A közlekedési rendszer egyik fontos feladata a közlekedési és közúti komplexum kezelésének maximális hatékonyságának biztosítása. Ehhez korszerű megoldások alkalmazása szükséges, amelyek magukban foglalják az információ megjelenítésének eszközeit is. A cikk számos olyan projektet ismertet, amelyekben a Mitsubishi Electric eszközeit használták a közlekedési információk bemutatására.

Egy forgalomirányító központ hasznos élettartama átlagosan legalább 10 év. Nyilvánvaló, hogy ez idő alatt az ITS-fejlesztők elkerülhetetlenül szembesülnek majd az erőforrásaikat kimerítő összetevők frissítésének problémájával. De a meglévő infrastruktúrát nem könnyű újjáépíteni. Az univerzális eszközök létrehozása kulcsfontosságú megközelítés a változó játékszabályokhoz és a technológia fejlődéséhez való alkalmazkodásban.

Hogyan valósítható meg az univerzalitás elve az irányítóközpontokban alkalmazott információmegjelenítő rendszerekben? Ennek a problémának az egyik megoldása a berendezések moduláris megközelítése: a kijelzőt nem egésznek, hanem cserélhető komponensekből álló alrendszernek tekintjük.

Jelenleg a legtöbb modern vezérlőközpont hátsó vetítésű DLP kockákat használ, amelyek a (Texas Instruments által kifejlesztett) DMD technológia alapján épülnek fel.

A sokoldalúság elvét követve a Mitsubishi egy sor olyan kijelzőt és kapcsolódó berendezést hozott létre, amelyek a legújabb technológiákat alkalmazzák, közös architektúrán és azonos komponenskészleten alapulnak. A 70-es és 120-as sorozatú rendszerek DLP-kockákból és vékony keretű LCD-kből állnak, különböző méretű és konfigurációjúak. Akárcsak a személyi számítógép konfigurációjának meghatározásakor, a felhasználó a berendezés megrendelésekor megadhatja, hogy a rendszer milyen komponensekből álljon - igény szerint bővíthető. Ilyen például a vetítési egység. Két évvel ezelőtt a Mitsubishi Electric piacra dobta a DLP projektorok új sorozatát, amely lehetőséget kínál arra, hogy a meglévő videofalakat higanylámpákra cseréljék a legújabb, nagy fényerejű LED-rendszerekkel. Ez a technológia javítja a képminőséget, jelentősen meghosszabbítja a meglévő rendszerek élettartamát és minimalizálja a karbantartási költségeket.

A higanylámpák élettartama átlagosan 6000 óra, azaz kevesebb, mint egy év éjjel-nappal. Egy lámpa átlagos ára 1000 euró, ami jelentős üzemeltetési költségekkel jár. Ezzel szemben a Mitsubishi Electric 50PE78 LED kockáinak várható élettartama 100 000 óra, ami több mint 10 év folyamatos, 24 órás üzemidőt jelent. A LED-kockák és a szintén 100 000 üzemóra teljesítményű, alacsony zajszintű léghűtő ventilátorok kombinációja gyakorlatilag kiküszöböli a kijelző rutinszerű karbantartásának szükségességét élettartamának nagy részében. Ezenkívül a LED-es háttérvilágítású DLP kockák szélesebb színskálával rendelkeznek, és állandó színhőmérsékletet tartanak fenn élettartamuk során. Ez viszont jobb színvisszaadást és nagyobb stabilitást jelent.

Egy olaszországi projekt jó példája annak, hogyan használnak a mérnökök sokoldalú kijelzőkomponenseket az infrastrukturális korlátok megkerülésére.

Az Autostrada del Brennero üzemelteti az A22-es autópályát Modenától a Brenner-hágóig (Olaszországgal és Ausztriával határos). Mivel az irányítóközpontban meglévő analóg kijelzőrendszer elavultnak és túl költségesnek tartható, a vállalat úgy döntött, hogy a legújabb digitális technológiákkal korszerűsíti azt. Az akkoriban létező 200 analóg kamerát tartalmazó vezérlőrendszer és az ennek vezérlésére tervezett szoftverplatform teljesen működőképes volt. Emellett a társaság igyekezett elkerülni a többletköltségeket és az operátorok munkavégzéstől való elszakadását az átképzésük érdekében. A 3P Technologies, egy hardver- és szoftverintegrációs cég olyan megoldást fejlesztett ki, amely ötvözi a legújabb megjelenítési technológiát egy meglévő vezérlőrendszerrel és szoftverplatformmal.

Az A22-es autópálya irányító központja (1. ábra) egy kifinomult és csúcstechnológiás forgalomirányítási rendszer középpontjában áll, amely körülbelül 200 CCTV kamerát, monitort és vészhelyzeti pontot foglal magában, amelyek optikai kábellel, rádiókapcsolatokkal és vezetékes kommunikációval vannak összekötve. A rendszert egy speciálisan kifejlesztett szoftverplatform vezérli, amely vészhelyzet esetén lehetővé teszi a kezelők számára a bemeneti adatok vagy a kamerákból letöltött információk vezérlését. A rendszer innovatív, a forgalmi események automatikus rögzítésének (AID) funkcióval is rendelkezik, amely lehetővé teszi a kameráktól és érzékelőktől kapott adatok elemzését és a vészhelyzetekre történő automatikus reagálást. A rendszer a hangjelzésen kívül rögzíti az incidenst és rögzíti a röviddel előtte történt eseményeket. Ez lehetővé teszi a kezelők számára, hogy dinamikusan helyreállítsák az incidenst.

Rizs. 1. Az A22-es autópálya feladó irodája

A felújítási projekt kidolgozásakor a fő probléma a rendszer vezérlésére használt kijelző volt. Az analóg LCD-képernyőkből álló kijelző nem volt képes a kívánt típusú és hangerősségű információkat feldolgozni, üzemeltetése is költséges volt. A jelenlegi rendszert a Mitsubishi Electric 70-es sorozatú LED-kockákból készült videofal váltotta fel, ami javította az irányítás minőségét és hatékonyságát, valamint csökkentette a karbantartási költségeket.

A Bilfinger-Mauell X-Omnium processzora, amelyet a kijelzők meghajtására használtak, sokoldalúságot biztosított a tartalom megjelenítésének módjában és helyében. Korábban az operátorok korlátozottak voltak a megjelenítési méretek megválasztásában, most azonban a képernyőn bárhol, ablakok formájában megszervezhetik a tartalom megjelenítését. A Crestron érintőképernyős vezérlő lehetővé teszi a kezelők számára, hogy a 3P Technologies által kifejlesztett egyszerű érintőfelület segítségével szkripteket hívjanak elő.

Öt Bilfinger-Mauell dekóder interfészt biztosít egy meglévő analóg videokamera-rendszerhez, lehetővé téve a kezelők számára az ismert pásztázási/döntési és zoomvezérlők használatát. Fontos megjegyezni, hogy az X-Omnium vezérlő lehetővé teszi magának a kijelzőnek a vezérlését a rendelkezésre álló forgalomirányító szoftvercsomag segítségével.

Egy másik példa a projektre a Senatra Traffic Monitoring Center (2. ábra), amely Andorrában, a Pireneusok keleti régiójában található, a spanyol és francia határon.

Rizs. 2. "Senatra" Forgalomfigyelő Központ

Az Andorrai Hercegség számos sípályájának köszönhetően Európa egyik legnépszerűbb téli turisztikai célpontja. A nagy forgalom (akár napi 27 000 jármű) és a téli körülmények miatti fokozott éberség szükségessége miatt a központ kijelzőrendszere és 60 hálózati kamerája elengedhetetlen a megbízható biztonsági felügyelethez 100 km főút és 150 km mellékút esetén. joghatósága alá tartozik.központ. Ehhez a Mitsubishi Electric DLP-kockáit is felhasználták.

Térjünk át egy másik projektre. 2015-ben a Highways England kibővítette a South Mimmsben található East Regional Command Center kapacitását. A cég hét regionális központja közül a keleti az egyik legnagyobb. Ő felel Európa legforgalmasabb útjainak forgalmának irányításáért, beleértve az M25 déli szakaszát, valamint az M40, M1 és M4 számos szakaszát.

A 20 felszerelt kezelői munkaállomás befogadására alkalmas vezérlőteremben (3. ábra) a központi helyet egy nagyméretű videofal foglalja el. Ezen az üzemeltetők láthatják az úthálózathoz tartozó 870 térfigyelő kamera bármelyikének képét, valamint megtekinthetik a más közúti ügynökségektől kapott videó- ​​és adatfolyamokat, valamint közvetlenül az ideiglenesen telepített kamerák levegőjéből is fogadhatják az adásokat.

Rizs. 3. Keleti Regionális Forgalomirányító Központ irányítóterme

A Keleti Regionális Irányító Központ a hét minden napján, 24 órában működik. A központ bővítésének részeként döntés született a videofal korszerűsítéséről, a projekt megvalósítására az Electrosonicot választották. A projekt fő célja a nagyobb teljesítményű kijelző telepítése mellett a a legújabb technológiákat a videofal üzemeltetési költségeinek jelentős csökkentése érdekében.

A megvalósított rendszer a Mitsubishi Electric modell VS-67PE78 DLP videokockákon alapul, 67 ″ átlóval, 8 × 3 konfigurációban. Növeli a fő videofal felbontását XGA-ról SXGA+-ra, javítja a fényerőt és jelentősen, akár 100 000 órával meghosszabbítja a LED-lámpák és egyéb alkatrészek élettartamát.

A leírt projektek azt mutatják, hogy minden rendszermérnöknek a sokoldalúság elvét kell előnyben részesítenie – különös tekintettel a közelgő gépek közötti forradalomra.

Általános esetben a vezérlés egy adott tárgyra gyakorolt ​​hatást jelenti annak működésének javítása érdekében. A közúti forgalomban a forgalom és a gyalogosok áramlása szabályozott. A közúti forgalom sajátos irányítási tárgy, hiszen az autósoknak, gyalogosoknak megvan a saját akaratuk, és vezetés közben valósítják meg személyes céljaikat. A közúti forgalom tehát technoszociális rendszer, amely meghatározza sajátosságát, mint irányítási tárgyat.

A vezetés lényege, hogy a járművezetőket és a gyalogosokat kötelezze bizonyos intézkedések megtiltására vagy ajánlására a sebesség és a biztonság érdekében. Ezt a KRESZ vonatkozó követelményeinek beépítésével, valamint a közlekedési rendőrök közúti járőrszolgálatának ellenőrei és más megfelelő jogosultsággal rendelkező személyek műszaki eszközeinek és szabályozási intézkedéseinek felhasználásával hajtják végre.

A közúti forgalmi szolgáltatások szintjén a forgalomirányítás a meglévő úthálózaton a mérnöki és szervezési intézkedések összessége, amely biztosítja a forgalom és a gyalogosok áramlásának biztonságát és megfelelő sebességét. Ilyen intézkedések közé tartozik a forgalomirányítás, amely általában szűkebb kérdéseket old meg. A szabályozás külön fajtája a szabályozás, vagyis a mozgási paraméterek meghatározott határok között tartása.

