجيزة. هذا يسمح للمشغلين باسترداد الحادث في ديناميكيات.

أرز. 1. مكتب إرسال الأوتوستراد A22

عند تصميم مشروع التعديل التحديثي ، كانت المشكلة الرئيسية هي الشاشة المستخدمة لمراقبة النظام. الشاشة ، التي تتكون من شاشات LCD التناظرية ، لم تكن قادرة على معالجة المعلومات من النوع والحجم المطلوبين ، كما أنها كانت مكلفة في التشغيل. تم استبدال النظام الحالي بجدار فيديو مصنوع من مكعبات LED من سلسلة Mitsubishi Electric 70 ، مما زاد من جودة وكفاءة التحكم ، فضلاً عن خفض تكاليف الصيانة.

يستخدم معالج X-Omnium من Bilfinger-Mauell لقيادة شاشات العرض مما يوفر تنوعًا في كيفية عرض المحتوى ومكانه. في السابق ، كان المشغلون مقيدين من حيث اختيار أحجام العرض ، لكن يمكنهم الآن تنظيم عرض المحتوى في شكل نوافذ في أي مكان على الشاشة. تسمح وحدة التحكم في الشاشة التي تعمل باللمس Crestron للمشغلين باستدعاء البرامج النصية باستخدام واجهة شاشة تعمل باللمس بسيطة تم تطويرها بواسطة 3P Technologies.

توفر خمسة مفككات تشفير من نوع Bilfinger-Mauell واجهة لنظام كاميرا فيديو تمثيلي موجود ، مما يسمح للمشغلين باستخدام أدوات التحكم في التحريك / الإمالة والتكبير / التصغير المألوفة. من المهم ملاحظة أن وحدة التحكم X-Omnium تتيح لك التحكم في الشاشة نفسها باستخدام حزمة برامج التحكم في حركة المرور المتاحة.

مثال آخر على المشروع هو مركز سيناترا لمراقبة حركة المرور (الشكل 2) الموجود في أندورا ، في منطقة البرانس الشرقية على الحدود مع إسبانيا وفرنسا.

أرز. 2 - مركز مراقبة حركة المرور "سيناترا"

تعتبر إمارة أندورا من أشهر الوجهات السياحية الشتوية في أوروبا بفضل منحدرات التزلج العديدة. أدى التدفق المروري المرتفع (ما يصل إلى 27000 مركبة في اليوم) والحاجة إلى اليقظة الشديدة بسبب ظروف الشتاء إلى جعل نظام العرض بالمركز و 60 كاميرا للشبكة أمرًا حيويًا للمراقبة الأمنية الموثوقة على 100 كيلومتر من الطريق الرئيسي و 150 كيلومترًا من الطرق الثانوية تحت اختصاصها. لهذا الغرض ، تم أيضًا استخدام مكعبات DLP من Mitsubishi Electric.

دعنا ننتقل إلى مشروع آخر. في عام 2015 ، وسعت Highways England قدرة مركز القيادة الإقليمية الشرقية الواقعة في South Mimms. من بين المراكز الإقليمية السبعة للشركة ، يعد المركز الشرقي واحدًا من أكبر المراكز. وهو مسؤول عن إدارة حركة المرور على بعض أكثر الطرق ازدحامًا في أوروبا ، بما في ذلك الجزء الجنوبي من M25 وعدد من أقسام M40 و M1 و M4.

يشغل المكان المركزي في غرفة التحكم (الشكل 3) ، والذي يمكن أن يستوعب 20 محطة عمل مُجهزة للمشغل ، جدار فيديو كبير. على ذلك ، يمكن للمشغلين رؤية الصورة من أي من كاميرات المراقبة 870 لشبكة الطرق ، وكذلك مشاهدة الفيديو وتدفقات البيانات الواردة من وكالات الطرق الأخرى ، واستقبال البث المباشر من الهواء للكاميرات المثبتة مؤقتًا.

أرز. 3. غرفة التحكم بمركز التحكم المروري الإقليمي الشرقي

يعمل مركز التحكم الإقليمي الشرقي على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع. كجزء من توسعة المركز ، تم اتخاذ قرار بتحديث جدار الفيديو ، وتم اختيار Electrosonic لتنفيذ المشروع. كان الهدف الرئيسي للمشروع ، إلى جانب تركيب شاشة عالية الأداء ، هو تنفيذ أحدث التقنياتمن أجل تقليل تكلفة تشغيل جدار الفيديو بشكل كبير.

يعتمد النظام المنفذ على مكعبات الفيديو VS-67PE78 DLP من Mitsubishi Electric بقطر ٦٧ درجة بتكوين ٨ × ٣. إنها تزيد من دقة جدار الفيديو الرئيسي من XGA إلى SXGA + ، وتحسن السطوع وتطيل بشكل كبير من عمر يصل إلى 100000 ساعة لمصابيح LED والمكونات الأخرى.

توضح المشاريع الموصوفة أن أي مهندس نظام يجب أن يعطي الأولوية لمبدأ العالمية - خاصة بالنظر إلى الثورة القادمة من آلة إلى آلة.

في الحالة العامة ، تُفهم السيطرة على أنها التأثير على كائن معين من أجل تحسين أدائه. في حركة المرور على الطرق ، تخضع حركة المرور وتدفقات المشاة للتحكم. تعد حركة المرور على الطرق عنصرًا محددًا من عناصر التحكم ، نظرًا لأن سائقي السيارات والمشاة لديهم إرادتهم الخاصة ويحققون أهدافهم الشخصية أثناء القيادة. وبالتالي ، فإن حركة المرور على الطرق هي نظام تقني اجتماعي يحدد خصوصيتها ككائن للإدارة.

يتمثل جوهر الإدارة في إلزام السائقين والمشاة أو حظر أو التوصية بإجراءات معينة من أجل ضمان السرعة والسلامة. يتم تنفيذه من خلال إدراج المتطلبات ذات الصلة لقواعد المرور ، وكذلك استخدام مجموعة من الوسائل التقنية والإجراءات التنظيمية لمفتشي خدمة الدوريات على الطرق لشرطة المرور وغيرهم من الأشخاص الذين لديهم السلطة المناسبة.

على مستوى خدمات المرور على الطرق ، تعد إدارة المرور مجموعة من الإجراءات الهندسية والتنظيمية على شبكة الطرق الحالية ، مما يضمن السلامة والسرعة الكافية لحركة المرور وتدفقات المشاة. وتشمل هذه التدابير إدارة حركة المرور ، والتي ، كقاعدة عامة ، تحل قضايا أكثر ضيقًا. نوع منفصل من التحكم هو التنظيم ، أي الحفاظ على معلمات الحركة ضمن الحدود المحددة.

يميز بين التحكم الآلي والآلي واليدوي في حركة المرور. يتم إجراء التحكم الآلي دون مشاركة بشرية وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا ، مؤتمت - بمشاركة عامل بشري. يمكن للمشغل ، باستخدام مجموعة من الوسائل التقنية لجمع المعلومات الضرورية وإيجاد الحل الأمثل ، ضبط برنامج الجهاز الأوتوماتيكي. في كلتا الحالتين الأولى والثانية ، يمكن استخدام أجهزة الكمبيوتر في عملية التحكم. يمكن أن تكون حلقة التحكم الأوتوماتيكية إما مغلقة أو مفتوحة. وأخيرًا ، هناك تحكم يدوي ، عندما يقوم المشغل ، بتقييم حالة المرور بصريًا ، بالتأثير على تدفق حركة المرور بناءً على خبرته وحدسه.

مع الحلقة المغلقة ، هناك تغذية مرتدة بين وسيلة التحكم وكائن التحكم (تدفق حركة المرور). يمكن إجراء التغذية الراجعة التلقائية بواسطة معدات خاصة لجمع المعلومات - أجهزة الكشف عن المركبات. يتم إدخال المعلومات في معدات الأتمتة ، وبناءً على نتائج معالجتها ، تحدد هذه الأجهزة طريقة تشغيل إشارات المرور أو إشارات الطرق التي يمكن أن تغير معناها عند القيادة (العلامات الخاضعة للرقابة). هذه العملية تسمى التحكم المرن أو التكيفي.

عندما تكون الحلقة مفتوحة ، وفي حالة عدم وجود ردود فعل ، فإن أجهزة التحكم في الطريق (DC) التي تتحكم في إشارات المرور تقوم بتبديل الإشارات وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا. في هذه الحالة ، يتم تنفيذ التحكم المستمر في البرنامج.

من خلال التحكم اليدوي ، توجد الملاحظات دائمًا بسبب التقييم البصري للمشغل لظروف القيادة.

وفقًا لدرجة المركزية ، يمكن اعتبار نوعين من الإدارة: المحلية والنظامية. يتم تنفيذ كلا النوعين بالطرق المذكورة أعلاه. مع التحكم المحلي ، يتم توفير تبديل الإشارة بواسطة وحدة تحكم موجودة مباشرة عند التقاطع. مع متحكمات نظام التقاطعات ، كقاعدة عامة ، يؤدون وظائف مترجمي الأوامر القادمة من خلال قنوات اتصال خاصة من نقطة التحكم (CP). عندما يتم فصل وحدات التحكم مؤقتًا عن CP ، يمكنها توفير التحكم المحلي.

في الممارسة العملية ، يتم استخدام المصطلحين "وحدات التحكم المحلية" و "وحدات التحكم في النظام". الأول ليس له صلة بالإنتاج الأنظف ويعمل بشكل مستقل ، والأخير لديه مثل هذا الاتصال وقادر على تنفيذ التحكم المحلي والنظام.

كانت المعدات الموجودة خارج مركز التحكم تسمى الأجهزة الطرفية (إشارات المرور ، وأجهزة التحكم ، وأجهزة الكشف عن المركبات) ، وكانت تسمى المعدات الموجودة في مركز التحكم المركزية (أجهزة الكمبيوتر ، وأنظمة التحكم ، ومعدات الميكانيكا عن بُعد ، وما إلى ذلك).

من خلال التحكم في النظام ، يقع مشغل النظام في نقطة التحكم ، أي بعيدًا عن كائن التحكم ، ويمكن استخدامه لتزويده بمعلومات حول ظروف حركة المرور ووسائل الاتصال والوسائل الخاصة لعرض المعلومات (الشكل 8.1) .

الشكل 8.1 - منظر عام لنقطة التحكم

هذه الأخيرة مصنوعة في شكل خرائط مضيئة للمدينة أو المناطق - الرسوم البيانية للذاكرة ، التي تحتوي على معدات للعرض المرئي باستخدام أجهزة كمبيوتر للمعلومات الرسومية والأبجدية الرقمية على شاشات العرض وأنظمة التلفزيون ، مما يسمح لك بمراقبة المنطقة الخاضعة للرقابة مباشرة.

يتم استخدام التحكم المحلي في أغلب الأحيان في تقاطع منفصل أو ، كما يقولون ، منعزل ، والذي لا علاقة له بالتقاطعات المجاورة إما خلف عنصر التحكم أو خلف التدفق. يتم توفير التغييرات في إشارات المرور في مثل هذا التقاطع وفقًا لبرنامج فردي ، بغض النظر عن ظروف المرور في التقاطعات المجاورة ، ويكون وصول المركبات عند هذا التقاطع عشوائيًا.

يُطلق على تنظيم التغيير المنسق للإشارات في مجموعة من التقاطعات ، والذي يتم إجراؤه لتقليل وقت حركة المركبات في منطقة معينة ، التحكم المنسق (التحكم وفقًا لمبدأ "الموجة الخضراء"). في هذه الحالة ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام التحكم المنسق النظامي.

على مستوى خدمات المرور على الطرق ، تعد إدارة المرور مجموعة من الإجراءات الهندسية والتنظيمية على شبكة الطرق الحالية ، مما يضمن السلامة والسرعة الكافية لحركة المرور وتدفقات المشاة. تشمل هذه الأنشطة إدارة حركة المرور ، والتي ، كقاعدة عامة ، تحل مهامًا أكثر تحديدًا. في الحالة العامة ، يُفهم التحكم على أنه التأثير على كائن معين من أجل تحسين أدائه. فيما يتعلق بحركة المرور على الطرق ، فإن عنصر التحكم هو حركة المرور وتدفقات المشاة. نوع معين من الإدارة هو التنظيم ، أي الحفاظ على معلمات الحركة ضمن الحدود المحددة.

مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن التنظيم ليس سوى حالة خاصة لكل من التحكم وتنظيم المرور ، والغرض من استخدام الوسائل التقنية هو تنفيذ مخططها ، فإن مصطلح "الوسائل التقنية لتنظيم حركة المرور" أو "الوسائل التقنية للتحكم في حركة المرور" يستخدم ، والذي يتوافق مع الوثائق التنظيمية المعتمدة (GOST 23457-86).

في الوقت نفسه ، وبسبب التقاليد الراسخة ، انتشر مصطلح "التنظيم". على سبيل المثال ، في قواعد الطريق (SDA) ، تسمى التقاطعات ومعابر المشاة المجهزة بإشارات المرور بأنها منظمة ، على عكس غير المنظمة ، حيث لا توجد إشارات مرور. هناك أيضًا مصطلحات "دورة التحكم" ، "الاتجاه الخاضع للتحكم" ، إلخ. في الأدبيات المتخصصة ، غالبًا ما يُطلق على التقاطع المجهز بإشارة مرور "كائن إشارة المرور".