Különbséget kell tenni az automatikus, automatizált és kézi forgalomirányítás között. Az automatikus vezérlés emberi beavatkozás nélkül, előre meghatározott program szerint, automatizáltan - emberi kezelő részvételével történik. A kezelő a szükséges információk összegyűjtésére és az optimális megoldás megtalálására szolgáló technikai eszközök segítségével beállíthatja az automata berendezés programját. Az első és a második esetben is számítógépek használhatók a vezérlési folyamatban. Az automatikus vezérlőkör zárt vagy nyitott lehet. Végül pedig ott van a kézi vezérlés, amikor a kezelő a forgalmi helyzetet vizuálisan felmérve tapasztalatai és intuíciói alapján befolyásolja a forgalom lefolyását.

Zárt hurok esetén visszacsatolás van az eszköz és a vezérlőobjektum (forgalomáramlás) között. Az automatikus visszacsatolás speciális információgyűjtő berendezéssel - járműérzékelőkkel - végezhető. Az információ bekerül az automatizálási berendezésbe, és feldolgozásuk eredménye alapján ezek az eszközök meghatározzák a közlekedési lámpák vagy útjelző táblák működési módját, amelyek parancsra megváltoztathatják jelentésüket (vezérelt táblák). Ezt a folyamatot rugalmas vagy adaptív vezérlésnek nevezik.

Nyitott hurok esetén, amikor nincs visszacsatolás, a közlekedési lámpákat vezérlő útirányítók (DC) egy előre meghatározott program szerint kapcsolnak jelzéseket. Ebben az esetben folyamatos programvezérlés történik.

Kézi vezérlés esetén a visszacsatolás mindig fennáll, mivel a kezelő vizuálisan értékeli a vezetési körülményeket.

A centralizáltság mértéke szerint kétféle irányítás jöhet szóba: helyi és szisztémás. Mindkét típust a fent említett módon valósítják meg. Helyi vezérléssel a jelkapcsolást egy közvetlenül a kereszteződésben elhelyezett vezérlő biztosítja. A kereszteződések rendszervezérlőivel általában a vezérlőpontból (CP) speciális kommunikációs csatornákon érkező parancsok fordítóinak funkcióit látják el. Ha a vezérlők ideiglenesen le vannak választva a CP-ről, helyi vezérlést tudnak biztosítani.

A gyakorlatban a "helyi vezérlők" és a "rendszervezérlők" kifejezéseket használják. Előbbieknek nincs kapcsolata a CP-vel és önállóan működnek, utóbbiak ilyen kapcsolattal rendelkeznek, és képesek helyi és rendszervezérlést megvalósítani.

Az irányítóközponton kívül elhelyezett berendezéseket perifériásnak (közlekedési lámpák, vezérlők, járműérzékelők), a központban lévő berendezéseket pedig központinak (számítógépes berendezések, vezérlőrendszerek, telemechanikai berendezések stb.) nevezték.

A rendszervezérléssel a rendszerirányító a vezérlési ponton, azaz távol az irányítási objektumtól helyezkedik el, és annak tájékoztatására a forgalmi viszonyokról, kommunikációs eszközök és speciális információmegjelenítési eszközök használhatók (8.1. ábra). .

8.1. ábra - A vezérlőpont általános képe

Ez utóbbiak a város vagy a területek világító térképei formájában készülnek - mnemonikus diagramok, amelyek vizuális megjelenítésre alkalmas számítógépekkel rendelkeznek grafikus és alfanumerikus információkkal a kijelzőkön és a televíziós rendszereken, lehetővé téve az ellenőrzött terület közvetlen megfigyelését.

A helyi szabályozást leggyakrabban egy különálló vagy, ahogy mondani szokás, elszigetelt kereszteződésben alkalmazzák, amelynek nincs kapcsolata a szomszédos kereszteződésekkel sem a szabályozás mögött, sem az áramlás után. Egy ilyen kereszteződésben a jelzőlámpák változása egyedi program szerint történik, függetlenül a szomszédos kereszteződések forgalmi viszonyaitól, és a járművek érkezése ebbe a kereszteződésbe véletlenszerű.

A kereszteződések csoportjában a jelzések összehangolt változásának megszervezését, amelyet annak érdekében hajtanak végre, hogy csökkentsék a járművek mozgási idejét egy adott területen, koordinált vezérlésnek (a "zöld hullám" elve szerinti vezérlés) nevezzük. Ebben az esetben rendszerint koordinált vezérlést alkalmaznak.

A közlekedési szolgáltatások szintjén a forgalomirányítás a meglévő úthálózaton a forgalom és a gyalogosok áramlásának biztonságát és megfelelő sebességét biztosító mérnöki és szervezési intézkedések komplexuma. E tevékenységek közé tartozik a forgalomirányítás, amely főszabály szerint szűkebb feladatokat old meg. Általános esetben az irányítás egy adott tárgyra gyakorolt ​​hatást jelenti annak működésének javítása érdekében. A közúti forgalom tekintetében az ellenőrzési objektum a forgalom és a gyalogos áramlás. A gazdálkodás sajátos típusa a szabályozás, azaz. a mozgási paraméterek meghatározott határokon belül tartása.

Tekintettel arra, hogy a szabályozás a forgalomirányításnak és a forgalomszervezésnek is csak egy speciális esete, és a műszaki eszközök alkalmazásának célja annak konstrukciója megvalósítása, a "forgalomszervezés műszaki eszköze" vagy a "forgalomszabályozás műszaki eszköze" fogalmat kell alkalmazni. használják, ami megfelel az elfogadott szabályozási dokumentumoknak (GOST 23457-86).

Ugyanakkor a kialakult hagyománynak köszönhetően a „szabályozás” kifejezés is elterjedt. Például a KRESZ-ben (SDA) szabályozottnak nevezik a lámpával felszerelt kereszteződéseket és gyalogátkelőhelyeket, szemben a szabályozatlanokkal, ahol nincs jelzőlámpa. Léteznek még „szabályozási ciklus”, „vezérelt irány” kifejezések is. A szakirodalomban a közlekedési lámpával felszerelt kereszteződést gyakran „közlekedési lámpa objektumnak” nevezik.

A vezetés lényege a járművezetők és gyalogosok kötelezése, bizonyos intézkedések megtiltása vagy ajánlása a sebesség és a biztonság érdekében. Ezt úgy hajtják végre, hogy a vonatkozó követelményeket belefoglalják a közlekedési szabályokba, valamint technikai eszközöket és adminisztratív intézkedéseket alkalmaznak a közlekedési rendőrök közúti járőrszolgálatának ellenőrei és más megfelelő jogosultsággal rendelkező személyek.

Ellenőrző objektum, műszaki eszközök komplexuma és a forgalomirányítás technológiai folyamatában részt vevő embercsoportok,

szabályozási hurkot képeznek (1. ábra). Mivel a vezérlőkör egyes funkcióit gyakran automata berendezések látják el, kialakult az „automatikus vezérlés” vagy „vezérlőrendszer” kifejezés. Vezérlő objektum.

1. ábra. A vezérlőkör blokkvázlata.

Az automatikus vezérlés emberi beavatkozás nélkül, előre meghatározott program szerint, automatizáltan - emberi kezelő részvételével történik. Az üzemeltető a szükséges információk összegyűjtésére és az optimális megoldás megtalálására szolgáló technikai eszközök segítségével állíthatja be az automata készülékek programját. Mind az első, mind a második esetben számítógépek használhatók a vezérlési folyamatban. És végül a kézi vezérlés, amikor a kezelő a szállítási helyzetet vizuálisan felmérve tapasztalatai és intuíciói alapján vezérlő műveletet hajt végre. Az automatikus vezérlőkör zárt vagy nyitott lehet.

Zárt hurok esetén visszacsatolás van az eszköz és az irányítás tárgya (forgalomáramlás) között. Automatikusan végrehajtható speciális információgyűjtő eszközökkel - járműérzékelőkkel. Az információk bekerülnek az automatizálási eszközökbe, amelyek feldolgozásuk eredménye alapján meghatározzák a közlekedési lámpák vagy útjelző táblák működési módját, amelyek parancsra megváltoztathatják jelentésüket (vezérelt táblák). Ezt a folyamatot rugalmas vagy adaptív vezérlésnek nevezik.

Nyitott hurok esetén, amikor nincs visszacsatolás, a jelzőlámpás vezérlőberendezések - útirányítók (DC) előre meghatározott program szerint kapcsolnak jeleket. Ebben az esetben szigorú szoftverellenőrzést hajtanak végre.

Az 1. ábrán szaggatott vonallal ábrázoltuk az automata vezérlőhurkot lezáró visszacsatoló hurkot, figyelembe véve, hogy ez a kapcsolat lehet, vagy nem. Kézi vezérlésnél mindig van visszacsatolás (a kezelő által a vezetési körülmények vizuális értékelése miatt), ezért ennek áramköre az 1. ábrán folytonos vonallal látható.

A centralizáltság mértékének megfelelően kétféle irányítás jöhet szóba: lokális és rendszerszintű. Mindkét típus a fent leírt módon valósítható meg.

Helyi vezérlésnél a jelkapcsolást közvetlenül a kereszteződésben elhelyezett vezérlő biztosítja. A kereszteződések rendszervezérlőivel általában a parancsok fordítóinak funkcióit látják el, amelyek általában speciális kommunikációs csatornákon keresztül jönnek a vezérlőpontból (UE). Amikor a vezérlők ideiglenesen le vannak választva az UE-ről, helyi vezérlést is tudnak biztosítani. Az irányítóközponton kívül elhelyezett berendezéseket perifériásnak (közlekedési lámpák, vezérlők, járműérzékelők), az irányítóközpontban központinak (számítógépes berendezések, diszpécser vezérlés, telemechanikai eszközök stb.) nevezték.

A gyakorlatban a "helyi vezérlők" és a "rendszervezérlők" kifejezéseket használják. Az előbbieknek nincs kapcsolata az UE-vel, és önállóan működnek, az utóbbiaknak van ilyen kapcsolatuk, és képesek helyi és rendszervezérlést megvalósítani.

A helyi kézi vezérléssel a kezelő közvetlenül a kereszteződésben van, figyelve a járművek és a gyalogosok mozgását. A rendszeregyesnél a vezérlőpontban található, azaz. távol az irányító objektumtól, és annak tájékoztatására a forgalmi viszonyokról kommunikációs eszközök, információmegjelenítés speciális eszközei használhatók. Ez utóbbiak a város vagy a területek világító térképei formájában készülnek - mnemonikus diagramok, grafikus és alfanumerikus információk katódsugárcsőbe számítógép segítségével történő kiadására szolgáló eszközök - kijelzők és televíziós rendszerek, amelyek lehetővé teszik az ellenőrzött terület közvetlen megfigyelését.

A helyi szabályozást leggyakrabban egy különálló vagy, ahogy mondani szokták, elszigetelt kereszteződésben alkalmazzák, amelynek nincs kapcsolata a szomszédos kereszteződésekkel sem vezérléssel, sem áramlással. Egy ilyen kereszteződésben a jelzőlámpák cseréje egyedi program szerint történik, függetlenül a szomszédos kereszteződések forgalmi viszonyaitól, és a járművek érkezése ebbe a kereszteződésbe véletlenszerű.

A kereszteződések csoportjában a jelzések összehangolt változásának megszervezését, amelyet annak érdekében hajtanak végre, hogy csökkentsék a járművek mozgási idejét egy adott területen, koordinált vezérlésnek (a „zöld hullám” (GW) elve szerinti vezérlés) nevezzük. Ebben az esetben általában a rendszervezérlést használják.

Bármely automatikus vezérlőberendezés egy bizonyos algoritmus szerint működik, amely az információfeldolgozás folyamatainak leírása és a szükséges vezérlőművelet kialakítása. A közúti forgalom tekintetében a forgalmi paraméterekre vonatkozó információkat dolgozzák fel, és meghatározzák a forgalmi áramlást befolyásoló jelzőlámpák szabályozásának jellegét. Az irányítási algoritmust technikailag olyan vezérlők valósítják meg, amelyek az előírt program szerint kapcsolják a forgalmi jelzéseket. A számítógépet használó automatizált vezérlőrendszerekben a vezérlési problémák megoldására szolgáló algoritmus a működéséhez szükséges programkészlet formájában is megvalósul.

Küldje el a jó munkát a tudásbázis egyszerű. Használja az alábbi űrlapot

Diákok, végzős hallgatók, fiatal tudósok, akik a tudásbázist tanulmányaikban és munkájukban használják, nagyon hálásak lesznek Önnek.

közzétett http://www.allbest.ru/

Bevezetés

Az autók számának növekedése, és ennek következtében számuk növekedése a nagyvárosok útjain manapság egyre nagyobb problémát jelent. Az emberek tömegeinek vonzási központjainak nagy felhalmozódása a legtöbb nagyváros központjában a közúti közlekedési rendszer ellenőrzésének bonyolításához és karbantartási költségeinek növekedéséhez vezet. A világ számos városa nem tud megbirkózni a napi közlekedési kihívásokkal, és nap mint nap több kilométeres forgalmi dugókban ragad.

Ezzel párhuzamosan a lakosság közlekedési igénye tovább növekszik. Következésképpen megfelelő intézkedések nélkül a helyzet zsákutca felé halad. Az alacsonyabb terhelésre tervezett UDS nem képes megbirkózni, modernizálást és optimalizálást igényel. A város ma már nemcsak jó, jól modellezett, majd kiépített utakat, hanem azok színvonalas kezelését is megköveteli. Ugyanígy a forgalomirányítás régi módjai elavultak és nem tudnak lépést tartani a növekvő várossal, a többirányú áramlások pedig dinamikus irányítást és innovatív rendszerek integrációját teszik szükségessé a közlekedési helyzet javítása érdekében, különösen Moszkvában. A közúti közlekedési rendszer kiépítésének és kezelésének teljes rendszerét meg kell változtatni új technológiákkal, beleértve a matematikai modellezést, amely lehetővé teszi a közúti közlekedési rendszer viselkedésének előrejelzését, konfigurációjának módosítását és még sok mást. Éppen ezért meredeken növekszik az igény az alternatív, valamint minden további információforrásra a forgalom állapotáról. Már most bevezetik a legújabb adatgyűjtési és adatfeldolgozási komplexeket és rendszereket.

Az első fejezet röviden elemzi Moszkva város jelenlegi közlekedési helyzetét, elemzi a járműmetriai adatok fogadását és felhasználását a Yandex.Traffic szolgáltatás segítségével, elemzi az ilyen adatok hasznosságát és felhasználási lehetőségét. . A fejezet végén elméleti információkat kapunk az utakról, azok osztályozásáról, valamint arról, hogy milyen forgalmi áramlások és főbb jellemzőik, valamint a probléma megfogalmazása.

A második fejezetben az UDS „kísérleti” része kerül kiválasztásra, melynek főbb problémáit a Yandex.Traffic dugók hőtérképe segítségével tekintjük át, valamint a probléma megfogalmazása alapján javító intézkedéseket javasolunk. a szállítási helyzet az UDS ezen szakaszában.

A harmadik fejezet részletes indoklást ad a javasolt változtatásokhoz számítógépes szimulációval és a két CDS modell és paramétereik összehasonlításával. Egy ténylegesen kiválasztott helyszín alapján számítógépes modell készült, a problémák, adatok elemzése, majd a második fejezetben javasolt változtatásokkal számítógépes modell készült. A két modell adatainak összehasonlító elemzése megtörtént, amely arra enged következtetni, hogy az elvégzett változtatások a forgalom javulását eredményezik ezen a szakaszon.

A kutatás tárgya a forgalom a városok utca-úthálózatán.

A kutatás tárgya a számítógépes modellezés felhasználásának lehetősége valós gyakorlati problémák megoldására.

A tudományos hipotézis abból áll, hogy feltételezzük a valós adatok számítógépes modellben való felhasználásának lehetőségét, annak további (modell)modernizálásával, és olyan fejlesztési eredményeket kapunk, amelyek nagy valószínűséggel megbízhatóak és a gyakorlatban is alkalmazhatók.

A tanulmány célja Moszkva egyik problémás radikális autópályájának átgondolása, számítógépes modelljének elkészítése, a modell viselkedésének a gyakorlatban való összevetése, a közúti közlekedési rendszer szerkezetének javítása és módosítása, valamint a megváltoztatta a közúti közlekedési rendszert, hogy megerősítse a helyzet javulását ezen a területen.

A munkában végzett vizsgálatok eredményeinek megbízhatóságát a fő hipotézis kísérleti megerősítése, a kidolgozott matematikai modellek elemzése alapján nyert elméleti vizsgálatok eredményeinek konzisztenciája biztosítja a főbb paraméterek kiszámításához. az UDS, a vizsgálatok eredményeivel.

1 Az aktuális álláspont és problémafelvetés elemzése

1.1 A probléma sürgősségének indoklása

Nem titok, hogy a világ számos nagyvárosi területe óriási problémákkal küzd a közlekedési ágazatban. A metropolisz közlekedése óriási összekötő szerepet tölt be, ezért a metropolisz közlekedési rendszerének kiegyensúlyozottnak, könnyen kezelhetőnek és a város forgalmának minden változására érzékenynek kell lennie. Valójában a metropolisz egy városi agglomeráció, ahol hatalmas az autók és az emberek koncentrációja, amelyben a közúti közlekedés (személyes és közösségi) óriási szerepet játszik, mind magában a lakosság mozgásában, mind az általános logisztikában. Éppen ezért tevékenységében óriási szerepet játszik egy metropolisz közlekedési rendszerének hozzáértő irányítása.

Napról napra nő a lakosság közlekedési igénye, mind a tömegközlekedés, mind a személyautók segítségével. Logikus feltételezés, hogy egy megapoliszban a közlekedés számának növekedésével arányosan növekednie kell az utak, csomópontok és parkolók számának, azonban a közúti közlekedési hálózat (UDS) fejlődése nem tart lépést az ütemmel. a motorizáció.

Emlékezzünk vissza, hogy a statisztikák szerint az egy főre jutó autók száma folyamatosan növekszik (1.1. ábra).

gépkocsi forgalom áramlási számítógép

1.1. ábra Az 1000 főre jutó autók száma Moszkvában

Ugyanakkor a moszkvai UDS nem áll készen a motorizáció ilyen növekedési ütemére a városban. A városi személyszállítás mellett a moszkvai tömegközlekedés és személyszállítás problémáját is meg kell oldani. Az állami közlekedési program szerint az utasforgalomnak mindössze 26%-a esik a személyi közlekedésre, 74%-a a közösségi közlekedésre. A teljes éves forgalom ugyanakkor 2011-ben 7,35 milliárd utast tett ki, és az előrejelzések szerint növekedni fog, 2016-ban pedig évi 9,8 milliárd utast tesz ki. Ugyanakkor a tervek szerint ennek az utasszámnak csak 20%-a vesz majd igénybe személyes közlekedést. Ugyanakkor a személyi és a földi tömegközlekedés összességében a moszkvai utasforgalom több mint felét teszi ki. Ez azt jelenti, hogy a közúti közlekedés problémáinak megoldása egy metropoliszban fontos szerepet tölt be normál működésés kényelmes tartózkodást a lakói számára. Ezek az adatok azt jelentik, hogy megfelelő intézkedések megtétele nélkül Moszkvában a közlekedési helyzet javítása érdekében forgalmi összeomlásunk vár, amely Moszkvában az elmúlt években már lassan kialakul.

Érdemes megjegyezni azt is, hogy az utasok városon belüli mozgásával összefüggő problémák mellett jól látható az inga munkaerő-vándorlás közlekedési áramlásainak, illetve a városon áthaladó gépjárművek (főleg teherforgalom) problémája. Ha pedig a tranzit teherszállítás problémáját részben megoldják a 12 tonnánál nagyobb teherbírású teherautók be- és mozgásának betiltása a városba napközben, akkor sokkal mélyebb az utasok térségből a városba szállításának problémája. és nehezebb a megoldása.

Ezt több tényező is elősegíti, mindenekelőtt a tömegek vonzási központjainak városhatáron belüli elhelyezkedése. Különösen nagyszámú vállalat munkahelyének és irodájának elhelyezkedése, nagyszámú infrastruktúra, kulturális és szolgáltató létesítmények elhelyezkedése (különösen bevásárlóközpontok, de az építkezések tendenciája a város határában) folyamatosan csökken a moszkvai körgyűrűn kívüli elhelyezkedésük javára). Mindez oda vezet, hogy a délelőtti csúcsforgalomban naponta hatalmas emberáradlatok vonulnak a régióból a város határára, este pedig vissza a régióba. Ez a probléma különösen akut hétköznapokon, amikor rengetegen rohannak dolgozni a reggeli csúcsforgalomban, este pedig hazamennek. Mindez kolosszális terheléshez vezet a kimenő útvonalakon, amelyeket ezekben az órákban rengeteg tömegközlekedéssel és személyesen utazó utas vesz igénybe. Ráadásul nyáron nyári lakosokkal egészülnek ki, minden hétvégén óriási torlódásokat okoznak a régióba vezető autópályákon, hétvége után pedig abból.

Mindezek a problémák azonnali megoldást igényelnek, új utak és csomópontok építésével, a tömegközéppontok tömeges áthelyezésével és a meglévő közúti forgalomhálózati struktúra kezelésének optimalizálásával. Mindezek a megoldások egyszerűen nem lehetségesek gondos tervezés és modellezés nélkül. Hiszen az alkalmazott programok, modellező eszközök segítségével láthatjuk, hogy bizonyos döntések életre keltésével milyen hatást érhetünk el, és költségbecslésük, illetve a közúti közlekedési rendszert befolyásoló pozitív hatása alapján kiválaszthatjuk a legmegfelelőbbet.

1.2 Moszkva jelenlegi forgalmi helyzetének elemzése a Yandex Traffic webszolgáltatás segítségével

A fentebb vázolt problémákat részletesebben átgondolva, a moszkvai közlekedési helyzettel kapcsolatos információgyűjtéshez a meglévő telemetriai rendszerekhez kell fordulnunk, amelyek egyértelműen megmutathatják metropoliszunk problémás területeit. Ezen a területen az egyik legfejlettebb és leghasznosabb rendszer, amely bizonyította hatékonyságát, a Yandex Traffic Web szolgáltatás, amely bizonyította hatékonyságát és információtartalmát.