يتمثل جوهر الإدارة في إلزام السائقين والمشاة أو حظر أو التوصية بإجراءات معينة من أجل ضمان السرعة والسلامة. يتم تنفيذه من خلال إدراج المتطلبات ذات الصلة في قواعد المرور ، وكذلك استخدام مجموعة من الوسائل الفنية والإجراءات الإدارية لمفتشي خدمة الدوريات على الطرق لشرطة المرور وغيرهم من الأشخاص الذين لديهم السلطة المناسبة.

عنصر تحكم ، مجمع من الوسائل التقنية وفرق من الأشخاص المشاركين في العملية التكنولوجية للتحكم في حركة المرور ،

تشكل حلقة تحكم (الشكل 1). نظرًا لأن بعض الوظائف في حلقة التحكم يتم تنفيذها غالبًا بواسطة معدات آلية ، فقد تم تطوير مصطلحات "التحكم الآلي" أو "أنظمة التحكم". كائن التحكم.

رسم بياني 1. رسم تخطيطي لحلقة التحكم.

يتم إجراء التحكم الآلي دون مشاركة بشرية وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا ، مؤتمت - بمشاركة عامل بشري. يمكن للمشغل ، باستخدام مجموعة من الوسائل التقنية لجمع المعلومات الضرورية وإيجاد الحل الأمثل ، ضبط برنامج الأجهزة الأوتوماتيكية. في كلتا الحالتين الأولى والثانية ، يمكن استخدام أجهزة الكمبيوتر في عملية التحكم. وأخيرًا ، هناك تحكم يدوي ، عندما يقوم المشغل ، بتقييم حالة المرور بصريًا ، بممارسة تأثير التحكم بناءً على خبرته وحدسه. يمكن أن تكون حلقة التحكم الأوتوماتيكية إما مغلقة أو مفتوحة.

مع الحلقة المغلقة ، هناك تغذية مرتدة بين وسيلة التحكم وكائن التحكم (تدفق حركة المرور). يمكن تنفيذه تلقائيًا بواسطة أجهزة خاصة لجمع المعلومات - أجهزة الكشف عن المركبات. يتم إدخال المعلومات في أجهزة الأتمتة ، وبناءً على نتائج معالجتها ، تحدد هذه الأجهزة طريقة تشغيل إشارات المرور أو إشارات الطرق التي يمكن أن تغير معناها عند الأوامر (العلامات الخاضعة للرقابة). هذه العملية تسمى التحكم المرن أو التكيفي.

عندما تكون الحلقة مفتوحة ، في حالة عدم وجود ملاحظات ، تقوم أجهزة التحكم في إشارات المرور - أجهزة التحكم في الطريق (DC) بتبديل الإشارات وفقًا لبرنامج محدد مسبقًا. في هذه الحالة ، يتم تنفيذ رقابة صارمة على البرنامج.

في الشكل 1 ، تظهر حلقة التغذية الراجعة التي تغلق حلقة التحكم الآلي بخط متقطع ، مع الأخذ في الاعتبار أن هذه العلاقة قد تكون موجودة أو غير موجودة. من خلال التحكم اليدوي ، توجد التغذية المرتدة دائمًا (بسبب التقييم البصري للمشغل لظروف القيادة) ، لذلك تظهر دائرته في الشكل 1 كخط متصل.

وفقًا لدرجة المركزية ، يمكن اعتبار نوعين من الإدارة: محلي ونظامي. يتم تنفيذ كلا النوعين بالطرق الموضحة أعلاه.

مع التحكم المحلي ، يتم توفير تبديل الإشارة بواسطة وحدة تحكم موجودة مباشرة عند التقاطع. مع متحكمات نظام التقاطعات ، كقاعدة عامة ، يؤدون وظائف مترجمي الأوامر التي تأتي ، كقاعدة عامة ، من خلال قنوات اتصال خاصة من نقطة التحكم (UE). عندما يتم فصل وحدات التحكم مؤقتًا عن تجهيزات المستعمل ، يمكنها أيضًا توفير التحكم المحلي. كانت المعدات الموجودة خارج مركز التحكم تسمى الأجهزة الطرفية (إشارات المرور ، وأجهزة التحكم ، وأجهزة الكشف عن المركبات) ، في مركز التحكم - المركزي (معدات الكمبيوتر ، والتحكم في الإرسال ، وأجهزة الميكانيكا عن بُعد ، وما إلى ذلك).

في الممارسة العملية ، يتم استخدام المصطلحين "وحدات التحكم المحلية" و "وحدات التحكم في النظام". الأول ليس له اتصال بـ UE ويعمل بشكل مستقل ، والأخير لديه مثل هذا الاتصال وقادر على تنفيذ التحكم المحلي والنظام.

من خلال التحكم اليدوي المحلي ، يكون المشغل عند التقاطع مباشرة ، ويراقب حركة المركبات والمشاة. مع النظام الأول ، يقع في نقطة التحكم ، أي بعيدًا عن كائن التحكم ، ولتزويده بمعلومات عن أحوال المرور ، يمكن استخدام وسائل الاتصال والوسائل الخاصة لعرض المعلومات. هذه الأخيرة مصنوعة في شكل خرائط مضيئة للمدينة أو المناطق - الرسوم البيانية للذاكرة ، وأجهزة لإخراج المعلومات الرسومية والأبجدية الرقمية إلى أنبوب أشعة الكاثود باستخدام الكمبيوتر - شاشات وأنظمة التلفزيون التي تسمح لك بمراقبة المنطقة الخاضعة للرقابة مباشرة.

يتم استخدام التحكم المحلي غالبًا في تقاطع منفصل أو ، كما يقولون ، معزول ، والذي لا يرتبط بالتقاطعات المجاورة إما عن طريق التحكم أو عن طريق التدفق. يتم تغيير إشارات المرور في مثل هذا التقاطع وفقًا لبرنامج فردي ، بغض النظر عن ظروف المرور في التقاطعات المجاورة ، ويكون وصول المركبات عند هذا التقاطع عشوائيًا.

يُطلق على تنظيم التغيير المنسق للإشارات في مجموعة من التقاطعات ، والذي يتم إجراؤه لتقليل وقت حركة المركبات في منطقة معينة ، التحكم المنسق (التحكم وفقًا لمبدأ "الموجة الخضراء" (GW)) في هذه الحالة ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام التحكم في النظام.

يعمل أي جهاز تحكم آلي وفقًا لخوارزمية معينة ، وهي وصف لعمليات معالجة المعلومات وتطوير إجراء التحكم اللازم. فيما يتعلق بحركة المرور على الطرق ، تتم معالجة المعلومات حول معلمات المرور ويتم تحديد طبيعة التحكم في إشارات المرور التي تؤثر على تدفق حركة المرور. يتم تنفيذ خوارزمية التحكم تقنيًا بواسطة وحدات تحكم تقوم بتبديل إشارات المرور وفقًا للبرنامج المحدد. في أنظمة التحكم المؤتمتة التي تستخدم الكمبيوتر ، يتم أيضًا تنفيذ خوارزمية حل مشكلات التحكم في شكل مجموعة من البرامج لتشغيلها.

إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه

سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.

نشر على http://www.allbest.ru/

مقدمة

تزايد عدد السيارات ، ونتيجة لذلك ، أصبحت زيادة عددها على طرق المدن الكبيرة مشكلة متزايدة الأهمية اليوم. يؤدي التراكم الكبير لمراكز جذب الجماهير في وسط معظم المدن الكبرى إلى تعقيد التحكم في نظام المرور على الطرق وارتفاع تكلفة صيانته. لا تستطيع العديد من المدن في العالم مواجهة تحديات النقل اليومية وهي عالقة في اختناقات مرورية متعددة الكيلومترات كل يوم.

في الوقت نفسه ، يستمر طلب السكان على وسائل النقل في النمو. وبالتالي ، فإن الوضع يتجه نحو طريق مسدود في غياب الإجراءات المناسبة. UDS المصممة لتحميل أقل لا يمكن أن تتكيف وتتطلب التحديث والتحسين. اليوم ، المدينة لا تتطلب فقط طرقًا جيدة وحسنة التصميم ثم بُنيت ، ولكن أيضًا إدارتها عالية الجودة. وبنفس الطريقة ، فإن الأساليب القديمة لإدارة حركة المرور عفا عليها الزمن ولا يمكنها مواكبة نمو المدينة ، وتتطلب التدفقات متعددة الاتجاهات إدارة ديناميكية وتكامل أنظمة مبتكرة لتحسين وضع النقل ، وفي موسكو على وجه الخصوص. يحتاج النظام الكامل لبناء نظام المرور على الطرق وإدارته إلى التغيير من خلال تقنيات جديدة ، بما في ذلك النمذجة الرياضية ، والتي تسمح بالتنبؤ بسلوك نظام المرور على الطرق ، وإجراء تعديلات على تكوينه ، وأكثر من ذلك بكثير. هذا هو السبب في أن الحاجة إلى بديل ، وكذلك أي مصادر إضافية للمعلومات عن حالة حركة المرور تتزايد بشكل حاد. الآن ، يتم تقديم أحدث المجمعات والأنظمة لجمع البيانات ومعالجتها.

يقدم الفصل الأول تحليلًا موجزًا ​​لوضع النقل الحالي في مدينة موسكو ، وتحليلاً لاستلام واستخدام البيانات المترية للمركبة باستخدام خدمة Yandex.Traffic ، وتحليل فائدة هذه البيانات وإمكانية استخدامها . في نهاية الفصل ، تم تقديم معلومات نظرية حول الطرق ، وتصنيفها ، وكذلك ماهية التدفقات المرورية وخصائصها الرئيسية ، بالإضافة إلى صياغة المشكلة

في الفصل الثاني ، يتم اختيار القسم "التجريبي" من UDS ، ويتم النظر في مشاكله الرئيسية بمساعدة Yandex. خريطة حرارة الاختناقات المرورية ، وكذلك ، انطلاقًا من صياغة المشكلة ، فإن الإجراءات هي: اقترح لتحسين وضع النقل في هذا القسم من UDS.

يقدم الفصل الثالث الأساس المنطقي التفصيلي للتغييرات المقترحة باستخدام المحاكاة الحاسوبية ومقارنة نموذجي CDS ومعلماتهما. تم إنشاء نموذج كمبيوتر على أساس موقع محدد بالفعل ، وتم تحليل المشكلات والبيانات ، وبعد ذلك تم إنشاء نموذج كمبيوتر بالتغييرات المقترحة في الفصل الثاني. تم تنفيذها تحليل مقارنبيانات النموذجين ، مما يسمح لنا باستنتاج أن التغييرات التي تم إجراؤها ستؤدي إلى تحسين حركة المرور في هذا القسم.

الهدف من البحث هو تدفق حركة المرور على شبكة الطرق العامة في المدن.

موضوع البحث هو إمكانية استخدام النمذجة الحاسوبية لحل مشاكل عملية حقيقية.

تتكون الفرضية العلمية من افتراض إمكانية استخدام البيانات الحقيقية في نموذج الكمبيوتر ، مع مزيد من التحديث (النموذج) ، والحصول على نتائج التحسين التي من المرجح أن تكون موثوقة وقابلة للتطبيق في الممارسة.

الهدف من الدراسة هو النظر في أحد الطرق السريعة الجذرية في موسكو ، وإنشاء نموذج الكمبيوتر الخاص بها ، ومقارنة سلوك النموذج بالصورة في الممارسة ، وإجراء تحسينات وتغييرات في هيكل نظام حركة المرور على الطرق ونمذجة أخرى تغيير نظام المرور على الطرق لتأكيد تحسن الوضع في هذه المنطقة.

يتم توفير موثوقية نتائج الدراسات التي أجريت في العمل من خلال التأكيد التجريبي للفرضية الرئيسية ، واتساق نتائج الدراسات النظرية التي تم الحصول عليها على أساس تحليل النماذج الرياضية المطورة لحساب المعلمات الرئيسية لـ UDS ، مع نتائج الدراسات.

1 تحليل الموقف الحالي وبيان المشكلة

1.1 تبرير إلحاح المشكلة

ليس سراً أن العديد من المناطق الحضرية الكبيرة في العالم تعاني من مشاكل ضخمة في قطاع النقل. يلعب النقل في أي مدينة دورًا كبيرًا في الاتصال ، ولهذا السبب يجب أن يكون نظام النقل في المدينة متوازناً ، ويمكن إدارته بسهولة واستجابة لجميع التغييرات في حركة المرور في المدينة. في الواقع ، المدينة عبارة عن تكتل حضري به تركيز كبير من السيارات والأشخاص ، حيث يلعب النقل البري (الشخصي والعامة) دورًا كبيرًا ، سواء في حركة السكان نفسها أو في الخدمات اللوجستية بشكل عام. هذا هو السبب في أن الإدارة المختصة لنظام النقل للمدينة تلعب دورًا كبيرًا في أنشطتها.

كل يوم ، تزداد حاجة السكان إلى وسائل النقل ، سواء بمساعدة وسائل النقل العام والسيارات الخاصة. من المنطقي أن نفترض أنه مع زيادة عدد وسائل النقل في المدينة ، يجب أن يزداد عدد الطرق والتقاطعات ومواقف السيارات بشكل متناسب ، ومع ذلك ، فإن تطوير شبكة النقل البري (UDS) لا يواكب الوتيرة من المحركات.

تذكر أنه وفقًا للإحصاءات ، فإن عدد السيارات للفرد يتزايد باطراد (الشكل 1.1).