A szolgáltatás által szolgáltatott adatok nyilvános elemzésével az adatokat elemezhetjük, és tényszerű indoklást adhatunk a fentebb megfogalmazott problémákra. Így vizuálisan láthatjuk a feszült forgalmi helyzetű területeket, vizuálisan mérlegelhetjük a torlódások kialakulásának tendenciáit, és megoldást javasolhatunk a probléma megoldására azáltal, hogy kiválasztjuk a legoptimálisabb matematikai modellt egy adott problémakör modellezési feladatának megoldására, további eredményekkel. eredmények, amelyek alapján következtetéseket lehet levonni a javulás lehetőségéről.közlekedési helyzet jelen esetben. Így egy elméleti modellt és egy valós problémát ötvözhetünk a megoldással.

1.2.1 Rövid információ a Yandex Traffic webszolgáltatásról

A Yandex forgalmi dugók egy webszolgáltatás, amely információkat gyűjt és dolgoz fel a moszkvai és más oroszországi és világvárosi közlekedési helyzetről. A beérkezett információkat elemezve a szolgáltatás tájékoztatást ad a forgalmi helyzetről (és a nagyvárosok esetében a forgalmi hálózat torlódására is "pontszámot" ad), lehetővé téve az autósoknak, hogy helyesen készítsék el az utazási útvonalat és megbecsüljék a becsült utazási időt. A szolgáltatás adott időpontban, a hét adott napján rövid távú előrejelzést is ad a várható forgalmi helyzetről. Így a szolgáltatás részben részt vesz a forgalom optimalizálásában, lehetővé téve a járművezetők számára, hogy olyan elkerülő útvonalakat válasszanak, amelyeket nem fed le torlódás.

1.2.2 Adatforrások

Az egyértelműség kedvéért képzeljük el, hogy Önnel vagyunk – egy baleset a Strastnoy körúton, Petrovka előtt (kicsi és áldozatok nélkül). Megjelenésünkkel letiltottunk például két sort a meglévő háromból. A vonalunkon haladó autósok kénytelenek megkerülni minket, a harmadik sávon haladóknak pedig el kell engedniük a körülöttünk haladókat. Ezen autósok egy része a Yandex.Maps és a Yandex.Navigator alkalmazások felhasználói, és mobileszközeik a járművek mozgásáról továbbítanak adatokat a Yandex.Traffic-nak. Ahogy a felhasználók autói közelednek a balesetünkhöz, úgy csökken a sebességük, és a készülékek elkezdenek "jelenteni" a szolgáltatást a torlódásról.

Az adatgyűjtésben való részvételhez egy autósnak navigátorra és a Yandex.Traffic mobilalkalmazásra van szüksége. Például, ha baleset történik az úton, néhány lelkiismeretes sofőr, miután látta a balesetünket, figyelmeztetheti a többi autóst arra, hogy egy megfelelő pontot helyez el a mobil Yandex.Maps-ben.

1.2.3 Vágányfeldolgozási technológia

A GPS-vevők hibákat tesznek lehetővé a koordináták meghatározásakor, ami megnehezíti a pálya kialakítását. A hiba több méterrel bármilyen irányba "elmozdíthatja" az autót, például a járdán vagy a közeli épület tetején. A felhasználóktól kapott koordináták a város elektronikus sémájába kerülnek, amelyen minden épület, park, útburkolati jellel ellátott utca és egyéb városi objektum nagyon pontosan megjelenik. Ennek a részletnek köszönhetően a program megérti, hogyan mozgott az autó valójában. Például egyik-másik helyen az autó nem tudott behajtani a szembejövő sávba, vagy az útburkolati jelek mentén kanyarodott anélkül, hogy „levágta volna” a kanyart. (1.2. ábra)

1.2 ábra Vágányfeldolgozási technológia

Ezért minél több felhasználója van egy szolgáltatásnak, annál pontosabbak a forgalmi információk.

Az ellenőrzött nyomvonalak összevonása után az algoritmus elemzi azokat, és a megfelelő útszakaszokhoz „zöld”, „sárga” és „piros” jelzést ad.

1.2.4 Adatok kombinálása

Ezután következik az aggregáció – az információk kombinálásának folyamata. Az aggregátor program kétpercenként mozaikszerűen összegyűjti a mobil Yandex.Maps felhasználóitól kapott információkat egy sémába. Ez a séma a Yandex.Maps "Forgalom" rétegére (1.3. ábra) készült - mind a mobilalkalmazásban, mind a webszolgáltatásban.

1.3. ábra Forgalmi dugók megjelenítése a Yandex.Maps alkalmazásban

1.2.5 Skála

Moszkvában, Szentpéterváron és más nagyvárosokban a Yandex.Traffic szolgáltatás 10 pontos skálán értékeli a helyzetet (ahol 0 pont - szabad forgalom, 10 pont - a város "áll"). Ezzel az értékeléssel a járművezetők gyorsan megérthetik, mennyi időt veszítenek a forgalmi dugókban. Például, ha Kijevben az átlagos pontszám hét, akkor az út körülbelül kétszer annyi ideig tart, mint a szabad forgalom.

A pontok skálája városonként eltérően van beállítva: az a tény, hogy Moszkvában enyhe nehézséget jelent, egy másik városban pedig már komoly forgalmi dugó. Például Szentpéterváron hat ponttal nagyjából ugyanannyi időt veszít a pilóta, mint Moszkvában öttel. A pontok kiszámítása a következőképpen történik. Az egyes városok utcáin haladó útvonalakat előre kidolgozták, beleértve a főbb autópályákat és utakat. Minden útvonalhoz van egy referenciaidő, amelyre a szabályok megszegése nélkül szabad úton lehet közlekedni. A város teljes munkaterhelésének felmérése után az aggregátor program kiszámítja, hogy a valós idő mennyiben tér el a referenciaidőtől. Az összes útvonal különbsége alapján a terhelés pontokban történik. (1.4. ábra)

1.4. ábra A Yandex.Traffic portál általános sémája

1.3 A YandexProbka webszolgáltatás segítségével szerzett információk felhasználása az UDS problémás területeinek megkeresésére

A kapott információkat összegezve arra a következtetésre juthatunk, hogy a szolgáltatás nagyon hasznos információkat nyújt (online és előrejelzés módban is) a moszkvai és más régiók forgalmi helyzetéről, amelyek tudományos célokra, különösen a problémás zónák azonosítására használhatók. , utcák és autópályák, torlódások előrejelzése. Így mind a teljes közúti közlekedési rendszer egészében, mind annak egyes szakaszaiban azonosítani tudjuk az elsődleges problémákat, igazolni tudjuk a közúti közlekedési rendszer egyes közlekedési problémáinak meglétét a webszolgáltatás segítségével nyert információk elemzésével. A primer analitika adatai alapján primer képet építhetünk a közúti közlekedési rendszer nehézségeiről. Ezután a már modellező eszközökkel és konkrét adatokkal erősítse meg vagy cáfolja ennek vagy annak a problémának a jelenlétét, majd próbálja meg felépíteni a közúti közlekedési rendszer matematikai modelljét a rajta végzett változtatásokkal (a jelzőlámpa fázisainak megváltoztatása, szimuláció új csomópont a problématerületen stb.) és javasoljon egy vagy több lehetőséget az adott terület helyzetének javítására. Ezután válassza ki a legmegfelelőbb megoldást a hatékonyság és a költségbecslés aránya szempontjából.

1.4 Problémák keresése és osztályozása a Yandex.Traffic webszolgáltatás segítségével

Ez a webszolgáltatás a moszkvai forgalomirányítás (a továbbiakban: forgalomirányítás) javításának egyik módszerének tekinthető. A portál által közölt információk alapján igyekszünk felmérni a moszkvai közúti közlekedési hálózat problémás területeit, és rendszermegoldásokat kínálunk a közúti forgalom irányításának javítására, valamint azonosítjuk a torlódások kialakulásának trendjeit.

A portál adatait figyelembe véve naponta elemezni kell a moszkvai közúti torlódások változásait, és azonosítani kell a legproblémásabb területeket. Ezekre a célokra a legmegfelelőbb a csúcsidő, amikor a MAC terhelése a maximumon van.

1.5. ábra Moszkva főbb sugárirányú autópályáinak átlagos munkaterhelése hétköznapokon órákban

A forgalmi torlódásokra és a munkaerő inga-vándorlás problémájának jelenlétére vonatkozó hipotézis megerősítésére az adatokat a következőképpen elemezzük. közös gén... Moszkva tervét a forgalmi dugók alkalmazott "rétegével", valamint az egyes problémás területeket, és vegye figyelembe mozgásuk dinamikáját.

A moszkvai munkahelyek túlnyomó többsége moszkvai idő szerint 8-00-10-00-kor kezd dolgozni, a munka törvénykönyve szerint a munkanap hossza ötnapos munkahéttel (a leggyakoribb lehetőség) 8 óra, így feltételezhetjük, hogy a közúti közlekedési hálózat fő terhelése az ingázó munkaerő-vándorlás (MTM) hipotézisének megfelelően időintervallumokra, a reggeli órákra kell, hogy essen: 6-00 (térség - Moszkvai körgyűrű) ill. 10-00 óráig (közelebb a főbb moszkvai munkahely-koncentrációs helyekhez) és este 16-00-18-00-ig (középen) 20-00-ig (radiális indulási vonalak).

1.6 ábra 6-00 órakor a közúti közlekedési rendszerben nincsenek nehézségek

1.7. ábra Nehézségek Moszkva megközelítésekor

Az elemzések alapján 7-00-kor nehezen tudjuk megközelíteni a várost a központi radikális főutakon.

1.8. ábra Nehézségek Moszkva déli részén

1.9. ábra Délnyugati kihívások

Hasonló kép figyelhető meg kivétel nélkül a főváros abszolút összes sugárirányú autópályáján. A reggeli órák maximális pontszámát moszkvai idő szerint 9 óra 56 perckor érte el, ekkorra a torlódás a város széléről a központja felé terelődött.

1.10. ábra 9-00 - 9-56 reggeli csúcsterhelés a közúti közlekedési rendszeren

1.11 ábra TTK 16-00 órakor

Moszkvai idő szerint 15-40-ig általánosságban a közlekedési helyzet javulása volt megfigyelhető. A "központban" helyzet a nap végéig nem romlott. Az általános helyzet 16:00-tól kezdett romlani, míg a helyzet javulása moszkvai idő szerint 20:00 körül kezdődött. (A Függelék). Hétvégén az UDS problémái gyakorlatilag nem figyelhetők meg, és a Yandex.Traffic portál fokozatossága szerint a „pontszám” nem haladta meg a „3” értéket a napi megfigyelés teljes ideje alatt. Így bátran kijelenthetjük a város zsúfoltságát a tömegek (munkahelyek) vonzási központjainak központjában való koncentrálódása miatt, és sokkal jobb kép a hétvégéken, amikor nincs MTM-probléma.