تدفق حركة مرور السيارات بالكمبيوتر

الشكل 1.1 عدد السيارات لكل 1000 شخص في موسكو

في الوقت نفسه ، فإن UDS لموسكو ليست جاهزة لمثل هذا معدل نمو السيارات في المدينة. بالإضافة إلى وسائل النقل الشخصية في المدينة ، يجب حل مشكلة النقل العام ونقل الركاب في موسكو. وفقًا لبرنامج النقل الحكومي ، فإن 26 ٪ فقط من حركة الركاب تقع على النقل الشخصي و 74 ٪ على وسائل النقل العام. وفي الوقت نفسه ، بلغ إجمالي حجم الحركة المرورية السنوية في عام 2011 ، 7.35 مليار مسافر ، ووفقًا للتوقعات ، سينمو ، وفي عام 2016 سيصل إلى 9.8 مليار مسافر سنويًا. في الوقت نفسه ، من المخطط أن يستخدم 20 ٪ فقط من هذا العدد من الركاب وسائل النقل الشخصية. في نفس الوقت ، في المجموع ، تمثل وسائل النقل العام الشخصية والبرية أكثر من نصف حركة الركاب في موسكو. هذا يعني أن حل مشاكل النقل البري في المدينة يلعب دورًا مهمًا في ذلك الأداء الطبيعيوإقامة مريحة لسكانها. تعني هذه البيانات أنه بدون اتخاذ تدابير مناسبة لتحسين وضع النقل في موسكو ، فإن انهيار حركة المرور لدينا في انتظار ، والذي بدأ بالفعل في التخمير ببطء في موسكو في السنوات الأخيرة.

وتجدر الإشارة أيضًا إلى أنه بالإضافة إلى المشاكل المرتبطة بحركة الركاب الداخلية ، فإن مشكلة تدفقات النقل وهجرة العمالة البندول ، وتدفق المركبات (الشحن بشكل أساسي) التي تمر عبر المدينة ، ظاهرة للعيان. وإذا تم حل مشكلة نقل البضائع العابرة جزئيًا عن طريق حظر دخول وحركة الشاحنات التي تزيد حمولتها عن 12 طنًا في المدينة خلال النهار ، فإن مشكلة نقل الركاب من المنطقة إلى المدينة أعمق بكثير وأكثر أكثر صعوبة في حلها.

يتم تسهيل ذلك من خلال عدة عوامل ، أولاً وقبل كل شيء ، موقع مراكز جذب الجماهير داخل حدود المدينة. على وجه الخصوص ، موقع عدد هائل من أماكن العمل والمكاتب لعدد كبير من الشركات ، وموقع عدد كبير من البنية التحتية ، والثقافة والمرافق الخدمية (على وجه الخصوص ، مراكز التسوق ، ولكن الاتجاه نحو بنائها داخل حدود المدينة يتراجع باطراد لصالح موقعهم خارج طريق موسكو الدائري). كل هذا يؤدي إلى حقيقة أن تدفقات بشرية ضخمة كل يوم في الصباح تنتقل ساعة الذروة من المنطقة إلى حدود المدينة وفي المساء تعود إلى المنطقة. هذه المشكلة حادة بشكل خاص في أيام الأسبوع ، عندما يسارع عدد كبير من الناس إلى العمل في ساعة الذروة الصباحية والعودة إلى المنزل في المساء. كل هذا يؤدي إلى عبء هائل على طرق المغادرة ، والتي يستخدمها خلال هذه الساعات عدد كبير من الركاب الذين يتنقلون بواسطة وسائل النقل العام والشخصي. بالإضافة إلى ذلك ، في الصيف ، يضاف إليهم سكان الصيف ، وفي نهاية كل أسبوع يقومون بإنشاء ازدحام ضخم على الطرق السريعة المؤدية إلى المنطقة ، وبعد عطلة نهاية الأسبوع منه.

كل هذه المشاكل تتطلب حلولاً فورية عن طريق بناء طرق وتقاطعات جديدة ، ونقل مراكز الجاذبية للجماهير ، وتحسين إدارة هيكل شبكة المرور على الطرق الحالية. كل هذه الحلول ببساطة غير ممكنة بدون التخطيط الدقيق والنمذجة. نظرًا لأنه بمساعدة البرامج التطبيقية وأدوات النمذجة ، يمكننا أن نرى التأثير الذي يمكننا تحقيقه من خلال تقديم حلول معينة إلى الحياة ، واختيار أنسبها بناءً على تقدير التكلفة والتأثير الإيجابي للتأثير على نظام المرور على الطرق.

1.2 تحليل وضع النقل الحالي في موسكو باستخدام خدمة الويب Yandex Traffic

بالنظر إلى المشكلات الموضحة أعلاه بمزيد من التفصيل ، يجب أن ننتقل إلى أنظمة القياس عن بُعد الحالية لجمع المعلومات حول وضع النقل في موسكو ، والتي يمكن أن تظهر بوضوح مناطق المشاكل في مدينتنا. من أكثر الأنظمة تقدمًا وإفادة في هذا المجال ، والتي أثبتت فعاليتها ، خدمة Yandex Traffic Web ، التي أثبتت فعاليتها ومحتواها المعلوماتي.

من خلال تحليل البيانات التي تقدمها الخدمة في المجال العام ، يمكننا تحليل البيانات وتقديم تبرير واقعي للمشكلات المذكورة أعلاه. وبالتالي ، يمكننا أن نرى بصريًا المناطق التي بها حالة مرورية متوترة ، وننظر بصريًا في الميول لتشكيل الازدحام واقتراح حل للمشكلة عن طريق اختيار النموذج الرياضي الأمثل لحل مشكلة نمذجة منطقة مشكلة معينة ، مع الحصول على مزيد من المعلومات. النتائج التي يمكن على أساسها استخلاص استنتاجات حول إمكانية تحسين وضع النقل في هذه الحالة بالذات. وبالتالي ، يمكننا الجمع بين نموذج نظري ومشكلة حقيقية من خلال توفير حل.

1.2.1 معلومات موجزة عن خدمة الويب Yandex Traffic

الاختناقات المرورية في Yandex هي خدمة ويب تجمع وتعالج المعلومات حول حالة المرور في موسكو والمدن الأخرى في روسيا والعالم. من خلال تحليل المعلومات الواردة ، توفر الخدمة معلومات حول حالة حركة المرور (وبالنسبة للمدن الكبيرة ، فإنها تحدد أيضًا "درجة" لازدحام شبكة المرور) ، مما يسمح لسائقي السيارات بتكوين مسار الرحلة بشكل صحيح وتقدير وقت السفر المقدر. توفر الخدمة أيضًا توقعًا قصير المدى لحالة المرور المتوقعة في وقت محدد ، في يوم محدد من الأسبوع. وبالتالي ، تشارك الخدمة جزئيًا في تحسين خطة المرور ، مما يسمح للسائقين باختيار طرق الالتفاف التي لا يغطيها الازدحام.

1.2.2 مصادر البيانات

من أجل الوضوح ، دعنا نتخيل أننا معكم - حادث في شارع Strastnoy أمام Petrovka (صغير وبدون إصابات). من خلال مظهرنا ، فقد حظرنا ، على سبيل المثال ، صفين من الصفوف الثلاثة الموجودة. يُجبر سائقي السيارات الذين تحركوا على طول خطوطنا على تجاوزنا ، والسائقون الذين تحركوا على طول المسار الثالث يضطرون إلى السماح لمن حولنا. بعض سائقي السيارات هؤلاء هم من مستخدمي Yandex.Maps و Yandex.Navigator ، وتقوم أجهزتهم المحمولة بنقل البيانات حول حركة السيارة إلى Yandex.Traffic. مع اقتراب سيارات المستخدمين من حادثنا ، ستنخفض سرعتها ، وستبدأ الأجهزة في "الإبلاغ" عن الخدمة بشأن الازدحام.

للمشاركة في جمع البيانات ، يحتاج سائق السيارة إلى ملاح وتطبيق Yandex.Traffic المرورية على الهاتف المحمول. على سبيل المثال ، في حالة وقوع حادث على الطريق ، يمكن لبعض السائقين الواعين ، بعد رؤية الحادث ، تحذير سائقي السيارات الآخرين بشأنه عن طريق وضع نقطة مقابلة في خرائط Yandex.Maps للهاتف المحمول.

1.2.3 تكنولوجيا معالجة المسار

تسمح مستقبلات GPS بأخطاء في تحديد الإحداثيات ، مما يعقد بناء المسار. يمكن أن يؤدي الخطأ إلى "إزاحة" السيارة بعدة أمتار في أي اتجاه ، على سبيل المثال ، على الرصيف أو سطح مبنى مجاور. تنتقل الإحداثيات الواردة من المستخدمين إلى المخطط الإلكتروني للمدينة ، والذي يعرض بدقة شديدة جميع المباني والمتنزهات والشوارع مع علامات الطرق وأشياء المدينة الأخرى. بفضل هذه التفاصيل ، يتفهم البرنامج كيف تحركت السيارة بالفعل. على سبيل المثال ، في مكان أو آخر ، لا يمكن للسيارة الدخول إلى الحارة القادمة أو تم الانعطاف على طول علامات الطريق دون "قطع" الزاوية. (الشكل 1.2)

الشكل 1.2 تكنولوجيا معالجة المسار

لذلك ، كلما زاد عدد مستخدمي الخدمة ، زادت دقة معلومات المرور.

بعد دمج المسارات المحددة ، تقوم الخوارزمية بتحليلها وتعيين علامات "خضراء" و "صفراء" و "حمراء" على أقسام الطريق المقابلة.

1.2.4 دمج البيانات

يأتي بعد ذلك التجميع - عملية تجميع المعلومات. كل دقيقتين ، يجمع برنامج التجميع ، مثل الفسيفساء ، المعلومات الواردة من مستخدمي Yandex.Maps للجوال في مخطط واحد. تم رسم هذا المخطط على طبقة "حركة المرور" (الشكل 1.3) لخرائط Yandex.Maps - سواء في تطبيق الهاتف المحمول أو على خدمة الويب.

الشكل 1.3 عرض الاختناقات المرورية في خرائط Yandex

1.2.5 مقياس

في موسكو وسانت بطرسبرغ والمدن الكبيرة الأخرى ، تقوم خدمة Yandex.Traffic بتقييم الوضع على مقياس من 10 نقاط (حيث 0 نقطة - حركة مرور مجانية ، و 10 نقاط - المدينة "تقف"). من خلال هذا التقييم ، يمكن للسائقين فهم مقدار الوقت الذي سيخسرونه في الاختناقات المرورية بسرعة. على سبيل المثال ، إذا كان متوسط ​​الدرجات في كييف هو سبعة ، فسيستغرق الطريق ضعف الوقت الذي تستغرقه حركة المرور المجانية.

يتم تكوين مقياس النقاط بشكل مختلف لكل مدينة: حقيقة أن موسكو تمثل صعوبة طفيفة ، في مدينة أخرى هي بالفعل ازدحام مروري خطير. على سبيل المثال ، في سانت بطرسبرغ ، برصيد ست نقاط ، سيخسر السائق نفس مقدار الوقت تقريبًا كما هو الحال في موسكو بالفعل بخمس نقاط. يتم احتساب النقاط على النحو التالي. الطرق على طول شوارع كل مدينة محددة مسبقًا ، بما في ذلك الطرق السريعة والشوارع الرئيسية. لكل مسار وقت مرجعي يمكن من خلاله قيادته على طريق مجاني دون انتهاك القواعد. بعد تقييم إجمالي عبء العمل للمدينة ، يقوم برنامج التجميع بحساب مقدار اختلاف الوقت الحقيقي عن الوقت المرجعي. بناءً على الاختلاف في جميع المسارات ، يتم حساب الحمل بالنقاط. (الشكل 1.4)

الشكل 1.4 المخطط العام لبوابة Yandex.Traffic

1.3 استخدام المعلومات التي تم الحصول عليها باستخدام خدمة الويب YandexProbka للعثور على مناطق المشاكل في UDS

بتلخيص المعلومات الواردة ، يمكننا التوصل إلى استنتاج مفاده أن الخدمة توفر معلومات مفيدة للغاية (سواء عبر الإنترنت أو في وضع التنبؤ) حول حالة حركة المرور في موسكو والمناطق الأخرى ، والتي يمكن استخدامها للأغراض العلمية ، ولا سيما لتحديد المناطق الإشكالية ، الشوارع والطرق السريعة ، التنبؤ بالازدحام. وبالتالي ، يمكننا تحديد المشكلات الأولية في كل من UTS ككل ، وفي أقسامها الفردية ، وإثبات وجود مشكلات نقل معينة في UTS من خلال تحليل المعلومات التي تم الحصول عليها باستخدام خدمة الويب هذه. استنادًا إلى بيانات التحليلات الأولية ، يمكننا بناء صورة أولية للصعوبات على نظام المرور على الطرق. بعد ذلك ، باستخدام أدوات النمذجة والبيانات المحددة ، قم بتأكيد أو إنكار وجود هذه المشكلة أو تلك ، ثم حاول بناء نموذج رياضي لنظام حركة المرور على الطرق بالتغييرات التي تم إجراؤها عليه (قم بتغيير مراحل إشارة المرور ، ومحاكاة تقاطع جديد في منطقة المشكلة ، وما إلى ذلك) واقترح خيارًا (خيارات) لتحسين الوضع في منطقة معينة. ثم اختر الحل الأنسب من حيث نسبة الكفاءة وتقدير التكلفة.

1.4 البحث عن المشكلات وتصنيفها باستخدام خدمة الويب Yandex.Traffic

يمكن اعتبار خدمة الويب هذه كإحدى طرق تحسين إدارة حركة المرور (المشار إليها فيما يلي باسم إدارة حركة المرور) في موسكو. بناءً على المعلومات المقدمة من البوابة ، سنحاول تقييم مناطق المشاكل في شبكة المرور على الطرق في موسكو ونقدم حلولاً للنظام لتحسين التحكم في حركة المرور على الطرق ، فضلاً عن تحديد الاتجاهات في تشكيل الازدحام.

بالنظر إلى بيانات البوابة ، يجب علينا إجراء تحليل يومي للتغيرات في ازدحام الطرق في موسكو وتحديد أكثر المناطق إشكالية. الأنسب لهذه الأغراض هي ساعات الذروة ، عندما يكون الحمل على MAC في أقصى حد له.

الشكل 1.5 متوسط ​​عبء العمل على الطرق السريعة الشعاعية الرئيسية لموسكو حسب الساعات في أيام الأسبوع

لتأكيد الفرضية حول الازدحام المروري ووجود مشكلة هجرة البندول ، سنقوم بتحليل البيانات على النحو التالي: الجين المشترك... خطة موسكو مع "طبقة" من الاختناقات المرورية ، فضلا عن مناطق المشاكل الفردية والنظر في ديناميات حركتهم.

تبدأ الغالبية العظمى من أماكن العمل في موسكو نشاطها العمالي في الساعة 8-00-10-00 بتوقيت موسكو ، وفقًا لقانون العمل ، وطول يوم العمل مع أسبوع عمل مدته خمسة أيام (الخيار الأكثر شيوعًا) هو 8 ساعات ، لذلك يمكننا أن نفترض أن الحمل الرئيسي على شبكة المرور على الطرق ، وفقًا لفرضية انتقال العمالة المهاجرة (MTM) ، يجب أن يقع على فترات زمنية ، في ساعات الصباح: من 6-00 (منطقة - MKAD) و حتى 10-00 (أقرب إلى الأماكن الرئيسية لتركيز الوظائف في موسكو) ومن 16-00 - 18-00 (وسط) إلى 20-00 (خطوط شعاعية للمغادرة) في المساء.

شكل 1.6 في 6-00 لا توجد صعوبات في نظام المرور على الطرق

الشكل 1.7 تواجه صعوبات عند الاقتراب من موسكو

استنادًا إلى التحليلات ، في الساعة السابعة صباحًا ، نواجه صعوبات في الاقتراب من المدينة على الطرق السريعة الرئيسية المؤدية إلى المركز.

الشكل 1.8 الصعوبات في جنوب موسكو

الشكل 1.9 الصعوبات في الجنوب الغربي

لوحظت صورة مماثلة على الإطلاق على جميع الطرق السريعة الشعاعية في العاصمة ، دون استثناء. أقصى درجةفي الصباح تم الوصول إليه في الساعة 9:56 صباحًا بتوقيت موسكو ، بحلول هذا الوقت كان الازدحام قد تحول من ضواحي المدينة إلى وسطها.

الشكل 1.10 9-00 - 9-56 ذروة الحمل الصباحي على نظام المرور على الطرق

الشكل 1.11 TTK عند 16-00

لوحظ تحسن في وضع النقل بشكل عام حتى 15-40 بتوقيت موسكو. ولم يتدهور الوضع "في المركز" حتى نهاية اليوم. اتجه الوضع العام إلى التدهور من 16-00 ، بينما بدأ تحسن الوضع في حوالي 20-00 بتوقيت موسكو. (الملحق أ). في عطلات نهاية الأسبوع ، لا تتم ملاحظة المشكلات على UDS عمليًا ، ووفقًا لتدرج بوابة Yandex.Traffic ، لم تتجاوز "الدرجة" "3" طوال فترة المراقبة اليومية. وبالتالي ، يمكننا أن نقول بثقة أن المدينة مكتظة بسبب تركيز مراكز جذب الجماهير (الوظائف) في مركزها ، وصورة أفضل بكثير في عطلات نهاية الأسبوع عندما لا توجد مشكلة MTM.

عند التوصل إلى استنتاجات وسيطة ، يمكننا القول بثقة أن الاتجاه الرئيسي للعمل يجب أن يكون تقليل عدد مراكز الجذب للجماهير في وسط المدينة والحد من السفر إلى هذه المنطقة ، وكذلك زيادة إنتاجية الطرق السريعة الشعاعية الرئيسية . بالفعل ، تتخذ حكومة موسكو خطوات في هذا الاتجاه من خلال إدخال مواقف مدفوعة الأجر في وسط موسكو وإدخال نظام مرور للدخول إلى وسط المدينة للسيارات (المشار إليها فيما يلي باسم السيارة) بوزن إجمالي يزيد عن 3.5 طن.

الشكل 1.12 منطقة وقوف السيارات مدفوعة الأجر في موسكو

عند تحليل البيانات الواردة ، يمكننا أن نستنتج أن صعوبات الطرق لها تنسيق أحادي الاتجاه في أيام الأسبوع ونفس ديناميكيات البداية والنهاية (في ساعات الصباح من المنطقة ، وتتحول تدريجياً إلى وسط المدينة ، والعكس بالعكس في المساء - من المركز باتجاه المنطقة.

وبالتالي ، بالنظر إلى هذا الاتجاه ، يمكننا أن نستنتج أن إدخال التحكم الديناميكي في حركة المرور على الطرق أمر حيوي ، لأن ازدحام الطرق أحادي الاتجاه. بمساعدة الأنظمة الذكية ، يمكننا تغيير سعة الطريق في اتجاه واحد أو آخر (على سبيل المثال ، باستخدام حارة المرور العكسية "تشغيلها" إلى الجانب الذي لا توجد سعة كافية) ، وتغيير وضبط مراحل حركة المرور أضواء لتحقيق أقصى سعة مرورية في الأقسام ذات الصعوبات ... أصبحت مثل هذه الأنظمة والأساليب أكثر انتشارًا (على سبيل المثال ، الممر العكسي في Volgogradsky Prospekt). في الوقت نفسه ، من المستحيل زيادة إنتاجية مناطق المشاكل "بشكل أعمى" ، حيث يمكننا ببساطة دفع الازدحام إلى المرتبة الأولى مع إنتاجية غير كافية. وهذا يعني أن حل مشاكل النقل يجب أن يكون شاملاً ، ولا ينبغي تنفيذ نمذجة مناطق المشاكل بمعزل عن نظام المرور على الطرق بأكمله ويجب تنفيذها بطريقة متكاملة. وبالتالي ، يجب أن يكون أحد أهداف عملنا هو نمذجة وتحسين أحد الطرق السريعة الشعاعية الإشكالية في موسكو.

1.5 المعلومات النظرية

1.5.1 تصنيف الطرق في روسيا

وافق مرسوم حكومة الاتحاد الروسي المؤرخ 28 سبتمبر 2009 رقم 767 على قواعد تصنيف الطرق السريعة في الاتحاد الروسي وتخصيصها لفئات الطرق السريعة.

تنقسم الطرق السريعة حسب ظروف حركة المرور والوصول إليها إلى الفئات التالية:

· طريق سريع.

· طريق سريع.

· طريق عادي (ليس طريق عالي السرعة).

1.5.2 الطرق السريعة اعتمادًا على كثافة حركة المرور المقدرة

وفقًا لـ SNiP 2.05.02 - 85 اعتبارًا من 1 يوليو 2013 ، تم تقسيمها إلى الفئات التالية (الجدول 2):

جدول 2

	كثافة حركة المرور المقدرة ، بوحدات / يوم.
IA (طريق سريع)
IB (الطريق السريع)
طرق عادية (طرق غير سريعة)
		من 2000 إلى 6000
		من 200 إلى 2000

1.5.3 البارامترات الرئيسية لأخذ الربح وعلاقتها

تدفق حركة المرور (TP) عبارة عن مجموعة من المركبات تشارك في نفس الوقت في حركة المرور على جزء معين من شبكة الطرق

المعلمات الرئيسية لتيار النقل هي:

معدل التدفق؟ ، معدل التدفق l ، كثافة التدفق s.

سرعة؟ يُقاس تدفق حركة المرور (TP) عادةً بالكيلومتر / ساعة أو م / ث. الوحدة الأكثر استخدامًا هي كم / ساعة. يتم قياس معدل التدفق في اتجاهين ، وعلى طريق متعدد المسارات ، يتم قياس السرعة في كل حارة. يتم عمل المقاطع العرضية لقياس معدل التدفق على الطريق. قسم الطريق هو خط عمودي على محور الطريق ويمر بعرضه بالكامل. يتم قياس سرعة TP في موقع أو في قسم.

القطعة عبارة عن جزء من الطريق محصور بين قسمين. يتم اختيار المسافة L ، m بين الأقسام بطريقة تضمن دقة مقبولة لقياس السرعة. يتم قياس الوقت t ، مع مرور المقطع بالسيارة - الفاصل الزمني. يتم إجراء القياسات لعدد معين من السيارات ويتم حساب متوسط ​​الفاصل الزمني؟:

احسب متوسط ​​السرعة على الموقع:

V = L / ؟.

أي أن سرعة تدفق حركة المرور هي متوسط ​​سرعة المركبات التي تتحرك فيه. لقياس سرعة TP في قسم ما ، استخدم عدادات السرعة عن بعد (الرادار ، المصباح - المصباح الأمامي) أو كاشفات السرعة الخاصة. قم بقياس السرعة V لعدد n من السيارات وحساب متوسط ​​السرعة على الموقع:

يتم استخدام المصطلحات التالية:

متوسط ​​السرعة المؤقتة V - متوسط ​​سرعة المركبات في القسم.

متوسط ​​السرعة المكانية؟ - متوسط ​​سرعة المركبات التي تسير فوق جزء كبير من الطريق. يميز متوسط ​​سرعة تدفق حركة المرور على الموقع في وقت معين من اليوم.

وقت السفر - الوقت الذي تستغرقه السيارة في قطع وحدة من طول الطريق.

إجمالي الأميال هو مجموع كل مسارات المركبات على قسم الطريق لفترة زمنية معينة.

يمكن أيضًا تقسيم سرعة الحركة إلى:

لحظية Va - السرعة المسجلة في أقسام (نقاط) معينة من الطريق.

الحد الأقصى لـ Vm - أعلى سرعة سير لحظية يمكن أن تطورها السيارة.

كثافة حركة المرور l تساوي عدد السيارات التي تمر بمقطع الطريق لكل وحدة زمنية. في كثافة حركة المرور العالية ، فإنه يستخدم فترات زمنية أقصر.

يتم قياس كثافة حركة المرور من خلال حساب عدد السيارات التي تمر عبر مقطع من الطريق في وحدة زمنية معينة T ، وبعد ذلك يتم حساب حاصل القسمة l = n / T.

بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام المصطلحات التالية:

حجم حركة المرور - عدد السيارات التي عبرت مقطع الطريق في وحدة زمنية معينة. يقاس الحجم بعدد السيارات.

حجم حركة المرور لكل ساعة - عدد السيارات التي مرت عبر المقطع العرضي للطريق في ساعة واحدة.

كثافة تدفق حركة المرور تساوي عدد السيارات الموجودة على مقطع طريق بطول معين. عادةً ما يتم استخدام أقسام 1 كم ، ويتم الحصول على كثافة المركبات لكل كيلومتر ، وفي بعض الأحيان يتم استخدام أقسام أقصر. تُحسب الكثافة عادةً من سرعة وشدة تدفق حركة المرور. ومع ذلك ، يمكن قياس الكثافة تجريبيًا باستخدام التصوير الجوي أو الأبراج أو المباني الشاهقة. استخدم معلمات إضافية تميز كثافة تدفق حركة المرور.

الفاصل الزمني أو الفاصل الزمني لفترة وجيزة lp ، m هو المسافة بين المصدات الأمامية لسيارتين متتاليتين.

متوسط ​​الفاصل المكاني lpav - متوسط ​​قيمة الفترات lp على الموقع. يتم قياس الفاصل الزمني lp.av بالأمتار لكل مركبة.

من السهل حساب الفاصل المكاني l p.av، m ، مع معرفة الكثافة c ، av / km للتدفق:

1.5.4 العلاقة بين معلمات تدفق النقل

تسمى العلاقة بين السرعة والشدة وكثافة التدفق بمعادلة تدفق حركة المرور الأساسية:

ضد

تربط المعادلة الرئيسية ثلاثة متغيرات مستقلة ، وهي القيم المتوسطة لمعلمات تدفق حركة المرور. ومع ذلك ، في ظروف الطريق الحقيقية ، المتغيرات مرتبطة. مع زيادة سرعة تدفق حركة المرور ، تزداد كثافة حركة المرور أولاً ، وتصل إلى الحد الأقصى ، ثم تنخفض (الشكل 1.13). يرجع الانخفاض إلى زيادة الفترات الزمنية بين السيارات وانخفاض كثافة حركة المرور. تمر السيارات بسرعة عالية على الأقسام بسرعة ، لكنها بعيدة عن بعضها البعض. الهدف من التحكم في حركة المرور هو تحقيق أقصى معدل تدفق ، وليس السرعة.