Közbenső következtetéseket levonva bátran kijelenthetjük, hogy a munka fő irányának a városközpontban a tömegek vonzáskörzeteinek számának csökkentése és az ebbe a zónába való utazás korlátozása, valamint a fő sugárirányú autópályák áteresztőképességének növelése kell legyen. . A moszkvai kormány már most is lépéseket tesz ebbe az irányba: Moszkva központjában bevezeti a fizetős parkolást, és bevezeti a 3,5 tonnát meghaladó össztömegű járművek (a továbbiakban: jármű) városközpontba való behajtására szolgáló bérletrendszert.

1.12. ábra Fizetős parkolózóna Moszkvában

A beérkezett adatokat elemezve megállapítható, hogy az út nehézségei hétköznapokon egyirányú formátumúak, kezdete és vége azonos dinamikájú (a délelőtti órákban a régióból, fokozatosan a belváros felé tolva, és fordítva este - órától kezdve). a központ a régió felé.

Így ezt a tendenciát figyelembe véve megállapítható, hogy a dinamikus közúti forgalomirányítás bevezetése létfontosságú, mivel a forgalmi torlódások egyirányúak. Intelligens rendszerek segítségével megváltoztathatjuk az út teherbírását egyik vagy másik irányba (például a hátrameneti sávot használva „bekapcsolva” arra az oldalra, amelyiknek nincs elég teherbírása), megváltoztathatjuk, módosíthatjuk a forgalom fázisait. lámpák a maximális forgalmi kapacitás eléréséhez a nehézségekkel küzdő szakaszokon ... Az ilyen rendszerek és módszerek egyre szélesebb körben elterjedtek (például a Volgogradsky Prospekt tolatósávja). Ugyanakkor nem lehet "vakon" növelni a problémás területek áteresztőképességét, hiszen elégtelen áteresztőképesség mellett egyszerűen az első helyre tolhatjuk a torlódást. Vagyis a közlekedési problémák megoldása átfogó legyen, a problématerületek modellezése ne a teljes közúti közlekedési rendszertől elszigetelten, integráltan történjen. Így munkánk egyik célja az egyik problémás moszkvai radiális autópálya modellezése és optimalizálása kell, hogy legyen.

1.5 Elméleti információk

1.5.1 Az oroszországi utak osztályozása

Az Orosz Föderáció kormányának 2009. szeptember 28-i N 767 rendelete jóváhagyta az Orosz Föderáció autópályáinak osztályozására és az autópályák kategóriáihoz való besorolására vonatkozó szabályokat.

Az autópályák a forgalmi viszonyok és a hozzájuk való hozzáférés szerint a következő osztályokba sorolhatók:

· Autópálya;

· Nagy sebességű út;

· Közönséges út (nem nagy sebességű út).

1.5.2 Autópályák a becsült forgalom intenzitásától függően

Az SNiP 2.05.02 - 85 2013. július 1-jei szerint a következő kategóriákba sorolhatók (2. táblázat):

asztal 2

	Becsült forgalom intenzitása, adott egység/nap.
IA (autópálya)
IB (gyorsút)
Normál utak (nem sebességű utak)
		St. 2000-6000
		St. 200-tól 2000-ig

1.5.3 A TP főbb paraméterei és kapcsolatuk

A forgalomáramlás (TP) olyan járművek összessége, amelyek egyidejűleg vesznek részt a forgalomban az úthálózat egy bizonyos szakaszán

A transport stream fő paraméterei a következők:

áramlási sebesség ?, áramlási sebesség l, áramlási sűrűség s.

Sebesség? a forgalomáramlást (TP) általában km/h-ban vagy m/s-ban mérik. A leggyakrabban használt mértékegység a km/h. Az áramlási sebességet két irányban mérik, többsávos úton pedig minden sávban mérik a sebességet. Keresztmetszeteket készítenek az áramlási sebesség mérésére az úton. Az útszakasz az út tengelyére merőleges, teljes szélességében áthaladó egyenes. A TP sebességet egy helyszínen vagy egy szakaszon mérik.

A telek két szakasz közé zárt útszakasz. A szakaszok közötti L, m távolságot úgy kell megválasztani, hogy biztosítva legyen a sebességmérés elfogadható pontossága. A t időt mérjük, az autó általi szakaszon - az időintervallum. A méréseket adott számú n számú autóra végezzük, és kiszámítjuk az átlagos időintervallumot ?:

Számítsa ki az átlagos sebességet a webhelyen:

V = L/?.

Vagyis a forgalom sebessége a benne mozgó járművek átlagsebessége. A szakaszon a TP sebességének méréséhez használjon távoli sebességmérőket (radar, lámpa - fényszóró) vagy speciális sebességérzékelőket. Mérje meg n autó V sebességét, és számítsa ki az átlagos sebességet a helyszínen:

A következő kifejezések használatosak:

Átlagos ideiglenes sebesség V - a járművek átlagos sebessége a szakaszon.

Átlagos térbeli sebesség? - az út jelentős szakaszán haladó járművek átlagsebessége. Ez jellemzi a forgalom átlagos sebességét a helyszínen a nap egy bizonyos szakaszában.

Utazási idő – az az idő, amely alatt az autó megtesz egy egységnyi úthosszt.

A teljes futásteljesítmény az összes járműút összege egy útszakaszon egy adott időintervallumban.

Ezenkívül a mozgás sebessége a következőkre osztható:

Pillanatnyi Va - az út bizonyos jellemző szakaszaiban (pontjain) rögzített sebesség.

Maximum Vm – a legnagyobb pillanatnyi haladási sebesség, amit egy jármű képes kifejleszteni.

Az l forgalomintenzitás egyenlő az útszakaszon időegység alatt elhaladó autók számával. Nagy forgalom intenzitása esetén rövidebb időintervallumokat használ.

A forgalom intenzitását úgy mérjük, hogy megszámoljuk az útszakaszon egy adott T időegység alatt áthaladó n autók számát, majd kiszámítjuk az l = n / T hányadost.

Ezenkívül a következő kifejezéseket használják:

Forgalom volumene - az adott időegység alatt az útszakaszt áthaladó autók száma. A térfogatot az autók számával mérik.

Óránkénti forgalom - azon autók száma, amelyek egy óra alatt áthaladtak az út keresztmetszetén.

A forgalomból származó sűrűség megegyezik az adott hosszúságú útszakaszon elhelyezkedő autók számával. Jellemzően 1 km-es szakaszokat használnak, megkapják a kilométerenkénti járműsűrűséget, esetenként rövidebb szakaszokat használnak. A sűrűséget általában a forgalom sebességéből és intenzitásából számítják ki. A sűrűség azonban kísérleti úton mérhető légi fényképezés, tornyok vagy magas épületek segítségével. Használjon további, a forgalomsűrűséget jellemző paramétereket.

A térköz vagy röviden az lp, m intervallum két egymást követő autó első lökhárítói közötti távolság.

Átlagos térbeli intervallum lpav - az lp intervallumok átlagos értéke a helyszínen. Az lp.av intervallumot méterben mérik járművenként.

Az l p.av, m térbeli intervallum könnyen kiszámítható az áramlás c, av / km sűrűségének ismeretében:

1.5.4 A transport stream paraméterei közötti kapcsolat

A sebesség, az intenzitás és az áramlási sűrűség közötti kapcsolatot a forgalom alapegyenletének nevezzük:

V? S

A fő egyenlet három független változót kapcsol össze, amelyek a forgalom áramlási paramétereinek átlagértékei. Valós útviszonyok között azonban a változók összefüggenek. A forgalom sebességének növekedésével a forgalom intenzitása először növekszik, eléri a maximumot, majd csökken (1.13. ábra). A csökkenés oka az autók közötti lp intervallumok növekedése és a forgalom sűrűségének csökkenése. Nagy sebességgel az autók gyorsan áthaladnak a szakaszokon, de egymástól távol helyezkednek el. A forgalomirányítás célja a maximális áramlási sebesség elérése, nem a sebesség.

1.13. ábra A TP intenzitása, sebessége és sűrűsége közötti összefüggés: a) a TP intenzitása sebességtől való függése; b) a TP sűrűség függése a sebességtől

1.6 A közlekedési modellezés módszerei és modelljei

A közlekedési hálózatok elemzésére használt matematikai modellek osztályozhatók a modellek funkcionális szerepe, vagyis az alapján, hogy milyen feladatokban használják őket. Hagyományosan a modellek között 3 osztályt lehet megkülönböztetni:

Prediktív modellek

Szimulációs modellek

Optimalizációs modellek

A prediktív modellek akkor használatosak, ha ismertek az úthálózat geometriája és jellemzői, valamint az áramlásképző objektumok elhelyezkedése a városban, és meg kell határozni, hogy ebben a hálózatban milyen forgalom lesz. Részletesen az UTS terhelés előrejelzése tartalmazza az átlagos forgalmi mutatók számítását, mint például a kerületek közötti mozgások volumene, áramlási intenzitás, utasforgalom megoszlása ​​stb. Az ilyen modellek segítségével előre jelezhető a közlekedési hálózat változásainak következményei.

A prediktív modellekkel ellentétben a szimulációnak az a feladata, hogy szimulálja a mozgás minden részletét, beleértve a folyamat időbeli alakulását is.

Ez a különbség nagyon egyszerűen megfogalmazható, ha a prediktív modellezés választ ad arra a kérdésre, hogy „mennyit és hova” fognak mozogni a járművek a hálózatban, a szimulációs modellek pedig arra a kérdésre adnak választ, hogy a mozgás hogyan zajlik majd részletesen, ha a „mennyit és hol” ismert. Így a közlekedési modellezés e két iránya kiegészíti egymást. A fentiekből következik, hogy a szimulációs modellek osztálya céljait és feladatait tekintve a forgalomdinamikai modellként ismert modellek széles skálájához köthető.

A dinamikus modellekre jellemző a mozgás leírásának részletezése, gyakorlati alkalmazási területe a forgalomszervezés javítása, a jelzőlámpa fázisok optimalizálása stb.

Az előrejelzési áramlások és a szimulációs modellek fő célként a forgalmi áramlások viselkedésének valóshoz közeli reprodukálását tűzték ki. Számos modell létezik a közlekedési hálózatok működésének optimalizálására is. Ebben a modellosztályban az utasforgalmi útvonalak optimalizálása, a közlekedési hálózat optimális konfigurációjának kialakítása stb.

1.6.1 Dinamikus forgalmi modellek

A forgalmi áramlások dinamikus modelljei feltételesen 3 osztályba oszthatók:

Makroszkópos (hidrodinamikus modellek)

Kinetikus (gázdinamikus modellek)

Mikroszkópos modellek

A makroszkópikus modellek olyan modellek, amelyek az autók mozgását átlagolják (sűrűség, átlagsebesség és mások). Az ilyen modellekben a forgalom hasonló a folyadék mozgásához, ezért az ilyen modelleket hidrodinamikusnak nevezik.

A mikroszkopikus modellek azok, amelyek kifejezetten szimulálják az egyes járművek mozgását.

Köztes helyet foglal el a kinetikus megközelítés, amelyben a forgalom áramlását az autók fázistérbeli eloszlásának sűrűségeként írják le. A mikromodellek osztályában különleges helyet foglalnak el a cellás automata típusú modellek, mivel ezekben a modellekben az autók mozgásának nagyon leegyszerűsített leírását alkalmazzák, amely időben és térben diszkrét. , ezeknek a modelleknek a számítási hatékonysága magas.

1.6.2 Makroszkópos modellek

A modellek közül az első hidrodinamikai analógián alapul.

Ennek a modellnek a fő egyenlete a folytonossági egyenlet, amely kifejezi az "autók számának fennmaradásának törvényét" az úton:

Forma-1

Hol van a sűrűség, V (x, t) az autók átlagsebessége az út egy pontjában x koordinátájú t időpontban.

Feltételezzük, hogy az átlagsebesség a sűrűség determinisztikus (csökkenő) függvénye:

Az (1)-et beillesztve a következő egyenletet kapjuk:

Forma 2

Ez az egyenlet nemlineáris kinematikus hullámok terjedését írja le átviteli sebességgel

A valóságban az autók sűrűsége általában nem változik az ugrások során, hanem a koordináták és az idő folyamatos függvénye. Az ugrások kiküszöbölésére a (2) egyenlethez egy másodrendű tagot adtunk, amely a sűrűség diffúziót írja le, ami a hullámprofil simításához vezet:

Forma 3

Ennek a modellnek a használata azonban nem adekvát a valóságnak az útegyenetlenségek (ki- és lehajtók, szűkületek) közelében, valamint az úgynevezett "stop-and-go" mozgás körülményei között kialakuló nem egyensúlyi helyzetek leírásánál.

A nem egyensúlyi helyzetek leírására a (3) determinisztikus összefüggés helyett differenciálegyenlet alkalmazását javasoltam az átlagsebesség dinamikájának modellezésére.

Payne modelljének hátránya, hogy a sűrűség minden értékénél ellenáll a kis zavaroknak.

Ekkor a sebességegyenlet ilyen változással a következő alakot ölti:

A folytonossági zavarok elkerülése érdekében a jobb oldalt diffúziós taggal egészítik ki, amely a viszkozitás analógja a hidrodinamikai egyenletekben

Az álló homogén oldat instabilitása a kritikus értéket meghaladó sűrűségértékeknél lehetővé teszi a fantomelakadások - stop-and-go módok fellépésének hatékony szimulálását egy homogén áramlásban, amely kis zavarokból ered.

A fentebb leírt makroszkopikus modellek főként a klasszikus hidrodinamika egyenleteivel való analógiák alapján kerültek megfogalmazásra. Arra is van mód, hogy az autók kölcsönhatási folyamatának mikroszintű leírásából a kinetikai egyenlet segítségével makroszkopikus modelleket származtassunk.

1.6.3 Kinetikus modellek

A sűrűség és átlagos áramlási sebesség alapján megfogalmazott hidrodinamikai modellekkel ellentétben a kinetikai modellek a fázisáramlási sűrűség dinamikájának leírásán alapulnak. A fázissűrűség időbeli alakulásának ismeretében kiszámítható az áramlás makroszkopikus jellemzői - sűrűség, átlagsebesség, sebességváltozás és egyéb jellemzők, amelyeket a fázissűrűség momentumai határoznak meg különböző nagyságrendű sebességekben.

Jelöljük a fázissűrűséget f (x, v, t) alakban. A szokásos (hidrodinamikai) sűrűség (x, t), a V átlagsebesség (x, t) és az I (x, t) sebességek változása a fázissűrűség nyomatékaihoz kapcsolódik a következő összefüggésekkel:

1) A fázissűrűség időbeli változását leíró differenciálegyenletet kinetikai egyenletnek nevezzük. Első alkalommal Prigogine és szerzőtársai 1961-ben fogalmazták meg a forgalom kinetikai egyenletét a következő formában:

Forma 4

Ez az egyenlet a kontinuitás egyenlete, kifejezi az autók megmaradási törvényét, de most fázistérben.

Prigogine szerint két autó kölcsönhatása az úton olyan eseményként értendő, amelyben egy gyorsabb autó utoléri az előtte haladó lassabb autót. A következő egyszerűsítő feltételezéseket vezetjük be:

· Az előzés lehetősége bizonyos p valószínűséggel megtalálható, az előzés hatására az előzési autó sebessége nem változik;

· Az elöl haladó jármű sebessége semmilyen esetben sem változik interakció eredményeként;

· A kölcsönhatás egy ponton történik (az autók mérete és a köztük lévő távolság elhanyagolható);

· A sebesség változása az interakció eredményeként azonnal megtörténik;

· Csak a páros interakciókat veszik figyelembe, három vagy több autó egyidejű interakcióját kizárjuk.

1.7 Problémafelvetés

A jelenlegi kutatás során a torlódások statikus adatait használjuk fel, alapinformációként a Yandex.Traffic szolgáltatást használva. A kapott információkat elemezve arra a következtetésre jutunk, hogy Moszkva város UDS-e nem képes megbirkózni a közlekedési forgalommal. A kapott adatok elemzésének szakaszában feltárt nehézségek arra engednek következtetni, hogy a legtöbb nehézség a közúti közlekedési rendszerben kizárólag hétköznapokon jelentkezik, és közvetlenül az "MTM" jelenségéhez kapcsolódnak (ingázás és szabadság nem azonosított. A hétköznapi nehézségek olyanok, mint egy lavina, amely a város széléről terjed a központba, és az ellenkező hatás jelenléte délután, amikor a "lavina" a központból a régióba vonul. A reggeli órákban Moszkva külvárosában nehézségek figyelhetők meg, amelyek fokozatosan átterjednek a városra. Azt is érdemes megjegyezni, hogy a sugárirányú autópályák „csomópontja” nem hozza meg a kívánt hatást, hiszen az elemzésből kiderül, hogy a város „bejárata” bizonyos időintervallumban visszafogja a torlódásokat, ami miatt a a város központi része egy ideig optimális üzemmódban utazik. ... Ezután ugyanazon nehézségek fennállása esetén torlódások alakulnak ki az "MKAD-TTK" zónában, miközben a bejáratoknál tovább nő a torlódás. Ez a tendencia az egész délelőtti órákban érvényesül. Ugyanakkor az ellenkező mozgásirány teljesen szabad. Ebből következik, hogy a jelzőlámpás gazdaság vezérlőrendszerének és a mozgásiránynak dinamikusnak kell lennie, paramétereit az út aktuális helyzetéhez igazítva.

Felmerül a kérdés a közúti erőforrás racionális felhasználása és az ilyen lehetőségek megvalósítása (jelzőlámpás fázisváltás, sávváltás stb.).

Ugyanakkor nem lehet erre korlátozni magunkat, hiszen ennek a "globális torlódásnak" nincs végpontja. Ezeket az intézkedéseket csak a Moszkvába és a központba való beutazás korlátozásával együtt kell végrehajtani, különösen a moszkvai régió lakosai számára. Mivel az elemzés alapján valójában minden probléma az MTM-áramlásokra redukálódik, ezeket helyesen újra kell osztani a személyes közlekedésről a közösségi közlekedésre, vonzóbbá téve azt. Ilyen intézkedéseket már bevezetnek Moszkva központjában (fizetős parkolás stb.). Ezzel tehermentesíti a város forgalmát csúcsforgalomban. Így minden elméleti feltevésem "tartalékkal a jövőre" épül, és azzal a feltétellel, hogy a torlódás véglegessé válik (csökken a központba irányuló utasforgalom), mobilabbá válik az utasforgalom (egy busz 110 utas 10-14 méter útalapot foglal el, szemben a 80-90 személyszállítási egységekkel, és ugyanennyi utas 400-450 métert foglal el). Abban a helyzetben, amikor a belépők számát optimalizálják (vagy legalábbis a lehető legnagyobb mértékben csökkentik a gazdasági és társadalmi lehetőségek alapján), két feltételezést alkalmazhatunk a moszkvai közúti közlekedési hálózat kezelésének javítására vonatkozóan. nagy alapok és számítási teljesítmény befektetése nélkül, nevezetesen:

Használjon elemző és modelladatokat a problémás területek azonosításához

A közúti közlekedési rendszer javításának és kezelésének módjainak kidolgozása a problémás területeken

Matematikai modellek létrehozása a javasolt változtatásokkal és azok további elemzése a hatékonyság és a gazdasági megvalósíthatóság érdekében, további bevezetéssel a gyakorlati felhasználásba

A fentiek alapján a matematikai modellek segítségével gyorsan reagálhatunk az UDS változásaira, előre jelezhetjük viselkedését, és ezekhez igazíthatjuk a szerkezetét.

Így egy sugárirányú autópályán meg fogjuk érteni, hogy miért működik rendellenes üzemmódban, és miért van torlódás és torlódás a hosszában.

Így a probléma alapján a probléma megfogalmazása a következőkből áll:

1. Elemezze az egyik sugárirányú vonalat a nehézségek szempontjából, beleértve a csúcsidőt is.

2. Modell készítése az adott sugárirányú autópálya egy részének a legnagyobb nehézségek helyén.

3. Valódi adatok és modellezési adatok felhasználásával valós adatok és modellezési adatok felhasználásával vezesse be a MAC-analitikán alapuló modell fejlesztéseit, és a változásokkal építse fel a modellt.

2 Az UDS továbbfejlesztett változatának elkészítése

A probléma megfogalmazása és a moszkvai közlekedési nehézségek elemzése alapján egy gyakorlati modell megalkotásához az egyik sugárirányú autópálya (Kashirsky Highway) leágazását választottam, az Andropov Prospect és Kolomensky Proezd kereszteződésétől induló szakaszon. a Torgovy Tsentr megállóig. A választás oka számos tényező, különösen:

Az a tendencia, hogy ugyanazokon a helyeken torlódás alakuljon ki, ugyanazzal a tendenciával

· Élénk kép az "MTM" problémákról

· A feloldható pontok megléte és a jelzőlámpás szabályozás modellezésének lehetősége ezen a területen.

1.14. ábra Kiválasztott terület

A kiválasztott webhely modellezhető problémákkal rendelkezik, nevezetesen:

Két problémapont jelenléte és áthidaló hatása

· Problémapontok jelenléte, amelyek megváltoztatásával a helyzet nem javul (szinkronizálás alkalmazásának lehetősége).

· Tiszta kép az MTM-probléma hatásáról.

1.15. ábra 11-00 problémák a központba

1.16. ábra Problémák középről. 18-00

Így ezen a területen a következő problémapontok vannak:

Két közlekedési lámpával felszerelt gyalogátkelőhely a Nagatinskaya ártéren

Közlekedési lámpa az Andropov sugárút és a Nagatinskaya utca kereszteződésében

Nagatinsky metróhíd

2. Az UDS továbbfejlesztett változatának elkészítése

2.1 A webhely elemzése

Az Andropov sugárúton a torlódások hossza 4-4,5 km mindkét irányban (reggel a központ felé - a Kashirskoye autópályától a második gyalogátkelőhelyig a Nagatinskaya ártéren, este a régióig - a Novoostapovskaya utcától a Nagatinskaya utcáig ). A második mutató, a csúcsidőben mért sebesség itt nem haladja meg a 7-10 km/h-t: a 4,5 km-es szakasz megtétele csúcsidőben körülbelül 30 percet vesz igénybe. Ami az időtartamot illeti, az Andropov sugárúti központba tartó torlódások reggel 7 órakor kezdődnek és 13-14 óráig tartanak, a régióba vezető dugók pedig általában 15-kor kezdődnek és 21-22 óráig tartanak. Vagyis az Andropov-i "csúcsidő" időtartama mindkét irányban 6-7 óra - ez még a forgalmi dugókhoz szokott Moszkva számára is megfizethetetlen.