الشكل 1.13 العلاقة بين كثافة وسرعة وكثافة TP: أ) اعتماد شدة TP على السرعة ؛ ب) اعتماد كثافة TP على السرعة

1.6 طرق ونماذج نمذجة النقل

يمكن تصنيف النماذج الرياضية المستخدمة في تحليل شبكات النقل بناءً على الدور الوظيفي للنماذج ، أي على المهام التي يتم استخدامها فيها. تقليديا ، من بين النماذج ، يمكن تمييز 3 فئات:

النماذج التنبؤية

نماذج المحاكاة

نماذج التحسين

تُستخدم النماذج التنبؤية عندما تُعرف هندسة وخصائص شبكة الطرق وموقع العناصر المكونة للتدفق في المدينة ، ومن الضروري تحديد ما ستكون عليه حركة المرور في هذه الشبكة. بالتفصيل ، تتضمن توقعات حمل مسار المرور حساب متوسط ​​مؤشرات المرور ، مثل حجم الحركات بين المناطق ، وكثافة التدفق ، وتوزيع حركة الركاب ، إلخ. بمساعدة مثل هذه النماذج ، من الممكن التنبؤ بنتائج التغييرات في شبكة النقل.

على عكس النماذج التنبؤية ، فإن المحاكاة لها مهمة محاكاة جميع تفاصيل الحركة ، بما في ذلك تطوير العملية بمرور الوقت.

يمكن صياغة هذا الاختلاف بكل بساطة إذا أجابت النمذجة التنبؤية على الأسئلة "كم وأين" ستتحرك المركبات في الشبكة ، ونماذج المحاكاة تجيب على سؤال حول كيفية حدوث الحركة بالتفصيل إذا كان "مقدار وأين" معروف. وبالتالي ، فإن هذين الاتجاهين لنمذجة النقل مكملان لبعضهما البعض. مما سبق ، يترتب على ذلك أن فئة نماذج المحاكاة ، من حيث أهدافها ومهامها ، يمكن أن تُعزى إلى مجموعة واسعة من النماذج المعروفة باسم نموذج ديناميكيات تدفق حركة المرور.

تتميز النماذج الديناميكية بتفصيل وصف الحركة ، ومجال التطبيق العملي لهذه النماذج هو تحسين تنظيم حركة المرور ، وتحسين مراحل إشارات المرور ، إلخ.

تحدد نماذج تدفقات التنبؤ ونماذج المحاكاة الهدف الرئيسي المتمثل في إعادة إنتاج سلوك تدفقات حركة المرور بالقرب من الواقع. يوجد أيضًا عدد كبير من النماذج المصممة لتحسين أداء شبكات النقل. في هذه الفئة من النماذج ، يتم حل مشكلات تحسين طرق حركة الركاب ، وتطوير التكوين الأمثل لشبكة النقل ، وما إلى ذلك.

1.6.1 نماذج المرور الديناميكية

يمكن تقسيم معظم النماذج الديناميكية لتدفقات حركة المرور بشكل مشروط إلى 3 فئات:

العيانية (النماذج الهيدروديناميكية)

الحركية (نماذج الغاز الديناميكي)

النماذج المجهرية

تسمى النماذج العيانية النماذج التي تصف حركة السيارات بمصطلحات متوسطة (الكثافة ، متوسط ​​السرعة ، وغيرها). في مثل هذه النماذج ، يكون تدفق الحركة مشابهًا لحركة السائل ؛ لذلك ، تسمى هذه النماذج الهيدروديناميكية.

النماذج المجهرية هي تلك التي تحاكي بوضوح حركة كل مركبة.

يشغل النهج الحركي المكان الوسيط ، حيث يوصف تدفق حركة المرور على أنه كثافة توزيع السيارات في فضاء المرحلة. تحتل نماذج من نوع الأوتوماتا الخلوية مكانًا خاصًا في فئة النماذج الدقيقة ، نظرًا لحقيقة أنه تم اعتماد وصف مبسط للغاية لحركة السيارات في هذه النماذج ، وهو منفصل في الزمان والمكان ، بسبب هذا ، يتم تحقيق كفاءة حسابية عالية لهذه النماذج.

1.6.2 النماذج العيانية

يعتمد أول النماذج على القياس الهيدروديناميكي.

المعادلة الرئيسية لهذا النموذج هي معادلة الاستمرارية ، والتي تعبر عن "قانون الحفاظ على عدد السيارات" على الطريق:

فورمولا 1

أين هي الكثافة ، V (x، t) هي متوسط ​​سرعة السيارات عند نقطة على الطريق مع إحداثيات x في الوقت t.

من المفترض أن متوسط ​​السرعة هو دالة حتمية (متناقصة) للكثافة:

بوضع (1) نحصل على المعادلة التالية:

الصيغة 2

تصف هذه المعادلة انتشار الموجات الحركية غير الخطية بسرعة نقل

في الواقع ، كثافة السيارات ، كقاعدة عامة ، لا تتغير في القفزات ، لكنها دالة مستمرة للإحداثيات والوقت. للقضاء على القفزات ، تمت إضافة مصطلح من الدرجة الثانية إلى المعادلة (2) ، والذي يصف انتشار الكثافة ، مما يؤدي إلى تجانس ملف تعريف الموجة:

الفورمولا 3

ومع ذلك ، فإن استخدام هذا النموذجغير ملائم للواقع عند وصف حالات عدم التوازن التي تنشأ بالقرب من مخالفات الطريق (المخارج والمخارج ، والتضيقات) ، وكذلك في ظروف ما يسمى بحركة "التوقف والانطلاق".

لوصف حالات عدم التوازن ، بدلاً من العلاقة الحتمية (3) ، تم اقتراح استخدام معادلة تفاضلية لنمذجة ديناميكيات السرعة المتوسطة.

عيب نموذج باين هو مقاومته للاضطرابات الصغيرة في جميع قيم الكثافة.

ثم تأخذ معادلة السرعة مع هذا التغيير الشكل:

لمنع الانقطاعات ، يضاف مصطلح الانتشار إلى الجانب الأيمن ، وهو تناظرية من اللزوجة في معادلات الديناميكا المائية

إن عدم استقرار المحلول المتجانس الثابت عند قيم الكثافة التي تتجاوز القيمة الحرجة يجعل من الممكن محاكاة حدوث الانحشار الوهمي بكفاءة - أوضاع التوقف والانطلاق في تدفق متجانس ، ينشأ نتيجة اضطرابات صغيرة.

تمت صياغة النماذج العيانية الموصوفة أعلاه بشكل أساسي على أساس المقارنات مع معادلات الديناميكا المائية الكلاسيكية. هناك أيضًا طريقة لاشتقاق النماذج العيانية من وصف عملية تفاعل السيارات على المستوى الجزئي باستخدام المعادلة الحركية.

1.6.3 النماذج الحركية

على عكس النماذج الهيدروديناميكية ، التي تمت صياغتها من حيث الكثافة وسرعة التدفق المتوسطة ، تعتمد النماذج الحركية على وصف ديناميكيات كثافة تدفق الطور. بمعرفة التطور الزمني لكثافة الطور ، يمكن للمرء أيضًا حساب الخصائص العيانية للتدفق - الكثافة ، ومتوسط ​​السرعة ، وتغير السرعة ، وغيرها من الخصائص التي تحددها لحظات كثافة الطور من حيث سرعات الطلبات المختلفة.

دعنا نشير إلى كثافة المرحلة كـ f (x ، v ، t). ترتبط الكثافة (الهيدروديناميكية) المعتادة مع (x ، t) ، ومتوسط ​​السرعة V (x ، t) وتغير السرعات I (x ، t) بلحظات كثافة الطور من خلال العلاقات:

1) المعادلة التفاضلية التي تصف التغير في كثافة الطور مع الوقت تسمى المعادلة الحركية. لأول مرة ، تمت صياغة المعادلة الحركية لتدفق حركة المرور من قبل Prigogine والمؤلفين المشاركين في عام 1961 بالشكل التالي:

الصيغة 4

هذه المعادلة هي معادلة استمرارية تعبر عن قانون الحفاظ على السيارات ، ولكن الآن في فضاء الطور.

وفقًا لـ Prigogine ، يُفهم تفاعل سيارتين على الطريق على أنه حدث تلتحق فيه سيارة أسرع بسيارة أبطأ في المقدمة. يتم تقديم الافتراضات المبسطة التالية:

· تم العثور على فرصة التجاوز باحتمالية معينة p ؛ نتيجة التجاوز ، لا تتغير سرعة السيارة التي تتجاوز ؛

· لا تتغير سرعة السيارة التي تسير أمامك نتيجة التفاعل بأي حال من الأحوال.

· يحدث التفاعل عند نقطة (يمكن إهمال حجم السيارات والمسافة بينها) ؛

· التغيير في السرعة نتيجة التفاعل يحدث على الفور.

· يتم اعتبار التفاعلات المزدوجة فقط ، ويتم استبعاد التفاعلات المتزامنة لثلاث سيارات أو أكثر.

1.7 بيان المشكلة

في سياق البحث الحالي ، نستخدم بيانات ثابتة عن الازدحام باستخدام خدمة Yandex.Traffic كمعلومات أساسية. عند تحليل المعلومات الواردة ، توصلنا إلى استنتاج مفاده أن UDS لمدينة موسكو لا يمكنها التعامل مع حركة النقل. تسمح لنا الصعوبات التي تم تحديدها في مرحلة تحليل البيانات التي تم الحصول عليها باستنتاج أن معظم الصعوبات في UDS تحدث حصريًا في أيام الأسبوع ، وترتبط ارتباطًا مباشرًا بظاهرة "MTM" (لم يتم تحديد التنقل والعطلات. الصعوبات في أيام الأسبوع مثل انهيار جليدي يمتد من ضواحي المدينة إلى وسطها ، ووجود تأثير معاكس في فترة ما بعد الظهر ، عندما ينتقل "الانهيار الجليدي" من المركز إلى المنطقة. في ساعات الصباح ، تبدأ الصعوبات في ضواحي موسكو ، وتنتشر تدريجياً إلى المدينة. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن "تقاطع" الطرق السريعة الشعاعية لن يؤدي إلى التأثير المطلوب ، لأنه ، كما يتضح من التحليل ، فإن "المدخل" إلى المدينة يحد من الازدحام في فترة زمنية معينة ، بسبب يسافر الجزء المركزي من المدينة في الوضع الأمثل لبعض الوقت ... ثم ، في ظل وجود جميع الصعوبات نفسها ، تتشكل الازدحام في منطقة "MKAD-TTK" ، بينما يستمر الازدحام عند المداخل في الازدياد. يحدث هذا الاتجاه طوال ساعات الصباح. في الوقت نفسه ، يكون الاتجاه المعاكس للحركة مجانيًا تمامًا. يترتب على ذلك أن نظام التحكم في اقتصاد إشارات المرور واتجاه الحركة يجب أن يكون ديناميكيًا ، مع تغيير معلماته إلى الوضع الحالي على الطريق.

السؤال الذي يطرح نفسه حول الاستخدام الرشيد لمورد الطريق وتنفيذ مثل هذه الفرص (تغيير مراحل إشارات المرور ، عكس الممرات ، إلخ).

في الوقت نفسه ، من المستحيل أن نقصر أنفسنا على هذا ، لأن هذا "الازدحام العالمي" ليس له نقطة نهاية. يجب تنفيذ هذه الإجراءات فقط بالتزامن مع تقييد الدخول إلى موسكو والمركز ، ولا سيما لسكان منطقة موسكو. نظرًا لأنه ، في الواقع ، استنادًا إلى التحليل ، يتم تقليل جميع المشكلات إلى تدفقات MTM ، يجب إعادة توزيعها بشكل صحيح من وسائل النقل الشخصية إلى وسائل النقل العام ، مما يجعلها أكثر جاذبية. يتم تقديم مثل هذه الإجراءات بالفعل في وسط موسكو (مواقف للسيارات مدفوعة الأجر ، وما إلى ذلك). سيؤدي ذلك إلى تخفيف حركة المرور في المدينة خلال ساعات الذروة. وبالتالي ، فإن جميع افتراضاتي النظرية مبنية على "احتياطي للمستقبل" ، وبشرط أن يصبح الازدحام نهائيًا (ينخفض ​​عدد حركة الركاب إلى المركز) ، ستصبح حركة الركاب أكثر قدرة على الحركة (حافلة واحدة بها 110 يشغل الركاب 10-14 متراً من رصيف الطريق ، مقابل 80-90 وحدة نقل شخصي ، مع نفس العدد من الركاب الذين يشغلون 400-450 متراً). في حالة يتم فيها تحسين عدد الأشخاص الذين يدخلون (أو على الأقل تقليله قدر الإمكان بناءً على الفرص الاقتصادية والاجتماعية) ، سنكون قادرين على تطبيق افتراضين حول كيفية تحسين إدارة طرق المرور على الطرق في موسكو بدون استثمار الأموال الضخمة والقدرة الحاسوبية وهي:

استخدام البيانات التحليلية والنموذجية لتحديد مجالات المشاكل

تطوير طرق تحسين نظام المرور على الطرق وإدارتها في مناطق المشاكل

إنشاء نماذج رياضية مع التغييرات المقترحة وتحليلها الإضافي من أجل الكفاءة والجدوى الاقتصادية ، مع مزيد من التقديم في الاستخدام العملي

بناءً على ما سبق ، وبمساعدة النماذج الرياضية ، يمكننا الاستجابة بسرعة للتغيرات في UDS ، والتنبؤ بسلوكها وتعديل هيكلها لها.

وبالتالي ، على طريق سريع شعاعي ، سنتمكن من فهم سبب عمله في وضع غير طبيعي ولديه ازدحام وازدحام على طوله.

وبالتالي ، فإن صياغة المشكلة بناءً على المشكلة تتكون من:

1. قم بتحليل أحد الخطوط الشعاعية لمعرفة الصعوبات ، بما في ذلك ساعات الذروة.

2. إنشاء نموذج لجزء من هذا الطريق السريع القطري في مكان الصعوبات الأكبر.

3. إدخال تحسينات على النموذج بناءً على تحليلات MAC باستخدام بيانات حقيقية ونمذجة ، وبناء النموذج مع التغييرات.

2 إنشاء نسخة محسنة من UDS

بناءً على صياغة المشكلة وتحليل صعوبات النقل في موسكو ، لإنشاء نموذج عملي ، اخترت قسمًا فرعيًا لأحد الطرق السريعة الشعاعية (طريق كاشيرسكي السريع) ، في المقطع من تقاطع Andropov Prospect و Kolomensky Proezd إلى محطة Torgovy Tsentr. سبب الاختيار عدة عوامل وعلى وجه الخصوص:

الميل لتكوين ازدحام في نفس الأماكن وبنفس الاتجاه

· صورة حية لمشاكل "MTM"

· وجود نقاط قابلة للحل وإمكانية نمذجة تنظيم إشارات المرور في هذا المجال.

الشكل 1.14 المنطقة المحددة

الموقع المحدد به مشاكل متأصلة قابلة للنمذجة ، وهي:

وجود نقطتين مشكلة وتأثيرهما المتقاطع

· وجود نقاط إشكالية لن يتحسن الوضع تغييرها (إمكانية تطبيق التزامن).

· صورة واضحة لتأثير مشكلة MTM.

شكل 1.15 11-00 مشاكل للمركز

الشكل 1.16 مشاكل من المركز. 18-00

وبالتالي ، في هذا المجال ، لدينا نقاط المشكلة التالية:

معبرين للمشاة مزودان بإشارات ضوئية في سهل ناجاتينسكايا الفيضي

إشارة مرور عند تقاطع شارع أندروبوف وشارع ناجاتينسكايا

جسر مترو ناجاتينسكي

2. إنشاء نسخة محسنة من UDS

2.1 تحليلات الموقع

يبلغ طول الازدحام في شارع أندروبوف 4-4.5 كم في كل اتجاه من الاتجاهين (في الصباح إلى المركز - من طريق كاشيرسكوي السريع إلى معبر المشاة الثاني في Nagatinskaya Poima ، في المساء إلى المنطقة - من شارع Novoostapovskaya إلى Nagatinskaya شارع). المؤشر الثاني ، سرعة الحركة خلال ساعات الذروة ، لا يتجاوز 7-10 كم / ساعة هنا: يستغرق الأمر حوالي 30 دقيقة لقطع مسافة 4.5 كيلومترات خلال ساعات الذروة. بالنسبة للمدة ، تبدأ الاختناقات المرورية إلى المركز في شارع أندروبوف في الساعة 7 صباحًا وتستمر حتى 13-14 ساعة ، وعادة ما تبدأ الاختناقات المرورية إلى المنطقة في الساعة 15 وتستمر حتى 21-22 ساعة. أي أن مدة كل واحدة من "ساعات الذروة" على Andropov هي 6-7 ساعات في كل اتجاه من الاتجاهين - وهو مستوى باهظ حتى بالنسبة لموسكو التي اعتادت على الاختناقات المرورية.

2.2 سببان رئيسيان لتشكيل الاختناقات المرورية في شارع أندروبوف

السبب الأول: الطريق مليء بحركة مرور "إعادة تشغيل" غير ضرورية. من محطة مترو "Nakhimovsky Prospect" إلى وسط الجزء السكني من Pechatniki ، على بعد 7.5 كيلومترات على طول خط مستقيم. وعلى الطرق هناك 3 طرق من 16 إلى 18 كيلومترًا. علاوة على ذلك ، يمر اثنان من الطرق الثلاثة عبر شارع أندروبوف.

الشكل 2.1

كل هذه المشاكل ناتجة عن حقيقة أن بين جسري Nagatinsky و Brateyevsky في خط مستقيم 7 كم ، وعلى طول نهر موسكو - 14 كم. ببساطة لا توجد جسور وأنفاق أخرى في هذه الفجوة.

السبب الثاني: الإنتاجية المنخفضة للجادة نفسها. بادئ ذي بدء ، يتم إبطاء الحركة من خلال ممر مخصص تم إنشاؤه منذ عدة سنوات ، وبعد ذلك لم يتبق سوى مسارين للحركة في كل اتجاه. 3 إشارات مرور (نقل واحد أمام شارع Nagatinskaya واثنين من إشارات المشاة في السهول الفيضية Nagatinskaya) مواتية جدًا للازدحام.

2.3 القرارات الإستراتيجية في شارع أندروبوف

لحل مشكلة التجاوزات ، من الضروري بناء 2-3 روابط جديدة بين جسري Nagatinsky و Brateyevsky. ستعمل روابط النقل هذه على التخلص من التجاوزات والسماح بإدارة حركة المرور من خلال تحفيز التدفق ليس من المركز إلى المحيط ، ولكن التدفق المحيطي.

المشكلة هي أن بناء مثل هذه المرافق يستغرق وقتاً طويلاً ومكلفاً للغاية. وسيكلف كل واحد منهم مليارات الروبلات. وبالتالي ، إذا أردنا تحسين شيء ما هنا ليس في 5 سنوات ، ولكن في غضون عام أو عامين ، فإن الطريقة الوحيدة هي العمل مع قدرة Andropov Avenue. على عكس بناء الجسور والأنفاق الجديدة ، فإن هذا أسرع بعدة مرات (0.5-2 سنة) وأرخص بمرتين (50-100 مليون روبل). لأنه من الممكن زيادة إنتاجية الطريق بإجراءات "تكتيكية" محلية غير مكلفة في أكثر المناطق إشكالية. سيضمن ذلك الطلب الحالي ، وتحسين جميع مؤشرات المرور: تقليل طول الاختناقات المرورية ، وتقصير مدة ساعات الذروة ، وزيادة السرعة.

2.4 الإجراءات التكتيكية في شارع أندروبوف: 4 مجموعات

2.4.1 المرحلة 1. تنظيم إشارات المرور

توجد 3 إشارات مرور في منطقة المشكلة: اثنتان من إشارات المشاة في السهول الفيضية Nagatinskaya وواحدة نقل واحدة عند تقاطع Andropov مع St. عناصر جديدة و Nagatinskaya.

يعمل اثنان من إشارات مرور المشاة في Nagatinskaya Poyma بالفعل في الوضع "الممتد" الأقصى (150 ثانية للنقل ، 25 مشاة). من غير المحتمل أن تكون الإطالة الإضافية للدورة فعالة للنقل ، ولكنها ستزيد من وقت الانتظار الكبير بالفعل للمشاة. الشيء الوحيد الذي يمكن وينبغي القيام به مع تنظيم إشارات المرور هو مزامنة كل من إشارات مرور المشاة بحيث تقضي السيارة وقتًا أقل في التسارع والفرملة. سيكون لهذا تأثير ضئيل تجاه المركز خلال ساعة الذروة الصباحية. لا تؤثر إشارات مرور المشاة كثيرًا على حركة المرور في كلا الاتجاهين خلال بقية الوقت وفي اتجاه المنطقة في المساء. ولكن مع إشارة المرور عند تقاطع أندروبوف مع شارع. عناصر جديدة و Nagatinskaya الوضع أكثر إثارة للاهتمام. من الواضح أنه يحافظ على التدفق نحو المنطقة خلال ساعات الذروة المسائية. علاوة على ذلك ، تسير وسائل النقل حول كتلة الشوارع البديلة (جسر Nagatinskaya وشارع Novinka وشارع Nagatinskaya و Kolomenskoye proezd وطريق Kashirskoye السريع وشارع Proletarsky).

لنفكر في وضع إشارة المرور الحالي ونفكر فيما يمكن فعله.

الشكل 2.2 مراحل إشارة المرور

الشكل 2.3 الوضع الزمني الحالي لعملية إشارة المرور

أولاً ، دورة التقاطع مع شارع رئيسي قصيرة جدًا بالفعل - فقط 110-120 ثانية. في معظم الطرق السريعة ، يكون وقت الدورة خلال ساعات الذروة 140-180 ثانية ، وفي لينينسكي يكون أكثر من 200 ثانية.

ثانيًا ، يختلف وضع تشغيل إشارة المرور بشكل ضئيل للغاية عن الوقت من اليوم. في هذه الأثناء ، يختلف التدفق المسائي اختلافًا جوهريًا عن التدفق الصباحي: التدفق الأمامي على طول Andropov من المنطقة أقل بكثير ، والتدفق الأيسر من Andropov من المركز أكبر بكثير (يعود الناس إلى منازلهم في Nagatinsky backwater).

ثالثًا ، لسبب ما ، تم تقليل وقت المرحلة الأمامية خلال اليوم. ما الفائدة من ذلك إذا كان التدفق الأمامي على طول نوفينكا وناغاتينسكايا لا يواجه مشاكل خطيرة حتى خلال ساعات الذروة ، وأكثر من ذلك أثناء النهار؟

يقترح الحل نفسه: لمساواة النظام النهاري بالنظام الصباحي ، وفي النظام المسائي - المرحلة الثالثة "الممتدة" قليلاً (Andropov في كلا الاتجاهين) ، وتمديد "المروحة" بقوة المرحلة 4 (Andropov مباشرة من المركز ، إلى اليمين وغادر). سيؤدي هذا بشكل فعال إلى تحرير حركة أندروبوف المباشرة و "الجيب" لأولئك الذين ينتظرون الدور.

الشكل 2.4 وضع إشارة المرور المقترح المستند إلى الوقت

أما بالنسبة لساعة الذروة الصباحية ، فمن غير المجدي الآن "مد" أندروبوف إلى المركز عند هذا التقاطع في الصباح. لا يستخدم الدفق الطول الكامل لـ "المرحلة الخضراء" ، حيث لا يمكنه اجتياز التقاطع بسرعة بسبب الازدحام المروري قبل التضييق على الجسر من 4 ممرات إلى 2.

2.4.2 إعادة التخطيط

هناك مشكلتان في وضع العلامات على Andropov:

- ممر مخصص على 3 حارات في شارع أندروبوف

- علامات غير صحيحة عند التقاطع مع شارع Nagatinskaya وشارع Novinki

ليس سراً أن المسار المخصص قد قلل بشكل كبير من سعة شارع أندروبوف. هذا ينطبق على كل من الحركة إلى المركز والمنطقة. علاوة على ذلك ، فإن حركة الركاب في المسار المخصص ضئيلة ولا تتجاوز عدة مئات من الأشخاص حتى خلال ساعات الذروة. هذا ليس مفاجئًا: الممر المخصص يمتد على طول الخط "الأخضر" للمترو ، ولا توجد نقاط جذب تقريبًا على مسافة من المترو على طول الطريق نفسه. تبلغ القدرة الاستيعابية لكل من الممرات المشتركة حوالي 1200 شخص في الساعة. هذا يعني أن المسار المخصص ، على الرغم من مهمته ، لم يزد ، لكنه قلل من القدرة الاستيعابية لشارع Andropov.

سأضيف: إن حركة الركاب في النقل البري في شارع أندروبوف لديها فرصة لمزيد من التدهور. في الواقع ، بالفعل في عام 2014 في Nagatinskaya Poima يخططون لفتح محطة مترو Technopark. سيسمح هذا لمعظم زوار مركز التسوق Megapolis وأولئك الذين يعملون في Technopark باستخدام المترو دون التغيير إلى النقل الأرضي.

يبدو أنه يلغي الخط المخصص بالكامل لأندروبوف ، وهذه هي نهاية الأمر. لكن التحليل والملاحظات طويلة المدى أظهرت أن الممر المخصص في شارع أندروبوف لا يتداخل في كل مكان ، ولكن فقط في تلك المناطق التي توجد بها 3 ممرات في اتجاه واحد (2 + أ) وحيث يؤدي ذلك إلى "عنق الزجاجة". في نفس المكان ، حيث توجد 4 ممرات في اتجاه واحد (3 + A) ، لا يتداخل الممر المخصص ، بل ويسمح بزيادة اتساق تدفقات حركة المرور ويعمل كمسار للانعطاف الأيمن والتسارع والتباطؤ.

لذلك ، كمسألة ذات أولوية ، أقترح إلغاء الحارة المخصصة في المناطق الضيقة حيث تخلق معظم المشاكل:

باتجاه المنطقة على جسر ساكينسكي العلوي وجسر ناغاتينسكي ، شارع سايكين

· باتجاه المركز على طول القسم بأكمله من مدخل جسر Nagatinsky إلى جسر Saikinsky العلوي ، شاملًا.

الشكل 2.5 المواقع التي يلزم فيها إلغاء المسار المخصص

الشكل 2.6 إعادة تخطيط شارع أندروبوف

سيكون من الضروري أيضًا إلغاء المسار المخصص في اتجاه المنطقة في المقطع من شارع Nagatinskaya إلى Kolomenskoye Proezd: لن يكون التدفق المتزايد نحو المنطقة قادرًا على التوافق مع الممرات الحالية. بالمناسبة ، يُسمح الآن بمدخل الممر المحدد في هذا المكان ، ولكن فقط لوقوف السيارات.