2.2 Az Andropov sugárúti forgalmi dugók kialakulásának két fő oka

Az első ok: a sugárút túlterhelt a szükségtelen "újrafuttatás" forgalommal. A "Nakhimovsky Prospect" metróállomástól Pechatniki lakónegyedének központjába egy egyenes vonal mentén 7,5 kilométer. Az utakon pedig 3 útvonal van 16 és 18 kilométer között. Sőt, a három útvonal közül kettő az Andropov sugárúton halad át.

2.1. ábra

Mindezeket a problémákat az okozza, hogy a Nagatinsky és Brateyevsky híd között egyenes vonalban 7 km, a Moszkva folyó mentén pedig 14 km. Ebben a résben egyszerűen nincs más híd és alagutak.

A második ok: magának a sugárútnak az alacsony áteresztőképessége. Először is a mozgást lassítja a több éve kialakított dedikált sáv, amely után irányonként már csak 2 sáv marad a mozgásra. 3 közlekedési lámpa (közlekedés a Nagatinskaya utca előtt és két gyalogos a Nagatinskaya ártéren) nagyon elősegíti a torlódást.

2.3 Stratégiai döntések az Andropov sugárúton

A túllépések problémájának megoldásához 2-3 új összeköttetést kell építeni a Nagatinsky és Brateevsky híd között. Ezek a közlekedési kapcsolatok kiküszöbölik a túllépéseket, és lehetővé teszik a forgalomirányítást azáltal, hogy nem a centrum-periféria áramlást, hanem a periféria-periféria áramlást stimulálják.

A probléma az, hogy nagyon időigényes és költséges az ilyen létesítmények építése. És mindegyik több milliárd rubelbe kerül. Így ha nem 5 év, hanem egy-két év alatt akarunk itt valamit javítani, akkor az egyetlen út az Andropov sugárút kapacitásával való munka. Az új hidak és alagutak építésével ellentétben ez többszörösen gyorsabb (0,5-2 év) és 2 nagyságrenddel olcsóbb (50-100 millió rubel). Mert a legproblémásabb területeken olcsó helyi "taktikai" intézkedésekkel lehet növelni a sugárút áteresztőképességét. Ez biztosítja a meglévő keresletet, javítja az összes forgalmi mutatót: csökken a forgalmi dugók hossza, csökken a csúcsforgalom időtartama, és nő a sebesség.

2.4 Taktikai intézkedések az Andropov sugárúton: 4 csoport

2.4.1 1. szakasz. Közlekedési lámpák szabályozása

3 közlekedési lámpa van a problémás területen: két gyalogos a Nagatinskaya ártéren és egy közlekedési lámpa az Andropov kereszteződésnél a szt. Új elemek és Nagatinskaya.

Nagatinskaya Poima két gyalogos közlekedési lámpája már maximálisan "kibővített" üzemmódban működik (150 másodperc a közlekedésnél, 25 gyalogos). A ciklus további meghosszabbítása valószínűleg nem lesz hatékony a közlekedésben, de megnöveli a gyalogosok amúgy is jelentős várakozási idejét. A jelzőlámpás szabályozással csak annyit lehet és kell tenni, hogy mindkét gyalogos közlekedési lámpát szinkronizáljuk, így a jármű kevesebb időt tölt a gyorsítással és a fékezéssel. Ennek a délelőtti csúcsforgalom idején kismértékű hatása lesz a központ felé. A gyalogos jelzőlámpák a hátralévő időben mindkét irányban, este pedig a térség irányába nem nagyon befolyásolják a forgalmat. De egy közlekedési lámpával az Andropov és a st. Új elemek és Nagatinskaya a helyzet sokkal érdekesebb. Az esti csúcsidőben egyértelműen a terület felé tartja az áramlást. Továbbá a közlekedés az alternatív utcák tömegén halad (Nagatinskaya rakpart, Novinka utca, Nagatinskaya utca, Kolomenszkoje proezd, Kashirskoye autópálya és Proletarsky sugárút).

Tekintsük a jelenlegi közlekedési lámpa módot, és gondoljuk át, mit lehet tenni.

2.2 ábra Közlekedési lámpák fázisai

2.3 ábra A közlekedési lámpa működésének aktuális időmódja

Először is, a ciklus a főutcával való kereszteződéshez már nagyon rövid - mindössze 110-120 másodperc. A legtöbb autópályán a ciklusidő csúcsidőben 140-180 másodperc, a Leninsky-n pedig 200 másodperc feletti.

Másodszor, a közlekedési lámpa működési módja nagyon elenyésző mértékben változik a napszaktól függően. Mindeközben az esti áramlás alapvetően eltér a reggelitől: a régióból az Andropov mentén előremenő áramlás sokkal kisebb, a központból pedig a bal oldali áramlás sokkal nagyobb (az emberek hazatérnek a Nagatinsky holtágba).

Harmadszor, valamiért lecsökkentették a nap folyamán az előremeneti fázis idejét. Mi értelme van ennek, ha a Novinka és Nagatinskaya menti előremenő áramlás csúcsforgalomban sem tapasztal komoly problémákat, és még inkább nappal?

A megoldás önmagát javasolja: egyenlőségjelet kell tenni a nappali és a reggeli rezsim között, az esti rendszerben pedig enyhén "nyújtani" a 3. fázist (Andropov mindkét irányban), és erősen megnyújtani a "legyező" 4. fázist (Andropov középről egyenesen, jobb és bal). Ezzel gyakorlatilag mind Andropov közvetlen lépése, mind a „zseb” felszabadul a fordulásra várók számára.

2.4 ábra Javasolt közlekedési lámpás időalapú mód

Ami a reggeli csúcsidőt illeti, ma már értelmetlen Andropovot délelőtt ennél a kereszteződésnél középre "feszíteni". A patak nem használja ki a „zöld szakasz” teljes hosszát, mivel a hídon 4 sávról 2-re szűkülés előtt a forgalmi dugó miatt nem tud gyorsan áthaladni a kereszteződésen.

2.4.2 Újratervezés

Két probléma van az Andropov jelölésével:

- kijelölt sáv az Andropov sugárút 3 sávos szakaszain

- helytelen jelölések a Nagatinskaya utca és a Novinki utca kereszteződésénél

Nem titok, hogy a kijelölt sáv drámaian csökkentette az Andropov sugárút befogadóképességét. Ez vonatkozik mind a központ, mind a régió mozgására. Ráadásul a kijelölt sáv utasforgalma minimális, és csúcsforgalomban sem haladja meg a több száz főt. Ez nem meglepő: a kijelölt sáv a metró "zöld" vonala mentén halad, és magán a sugárúton szinte nincs látnivaló a metrótól távol. A közforgalmú sávok teherbírása óránként körülbelül 1200 fő. Ez azt jelenti, hogy a kijelölt sáv a feladatával ellentétben nem növelte, hanem csökkentette az Andropov sugárút teherbírását.

Hozzáteszem: az Andropov sugárúti földi közlekedés utasforgalmának van esélye tovább csökkenni. Valójában már 2014-ben a Nagatinskaya Poimában tervezik megnyitni a Technopark metróállomást. Ezzel a Megapolis bevásárlóközpont látogatói és a Technoparkban dolgozók nagy része földi közlekedésre átszállás nélkül használhatja a metrót.

Úgy tűnik, hogy megszünteti az Andropovnak szánt teljes vonalat, és ez a vége. De az elemzések és a hosszú távú megfigyelések azt mutatták, hogy az Andropov sugárúton kijelölt sáv nem mindenhol zavar, hanem csak azokon a területeken, ahol egy irányban 3 sáv van (2 + A), és ahol ez szűk keresztmetszetet okoz. Ugyanitt, ahol egy irányban 4 sáv van (3 + A), a dedikált sáv nem zavarja, sőt lehetővé teszi a forgalom egyenletességének növelését, és sávként szolgál a jobbra kanyarodáshoz, gyorsításhoz és lassuláshoz.

Ezért kiemelten javaslom a kijelölt sáv megszüntetését azokon a szűk területeken, ahol ez a legtöbb problémát okozza:

A régió felé a Saykinsky felüljárón és a Nagatinsky hídon, a Saykin utcában

· A központ felé a teljes szakaszon a Nagatinsky híd bejáratától a Saikinsky felüljáróig, beleértve.

2.5 ábra Helyek, ahol a kijelölt sáv törlésére van szükség

2.6. ábra Az Andropov sugárút átrendezése

Szintén meg kell szüntetni a régió irányába kiosztott sávot a Nagatinskaya utcától a Kolomenszkij átjáróig terjedő szakaszon: a régió felé megnövekedett áramlás nem fog beleférni a meglévő 2 sávba. Ezen a helyen egyébként a kijelölt sávba most már szabad behajtani, de csak parkolásra.

A kijelölt sávon kívül problémákat okoz az Andropov sugárút közepes jelölése a Nagatinskaya utca és a Novinki utca kereszteződésének területén.

Először is, a csíkok szélessége nagy, és számuk nem elegendő. Az úttest ilyen szélességével könnyen beépíthető egy-egy sáv mindkét oldalon.

Másodszor, a jelzések a keresztútvonal kiszélesítése ellenére valamiért a teljes forgalmat a balra kanyarodó sávokba terelik, ahonnan a közvetlenül közlekedőknek jobbra kell "gázolniuk".

A tervezők alkalmatlansága azonban megbocsátható: a csomópont összetett, az úttest szélessége „járható”. Ez a megoldás erre a kereszteződésre sem jelent meg azonnal. Lehetővé teszi a sávok számának növelését a kereszteződések területén, és az egyenesen haladók sávjában hagyását, az egyenes irányt kissé jobbra "vezetve". Ennek következtében csökken a sávváltások száma, mindkét irányban nő a keresztezési sebesség.

2.7 ábra Javasolt forgalomirányítási séma az Andropov - Nagatinskaya - Novinki kereszteződésnél

2.8. ábra Javasolt forgalmi minta egy kereszteződésben

Helyi szélesítés

Következő lépésként a Nagatyinszkij metróhídtól a Trofimova utcai lehajtóig terjedő szakaszon a központ felé kell elvégezni a most leginkább szükséges szélesítést. Ez lehetővé tenné, hogy 3 sáv visszakerüljön a személyi közlekedésre, a 4. pedig a tömegközlekedésé - ugyanúgy, ahogy ezen az oldalon a régió irányába történt.

2.9. ábra Helyi kiszélesedés

2.4.3 2 nem utcai kereszteződés építése a Nagatinskaya ártéren

A közelmúltban megkezdődött egy felső átjáró építése az OT "South River Station" megállójában, a Nagatinsky metróhíd közelében. Megépítése után a gyalogos jelzőlámpát elbontják.