بالإضافة إلى الممر المخصص ، تنشأ المشاكل من خلال العلامات المتواضعة لشارع أندروبوف في منطقة التقاطع مع شارع ناغاتينسكايا وشارع نوفينكي.

أولاً ، عرض الخطوط كبير وعددها غير كافٍ. مع هذا العرض للمسار ، من السهل إضافة ممر على كل جانب.

ثانيًا ، تعمل العلامات ، على الرغم من اتساع مفترق الطرق ، لسبب ما على تحويل كل حركة المرور إلى حارات الانعطاف إلى اليسار ، حيث يتعين على أولئك الذين يقودون السيارات مباشرة "الخوض" إلى اليمين.

ومع ذلك ، فإن عدم كفاءة المصممين أمر يمكن التغاضي عنه: العقدة معقدة ، وعرض الطريق "يمشي". هذا الحل لهذا التقاطع أيضًا لم يظهر على الفور. يسمح لك بزيادة عدد الممرات في منطقة التقاطعات ، وترك أولئك الذين يقودون مباشرة إلى الأمام في حاراتهم ، "يقودون" المسار المستقيم قليلاً إلى اليمين. نتيجة لذلك ، سينخفض ​​عدد التغييرات في الحارة ، وستزيد سرعة العبور في كلا الاتجاهين.

الشكل 2.7 مخطط إدارة حركة المرور المقترح في تقاطع أندروبوف - ناجاتينسكايا - نوفينكي

الشكل 2.8 نمط المرور المقترح عند التقاطع

التوسع المحلي

تتمثل الخطوة التالية في إجراء التوسيع ، الذي تشتد الحاجة إليه الآن ، نحو المركز في القسم من جسر مترو Nagatinsky إلى المخرج إلى شارع Trofimova. وهذا من شأنه أن يجعل من الممكن إعادة 3 حارات إلى وسائل النقل الشخصية ، مع إعطاء الرابع لوسائل النقل العام - بنفس الطريقة التي تم بها في اتجاه المنطقة على هذا الموقع.

الشكل 2.9 التوسيع المحلي

2-4-3 بناء معبرين بعيدًا عن الشوارع في سهل ناغاتينسكايا الفيضي

في الآونة الأخيرة ، بدأ بناء ممر علوي في منطقة محطة جنوب نهر أو تي بالقرب من جسر مترو ناجاتينسكي. بعد بنائه ، سيتم تفكيك إشارة مرور المشاة.

الشكل 2.10 مخطط بناء المعبر العلوي

قد تكون هذه أخبارًا رائعة ، ولكن لا يوجد ما يدعو للسعادة: 450 مترًا إلى الشمال يوجد ممر آخر مقابل مركز التسوق Megapolis. سيعطي البناء المتزامن لمعابرين مع إزالة كل من إشارات مرور المشاة تأثيرًا ممتازًا للتوجيه إلى المركز: ستزداد الإنتاجية بنفس العرض بنسبة 30-35٪ بسبب إلغاء التسارع والتباطؤ أمام حركة المرور أضواء. لكنهم لن يبنوا ممرًا بعيدًا عن الشارع مقابل مركز التسوق Megapolis ، مما يعني أنه لا يمكن إزالة إشارة المرور الثانية. وسيكون تأثير عبور علوي واحد ضئيلاً - ليس أكثر من التزامن البسيط لإشارتي مرور. لأنه في كلتا الحالتين ، يتم الحفاظ على التسارع والتباطؤ.

3 مسوغات الحلول المقترحة

على أساس التحليلات ، نحسب نقاط المشكلة في منطقة معينة من نظام المرور على الطرق ، ونبدأ من الفعلي الحلول الممكنة، قم بتطبيقها. نظرًا لأن البرنامج يسمح لنا بعدم إجراء حسابات مرهقة يدويًا ، فيمكننا استخدامه لتحديد المعلمات المثلى لمناطق مشكلة معينة في UDS ، وبعد تحسينها ، الحصول على نتيجة محاكاة الكمبيوتر ، والتي يمكن أن تجيب على السؤال عما إذا كان المقترح المقترح ستعمل التغييرات على تحسين الإنتاجية. وبالتالي ، باستخدام عمليات المحاكاة الحاسوبية ، يمكننا التحقق مما إذا كانت التغييرات المقترحة تستند إلى تحليلات الوضع الحقيقي ، وما إذا كانت التغييرات سيكون لها التأثير المتوقع.

3.1 استخدام المحاكاة الحاسوبية

باستخدام المحاكاة الحاسوبية ، يمكننا التنبؤ بدرجة عالية من الاحتمال بالعمليات التي تجري على نظام المرور على الطرق. وبالتالي ، يمكننا إجراء تحليل مقارن للنماذج. محاكاة الهيكل الحالي لشبكة المرور على الطرق بمميزاتها وتحديثها وتحسينها وإنشاء نموذج جديد يعتمد على شبكة المرور على الطرق مع التصحيحات التي أدخلت عليها. باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها ، في مرحلة نمذجة الكمبيوتر ، يمكننا الحصول على إجابة عما إذا كان من المنطقي إجراء تغييرات معينة على UDS ، وكذلك استخدام النمذجة لتحديد مجالات المشكلات.

وثائق مماثلة

خصائص الفئات الرئيسية للطرق السريعة. تحديد سعة الطريق وعامل الحمولة المرورية. حساب متوسط ​​سرعة حركة المرور. تحديد الأماكن الخطرة على الطريق من خلال طريقة نسب الحوادث.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 01/15/2012


تحديد الحاجة إلى تعديل نموذج الإدارة الحالي وإدخال إجراءات تحكم جديدة وتركيب وسائل تقنية إضافية لإدارة حركة المرور. تطوير نموذج إدارة حركة المرور الأمثل.

أطروحة تمت إضافة 05/16/2013


تحليل أنظمة النقل باستخدام النمذجة الرياضية. الخصائص المحلية لتدفقات حركة المرور على الطرق. محاكاة تدفق حركة المرور في محيط تضييق شبكة الطرق. الاختلاط العشوائي عند الاقتراب من عنق الزجاجة.

العمل العملي ، تمت إضافة 12/08/2012


تصنيف طرق إدارة المرور. نظام آلي للتحكم في حركة المرور "جرين ويف" في بارناول. مبادئ بنائه وهيكله وخصائصه المقارنة. الطريق الدائري في سانت بطرسبرغ.

الاختبار ، تمت إضافة 02/06/2015


تقييم توفير السرعة التصميمية ، السلامة على الطرق ، مستوى الحمل المروري على الطريق ، تساوي سطح الطريق. تحديد المعامل الفعلي لمرونة الرصيف غير الصلب. جوهر صيانة الطرق وهياكل الطرق.

ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 12/08/2008


الانتقال إلى نموذج مبتكر لتطوير البنية التحتية للنقل. المحاور الرئيسية لاستراتيجية النقل للحكومة حتى عام 2030. التحليل والبحث عن الحل الأمثل لمشكلة النقل. نمو قطاع النقل في الاقتصاد الروسي.

تمت إضافة المقال في 2018/08/18


الخصائص صناعة النقل... جوهر وأهداف لوجستيات النقل. تنظيم مرافق النقل في JSC "نفاز". تخطيط أنشطة مرافق النقل الخاصة بالمنشأة. تحليل وتقييم فاعلية المنظمة.

ورقة المصطلح ، تمت إضافة 01/14/2011


تحديد كثافة حركة المرور - عدد المركبات التي اجتازت قسم التحكم لجسم الطريق في جميع الاتجاهات لكل وحدة زمنية (ساعة ، يوم). تحليل كثافة الحركة وتوزيعها وعامل الحمولة.

العمل المخبري ، تمت إضافة 02/18/2010


تنظيم حركة نقل الركاب في المناطق الحضرية أثناء تشغيل نظام التحكم التكيفي في حركة المرور. مقارنة بين الاستراتيجيات المعتمدة على الوقت والاعتماد على النقل. تطوير قاعدة قواعد غامضة. بناء وظيفة العضوية.

تمت إضافة ورقة مصطلح 09/19/2014


تحليل الأنشطة الهادفة إلى تنظيم سوق النقل. تنظيم الدولة لأنشطة النقل كمجموعة معقدة من التدابير التي تهدف إلى ضمان المستوى المطلوبخدمات النقل في جميع المناطق.

معبيمعموافقمعالصأSCHهنوذواباسنأحهنوذ, الخامسمعتيصechأيوSCHوXمعاناالخامستيهلمعتيه

أصم- محطة عمل آلية ؛

كمامعيملكد- النظام الكلي للتحكم في حركة المرور ؛

كمايملكد- نظام آلي للتحكم في حركة المرور ؛

كمايملكد- مع- ASUD القائم على الكمبيوتر الشخصي ؛

الخامسصيملك- لوحة تحكم عن بعد ؛

جياصاد،جياصاد- م, جياصاد- م1 - أسماء أنظمة التحكم في حركة المرور بمساعدة الكمبيوتر ؛

العاصمة- تحكم الطريق

دتشغيليملك- لوحة عرض للتحكم التشغيلي ؛

موانئ دبي- غرفة التحكم؛

دتيص- حادث مرور؛

دتيمع- شبكة النقل البري.

DT- كاشف السيارة

دو- مراقبة الإرسال.

وص- لوحة هندسية وص- الإطار الاستقرائي وج- محاكي مركزي ؛

KDA- معدات التحكم والتشخيص ؛

لصج- مراقب مركز المنطقة ؛ لتيمع- مجموعة من الوسائل التقنية ؛ KU- إدارة منسقة ؛ منمعX- مخطط ذاكري ؛

صل- برنامج التنسيق.

صKU- لوحة التحكم والتحكم ؛

PEالخامسم- حاسوب إلكتروني شخصي ؛

صيملك- التحكم اليدوي

معمهص- قسم التركيب والصيانة المتخصص.

معا- كائن إشارة المرور ؛

تلفزيونص- لوحة نداء المشاة ؛

تيه- وحدة النقل (السيارة) ؛

تيو- القياس عن بعد

تيKP- لوحة للاستخدام الجماعي ؛

تيص- تدفق حركة المرور؛

تيمع- التحويل عن بعد.

TSKU- نظام تحكم منسق ميكانيكي عن بعد ؛

تييملك- التحكم عن بعد

يملكالخامسل- التحكم في مجمع الكمبيوتر ؛

يملكDS- شبكة الطرق والطرق ؛

UZن- علامة طريق متحكم بها ؛

يملكرقمتيص- جهاز لتخزين المعلومات على تدفقات النقل ؛

يملكص- نقطة تحكم؛

يملكمعل- مؤشر السرعة الموصى بها للحركة ؛

جيملكص- مركز تحكم مركزي.

1. أساسيات إدارة المرور

1.1 دفق النقل ككائن تحكم

إن هدف التحكم في ASUD هو تدفق حركة المرور الموصوف بواسطة مجموعة من الميزات التي تميز عملية الحركة: الكثافة والسرعة وتكوين التدفق والفواصل الزمنية في التدفق وبعض المؤشرات الأخرى.

يحتوي دفق النقل على خصائص محددة جيدًا يجب أخذها في الاعتبار عند اختيار عنصر تحكم في النظام. لذلك ، سننظر في بعض أهم ميزات تدفق حركة المرور.

1 . 1 . 1. معالخامسأوهشارعالخامسأ تيرانانوثانيةحيثتينيسياجيا تشغيلتيالأ

أولاً ، تُظهر المسوحات الميدانية لحركة المركبات في المدن أن خصائص التدفقات المرورية تخضع لتغيرات كبيرة خلال النهار ، ناشئة عن عدم انتظام تدفق السيارات إلى شبكة النقل. هذه هي الطبيعة الديناميكية لسلوك كائن التحكم.

ثانيًا ، يُظهر القياس الدوري اليومي لنفس معلمات التدفق على فترات زمنية محددة الطبيعة الإحصائية لعملية حركة السيارة. يرجع السلوك الاحتمالي لعنصر التحكم إلى حقيقة أن تدفق حركة المرور يتكون من مشاركين فرديين في حركة المرور باستخدام أنواع مختلفة من المركبات ولديهم أغراض سفر مختلفة (في الزمان والمكان).

ثالثًا ، هذه الأنماط الإحصائية للحركة مستقرة بسبب وجود اتجاهات حتمية في حركة المركبات. في الواقع ، فإن الغالبية العظمى من الرحلات تكون دورية وفي كثير من الأحيان

تتم على طرق منتظمة (رحلات عمل ، أعمال النقل العام ، نقل البضائع). السلوك الجماعي للتدفق ، وهو نتيجة تفاعل المشاركين مع أهداف مختلفة وخصائص نفسية فسيولوجية مختلفة ، يخضع لقانون الأعداد الكبيرة ويجعل الخصائص الاحتمالية لحركة المركبات مستقرة. إن غياب الفوضى في شبكة النقل هو الذي يجعل عمل ASUD ممكنًا ، والذي بدوره يساهم في استقرار أكبر لعمليات المرور.

رابعًا ، إن أهم خاصية لتدفقات حركة المرور ، والتي تحدد إلى حد كبير مبادئ الإدارة ، هي خمولها الذاتي. يُفهم القصور الذاتي على أنه خاصية لكائن التحكم بشكل مستمر

تمر من دولة إلى دولة في الزمان والمكان. في الواقع ، لا يمكن تغيير معلمات حركة وحدات النقل ، المقاسة في لحظة معينة من الزمن ، بشكل كبير خلال فترة زمنية قصيرة نظرًا لحقيقة أن كل وحدة لها سرعة محددة ومحددة تمامًا ويمكن اكتشافها في هذه الفترة الزمنية داخل قسم محدود من شبكة النقل. تتجلى هذه الخاصية ، أولاً وقبل كل شيء ، في حقيقة أن متوسط ​​معلمات التدفقات (الكثافة والسرعة والكثافة والفترات الزمنية) تتغير باستمرار في الزمان والمكان. إن وجود "الحزم" في التدفقات هو أيضًا نتيجة لتغير بسيط في بنية التيار عندما يمر بالتقاطعات المجاورة ، أي نتيجة القصور الذاتي في تغيير الفترات بين المركبات المتتالية. يشير القصور الذاتي لعنصر التحكم إلى إمكانية التنبؤ بالتغيرات في خصائصه على فترات زمنية صغيرة.

خامسًا ، تتجلى كل هذه الخصائص كنتيجة للحركة المترابطة للمركبات. يتم التعبير عن هذا الترابط بشكل أساسي في حقيقة أن التغييرات الطفيفة في بعض الأحيان في ظروف حركة المرور على الطرق السريعة الفردية والتقاطعات (تضييق الطريق ، وتغيير الظروف الجوية ، وانتهاك وضع إشارات المرور) تؤدي إلى تغيير حاد في طبيعة حركة المرور ليس فقط في هذا القسم ، ولكن أيضًا على الطرق السريعة البعيدة ومفترق الطرق في المدينة. يتجلى اتصال محاور النقل المنظمة بشكل خاص في أوضاع تشبع الشبكة ، عندما ينتشر الازدحام المروري الذي يحدث عند تقاطع منفصل عبر قسم كبير من الشبكة. الاتصال بالشبكة معقد وأحيانًا لا يمكن التنبؤ به. كلما كانت خاصية الاتصال أقوى ، يجب مراعاة الأقسام الأكبر من الشبكة عند حل مشكلة التحكم ، وكلما زادت صعوبة هذه المهمة ، حيث يجب فهم كائن التحكم ليس على أنه تقاطعات منفصلة ، ولكن كل عقد النقل المترابطة.

يتجلى عامل الترابط أيضًا في ظروف الحركة المقيدة للمركبات على المسارات وعبر تقاطعات الشبكة. من أجل ضمان الحركة الآمنة والسريعة للمركبات في حركة المرور ، يضطر السائقون إلى القيام بمناورات مختلفة بسبب حالة المرور الحقيقية. نتيجة لذلك ، يمكن اعتبار أنماط حركة المركبات الفردية كنتيجة للتفاعلات الكلية في التدفق. خصائص التفاعل الناتج هي تلك المعلمات الأولية للنظام ، والتي بموجبها يتم حل مسألة الغرض من هذا التحكم أو ذاك.

حركة.

1 . 1 . 2. معاشارعأوياولاانا تيرانانوثانيةحيثتينيسياجيا تشغيلتيالأ

دعنا نلقي نظرة فاحصة على مواقف حركة المرور النموذجية. تعطي الدراسات التجريبية والنظرية أسبابًا للتمييز بين ثلاث حالات مختلفة نوعياً ، والتي سنوافق على تسميتها معالخامسابادنسم, جيصفيصأنتم و أنتنحن سوفFديننسم .

في معدلات التدفق المنخفضة ، عندما لا تكون سعة الطريق عاملاً يحد من حركة المرور دون عوائق ، تكون سرعة المركبات قريبة من سرعة الحركة الحرة. يعتبر التفاعل بين وحدات النقل في وضع الحركة الحرة صغيرًا جدًا بحيث يمكن إهماله. تتميز حالة التدفق الحر للحركة ليس فقط بالحركة المستقلة لوحدات النقل الفردية ، ولكن أيضًا بالفترات الفاصلة بين الوحدات في التدفق المضافة في نفس الوقت. العديد من الأعمال التجريبية وكذلك الحد من النظريات

تقول قائمة الانتظار أن توزيع الفواصل الزمنية في التدفق الحر قريب من الأسي ، وبالتالي ، فإن عدد الوافدين من وحدات النقل للتدفق في فترة زمنية معينة أو مكان موصوف بواسطة قانون بواسون. يتم ملاحظة الحالة الحرة للتدفق في شبكة نقل حقيقية على المسارات مع حركة مرور غير متكررة في أقسام تبعد أكثر من 800 متر عن تقاطعات الإمداد.

تظهر صورة مختلفة إذا أخذنا في الاعتبار طريقة الحركة الجماعية. تتطور حركة المركبات الجماعية في كثافة مرورية عالية إلى حد ما ، عندما يكون لسعة الطريق والتقاطع تأثير كبير على ظروف حركة المرور. من أجل الحفاظ على السرعة ، يضطر سائقي السيارات السريعة إلى التجاوز وتغيير المسارات

ومناورات أخرى. في وضع الحركة الحرة ، يتم التجاوز في التدفق عمليا بدون تفاعل بين وحدات النقل. تتميز حركة المجموعة بأقصى قدر من التفاعل بين الوحدات أثناء الحركة ، والحد الأقصى من كثافة المناورات القسرية. نتيجة لذلك ، يتم تقسيم تدفق حركة المرور بالكامل إلى مجموعة من قوائم الانتظار مع سرعة السيارات ذات الرأس البطيئة. في الوقت نفسه ، تنخفض سرعات وحدات النقل عالية السرعة. الآن لا يمكن وصف حركة المركبات من قبل قانون بواسون ، حيث أن المسافات بين السيارات المتتالية في طوابير قريبة من مسافات الأمان ، أي لا تطيع التوزيع الأسي. مثال نموذجي لتدفق المجموعة هو حركة المركبات التي تمت ملاحظتها في مقطع الامتداد الواقع على بعد 20-30 مترًا خلف التقاطع الذي يغذيها. الحزم في التدفق الناشئة

بعد مرور وحدات النقل عبر التقاطع ، أثناء تحركها على امتداد الامتداد ، "تنهار" ببطء نسبيًا ، ولا يزال التدفق في القسم قيد الدراسة له شكل مجموعة واضح.

عندما تزداد كثافة حركة المرور وتصل إلى سعة الطريق ، تصبح ظروف التجاوز بواسطة السيارات منخفضة السرعة عالية السرعة أكثر صعوبة ، وتطول قوائم الانتظار المتكونة في وضع المجموعة للحركة وتندمج عمليًا في قائمة انتظار واحدة. في الوقت نفسه ، يتم تسوية سرعات المركبات في الدفق وتكون قريبة من سرعات المركبات الأبطأ ، وتصبح الفواصل الزمنية بين وحدات النقل في الدفق قريبة من تلك الحتمية ، مساوية لمسافات الحركة الآمنة. سيُطلق على وضع الحركة هذا اسم قسري.

ميزة أخرى لكائن التحكم هي وجود اتجاه تطوير فيه. التغييرات الكمية في موضوع الإدارة

المرتبطة بالنمو الطبيعي للمركبات ، وبناء تقاطعات جديدة منظمة ، وبناء تقاطعات على مستويات مختلفة ، وتحسين الخصائص الديناميكية للمركبات ، مع مراجعة تنظيم حركة المرور في المنطقة الخاضعة للتنظيم (مقدمة وإلغاء الدوران التنقلات ، وإدخال شوارع ذات اتجاه واحد ، وحظر المرور في بعض الشوارع لنقل البضائع ، وحظر وترخيص المواقف ، إلخ). تؤدي هذه التغييرات الكمية ، كقاعدة عامة ، إلى تغيير في بنية التدفقات ، ودرجة اتصال التقاطعات الفردية للشبكة ، وحجم الشبكة المنظمة ، والتي قد تتطلب إعادة تشكيل نوعية للهيئة الحاكمة وتؤدي إلى مراجعة نوع خوارزميات التحكم لتقاطع معين. وبالتالي ، يجب أن يكون نظام التحكم في الحركة بالضرورة "مرنًا" فيما يتعلق بجسم التحكم.

1 . 1 . 3. صأمعإلخهدهلينليس الخامسصهمينسX وnteصالخامسألاوف

يستخدم معظم الباحثين ، مع الأخذ في الاعتبار تدفق حركة المرور على جزء من طريق سريع بطول كبير ، التوزيعات المركبة للنموذج

F (د ر ) =

أ إل- ب 1 س +

ب إل- ب 2 س

+ ج إل- ب 3 س

حيث يتم إعطاء كل من الأوصاف الثلاثة معدل تدفق محدد:

ü أ إل- ب 1 س

ü ب إل- ب 2 س

- تتحرك بحرية ؛

- جزء منه؛

ü جإل- ب 3 س - الجزء المرتبط من TP.

كل من الاحتمالات الثلاثة أ, الخامس, مع تعني نسبة كثافة حركة المرور في إحدى الولايات الثلاث ، وبالتالي مجموعها

يصف التوزيع (1.1) TP جيدًا على الطرق السريعة ذات الحركة المستمرة. النظر في مشكلة وصف TP على المناطق الحضرية

شوارع مجهزة بإشارات المرور ، فمن الأفضل تحليلها

توزيع الفترات الزمنية داخل مجموعات السيارات عندما يتحرك التقاطع المتحكم به بعيدًا. يرتبط هذا النهج ارتباطًا وثيقًا بحل مشكلة التفكك التدريجي للحزم ، وبالتالي إمكانية تنظيم مراقبة حركة مرور منسقة.

أظهرت التجارب التي أجراها بعض الباحثين أن توزيع Erlang الطبيعي أكثر ملاءمة لوصف الفترات الزمنية داخل الرشقات.

F (د ر ) =

ل ( ك + 1)

ك

إلل ( ك + 1) د ر . (1.2)

C ma te m a t and h بالنسبة لتوقعاتهم:

مع التباين:

م ك

د ك =

1 . (1 . 3)

1 . (1 . 4)

ل 2 ( ك + 1)

هذا التوزيع مدعوم بحقيقة أنه ، بالنظر إلى الاختلاف ك، من الممكن الحصول على أي درجة من التأثير ، لذلك ، لتعكس درجة ارتباط التدفق داخل العبوة. يحدد تأثير تفكك العبوات اعتماد متوسط ​​كثافة حركة المرور داخل العبوات l وترتيب التوزيع ك من مسافة العبوة إلى تقاطع الخروج. أظهرت الدراسات التجريبية أن انخفاض في l و ك عندما تتحرك الحزمة بعيدًا عن الامتداد ، يتم تقريبها جيدًا من خلال الاعتماد الأسي

- ح إل

ل ن (إل ن ) = ل + ( ل ن أجاد

إل ج ) إل 1

ن . (1.5)

ك = [

ك ج + (ك

على ال مع

- ك ج

) إل - ح 2 إل ن

حيث l متوسط ​​كثافة حركة المرور على طول التيار بأكمله ؛

ل ن أ مع –

الشدة داخل العبوة عند خروجها من التقاطع ؛

إل ن - مسافه: بعد

حزم من التقاطع.

ك ن أ مع - الحد الأقصى لنسبة التوزيع DOC

إرلانج ولعبة عفريت وماذا عن ما هو أعلى ؛ ك ج

- طلب

توزيع Erlang حسب التدفق بعد نهاية التوزيع و

حزم دمج

ح 1 , ح 2 - co ef c e n t e n t p a d e n t a p e c e for

ل ن (ل ن )

و ك ;

بين قوسين مربعين - الجزء الكامل من التعبير.

تُظهر التجارب القيمة بالنسبة للحزمة التي غادرت التقاطع للتو ك=9.

بحث عملي باستخدام ASUD في المدن: خاركوف ، مينسك ، كراسنويارسك ، نيجني نوفغورود ، إلخ ، تم إجراؤه في

80-90 سنة ، جعلت من الممكن الحصول على بيانات إحصائية تمثيلية عن تدفق حركة المرور.

يشير تحليل توزيع الفترات بكثافة مختلفة ، وكذلك الحد الأدنى للفترات المسموح بها بين السيارات ، إلى وجود ثلاث مجموعات من السيارات في تدفق حركة المرور:

تتحرك ücars بحرية ، ولا تؤثر على بعضها البعض على فترات تزيد عن 8 ثوانٍ ؛

ü السيارات الموصولة جزئيًا تتحرك بفواصل زمنية مقدارها 1.5 -

8.0 ثانية ؛ يكون توزيع الفواصل الزمنية بحيث يكون لدى سائقي المركبات الفردية القدرة على المناورة داخل التيار ؛

ü جزء من الدفق ؛ في هذه الحالة طوال الوقت

يتم ملاحظة فترات زمنية صغيرة فقط من 1.0 - 1.3 ثانية.

في الممارسة العملية ، لوحظ أن المركبات تتحرك بحرية بمعدلات تصل إلى 300 مركبة في الساعة لكل حارة. يتم ملاحظة المركبات المقيدة جزئيًا بمعدلات تتراوح بين 300 و 600 مركبة في الساعة لكل مسار. لوحظت حركة المرور المتصلة بكثافة تزيد عن 600 مركبة في الساعة لكل مسار.