2.10 ábra A felső kereszteződés kiviteli terve

Ez remek hír lehet, de nincs minek örülni: 450 méterrel északra van egy másik átjáró a Megapolis bevásárlóközponttal szemben. A két gyalogos jelzőlámpa eltávolításával egyidejűleg 2 kereszteződés kiépítése kiváló hatást adna a központba irányításra: a forgalom előtti gyorsítások és lassítások törlése miatt az azonos szélességű áteresztőképesség 30-35%-kal nőne. Lámpák. Ám a Megapolis bevásárlóközponttal szemben nem építenek utcai átjárót, ami azt jelenti, hogy a második jelzőlámpát nem lehet eltávolítani. És egy fej feletti kereszteződés hatása jelentéktelen lesz - legfeljebb két közlekedési lámpa egyszerű szinkronizálásából. Mert mindkét esetben megmarad a gyorsulás-lassulás.

3 A javasolt megoldások indoklása

Az elemzések alapján kiszámítjuk a problémapontokat a közúti közlekedési rendszer egy adott területén, és a tényleges lehetséges megoldások, alkalmazza őket. Mivel a program lehetővé teszi, hogy ne végezzünk nehézkes számításokat manuálisan, így segítségével meghatározhatjuk az UDS egyes problémás területeinek optimális paramétereit, majd ezek optimalizálása után megkapjuk a számítógépes szimuláció eredményét, amely választ ad arra a kérdésre, hogy a javasolt a változtatások javítják az áteresztőképességet. Így számítógépes modellezéssel ellenőrizhetjük, hogy a javasolt változtatások a valós helyzet elemzése alapján meghozzák-e a várt hatást.

3.1 Számítógépes szimuláció használata

Számítógépes szimuláció segítségével nagy valószínűséggel megjósolhatjuk a közúti közlekedési rendszerben lezajló folyamatokat. Így a modellek összehasonlító elemzését végezhetjük el. Szimulálja az RTS jelenlegi szerkezetét annak jellemzőivel, korszerűsítse és javítsa, és hozzon létre egy új modellt, amely az RTS-re épül majd a rajta elvégzett javításokkal. A kapott adatok felhasználásával a számítógépes modellezés szakaszában választ kaphatunk arra, hogy van-e értelme bizonyos változtatásokat végrehajtani az UDS-en, illetve a modellezés segítségével azonosítani a problémás területeket.

Hasonló dokumentumok

Az autópályák főbb kategóriáinak jellemzői. Útkapacitás és forgalmi terhelési tényező meghatározása. A forgalom átlagos sebességének kiszámítása. Az út veszélyes helyeinek azonosítása baleseti arányok módszerével.

szakdolgozat, hozzáadva 2012.01.15


A meglévő irányítási modell kiigazításának szükségességének meghatározása és új irányítási intézkedések bevezetése és további forgalomirányítási technikai eszközök telepítése. Optimális forgalomirányítási modell kialakítása.

szakdolgozat, hozzáadva: 2013.05.16


Közlekedési rendszerek elemzése matematikai modellezéssel. A közúti forgalom helyi jellemzői. Forgalom szimulációja az úthálózat szűkülésének környezetében. Sztochasztikus keveredés szűk keresztmetszethez közeledve.

gyakorlati munka, hozzáadva 2012.12.08


A forgalomirányítási módszerek osztályozása. Automatizált forgalomirányító rendszer "Green Wave" Barnaulban. Felépítésének elvei, felépítése, összehasonlító jellemzői. Szentpétervári körgyűrű.

teszt, hozzáadva: 2015.02.06


A tervezési sebesség, a közlekedésbiztonság, az út forgalmi terhelési szintjének, az útfelület egyenletességének biztosításának értékelése. Nem merev burkolat tényleges rugalmassági modulusának meghatározása. Az utak, útműtárgyak karbantartásának lényege.

szakdolgozat, hozzáadva 2008.12.08


Áttérés a közlekedési infrastruktúra fejlesztésének innovatív modelljére. A Kormány 2030-ig szóló közlekedési stratégiájának főbb pontjai. A közlekedési probléma legoptimálisabb megoldásának elemzése és keresése. A közlekedési szektor növekedése az orosz gazdaságban.

cikk hozzáadva: 2017.08.18


Sajátosságok közlekedési ágazat... A szállítási logisztika lényege és céljai. Szállítási létesítmények szervezése a JSC "NefAZ"-nál. A vállalkozás közlekedési létesítményei tevékenységének tervezése. A szervezet eredményességének elemzése, értékelése.

szakdolgozat, hozzáadva 2011.01.14


A forgalom intenzitásának meghatározása - azoknak a járműveknek a száma, amelyek időegység alatt (óra, nap) minden irányban áthaladtak az úttárgy ellenőrzési szakaszán. A forgalom sűrűségének, eloszlásának és terhelési tényezőjének elemzése.

laboratóriumi munka, hozzáadva 2010.02.18


A városi személyszállítási forgalom szervezése az adaptív forgalomirányító rendszer működése során. Időfüggő és közlekedésfüggő stratégiák összehasonlítása. Fuzzy szabályok alapjának kidolgozása. A tagsági funkció felépítése.

szakdolgozat, hozzáadva 2014.09.19


A szállítási piac szervezését célzó tevékenységek elemzése. A szállítási tevékenységek állami szabályozása, mint olyan komplex intézkedéscsomag, amelynek célja a szállítási szolgáltatások szükséges színvonalának biztosítása minden régióban.

VAL VELpival velrendbenval velONak nekRaSCHenésthésObOsnahenésth, vval velTRechaNSSCHésNSval velÉn vagyokvTeNak nekval velTe

ARM- automatizált munkaállomás;

MINTVAL VELVanD- a forgalomirányítás összesített rendszere;

MINTVanD- automatizált forgalomirányító rendszer;

MINTVanD- VAL VEL- PC-alapú ASUD;

VNSVan- távirányító panel;

GOROD,GOROD- M, GOROD- M1 - a számítógéppel támogatott forgalomirányító rendszerek nevei;

DC- útirányító;

DTOVÁBBVan- kijelző panel a működési vezérléshez;

DP- irányítóterem;

DTNS- közúti közlekedési baleset;

DTVAL VEL- közúti közlekedési hálózat;

DT- járműérzékelő;

DU- kiszállítás ellenőrzése;

ÉSNS- mérnöki panel; ÉSR- induktív keret; ÉSC- központi szimulátor;

KDA- ellenőrző és diagnosztikai berendezések;

NAK NEKRC- a járásközpont irányítója; NAK NEKTVAL VEL- technikai eszközök készlete; NS- összehangolt irányítás; MnVAL VELNS- mnemonikus diagram;

NSNAK NEK- koordinációs program;

NSNS- vezérlőpanel és vezérlés;

PEVM- személyi elektronikus számítógép;

RVan- manuális irányítás;

VAL VELMNSNS- speciális telepítési és karbantartási osztály;

VAL VELO- közlekedési lámpás objektum;

TévéNS- gyalogos hívótábla;

TE- szállítóegység (autó);

TÉS- telemetria;

TKP- tábla kollektív használatra;

TNS- forgalom;

TVAL VEL- távjelzés;

TSNS- telemechanikus koordinált vezérlőrendszer;

TVan- távvezérlés;

VanVNAK NEK- vezérlő számítógép komplexum;

VanDS- utca- és úthálózat;

UZH- ellenőrzött útjelző tábla;

VanNEMTNS- eszköz a szállítási adatfolyamokra vonatkozó információk tárolására;

VanNS- ellenőrzési pont;

VanVAL VELNAK NEK- az ajánlott mozgási sebesség jelzője;

CVanNS- központi vezérlőközpont.

1. A forgalomirányítás alapjai

1.1. A szállítási adatfolyam vezérlőobjektumként

Az ASUD vezérlésének tárgya egy forgalmi áramlás, amelyet olyan jellemzők írnak le, amelyek a mozgás folyamatát jellemzik: intenzitás, sebesség, az áramlás összetétele, az áramlás intervallumai és néhány egyéb mutató.

A transport stream jól definiált tulajdonságokkal rendelkezik, amelyeket figyelembe kell venni, amikor a rendszerben vezérlőt választunk. Ezért megvizsgáljuk a forgalom néhány legfontosabb jellemzőjét.

1 . 1 . 1. VAL VELvÓutcava TraNSmiveltnOGO továbbTONak neka

Először is, a városi járművek mozgásának helyszíni felmérései azt mutatják, hogy a forgalom jellemzői a nap folyamán jelentős változásokon mennek keresztül, ami a személygépkocsik közlekedési hálózatba való beáramlásának egyenetlenségéből adódik. Ez a vezérlőobjektum viselkedésének dinamikus természete.

Másodszor, ugyanazon áramlási paraméterek napi rendszeres, meghatározott időközönkénti mérése mutatja a jármű mozgási folyamatának statisztikai jellegét. Az ellenőrző objektum valószínűségi viselkedése abból adódik, hogy a forgalom egyéni résztvevőiből alakul ki, akik különböző típusú járműveket használnak, és eltérő utazási céllal (időben és térben) rendelkeznek.

Harmadszor, ezek a statisztikai mozgásminták stabilak a járművek mozgásában tapasztalható determinisztikus tendenciák miatt. Valójában az utazások túlnyomó többsége időszakos és gyakran történik

menetrend szerinti útvonalakon (üzleti utak, tömegközlekedés üzemeltetése, árufuvarozás) bonyolítják le. Az áramlás kollektív viselkedése, amely a különböző célú és eltérő pszichofiziológiai jellemzőkkel rendelkező résztvevők interakciójának eredménye, engedelmeskedik a nagy számok törvényének, és stabillá teszi a járművek mozgásának valószínűségi jellemzőit. A közlekedési hálózatban a káosz hiánya teszi lehetővé az ASUD működését, ami viszont hozzájárul a forgalmi folyamatok még nagyobb stabilizálásához.

Negyedszer, a forgalmi áramlások legfontosabb tulajdonsága, amely nagymértékben meghatározza az irányítási elveket, a tehetetlenségük. A tehetetlenség egy vezérlőobjektum folyamatosan fennálló tulajdonságaként értendő

állapotról állapotra térben és időben. Valójában a szállító egységek mozgásának egy adott pillanatban mért paraméterei nem változhatnak jelentősen rövid idő alatt, mivel minden egységnek véges, meglehetősen határozott sebessége van, és ebben az intervallumban érzékelhető. a közlekedési hálózat egy korlátozott szakasza. Ez a tulajdonság elsősorban abban nyilvánul meg, hogy az áramlások átlagos paraméterei (intenzitás, sebesség, sűrűség, intervallumok) időben és térben folyamatosan változnak. A "patakok" jelenléte a patakokban szintén a patak szerkezetének csekély változékonyságának az eredménye, amikor az áthalad a szomszédos kereszteződéseken, pl. a tehetetlenség következménye az egymást követő járművek közötti intervallumok megváltoztatásában. A vezérlőobjektum tehetetlensége jelzi annak lehetőségét, hogy kis időközönként előre jelezzék a jellemzőiben bekövetkező változásokat.

Ötödször, mindezen tulajdonságok a járművek egymásra épülő mozgásának eredményeként nyilvánulnak meg. Ez az egymásrautaltság főként abban fejeződik ki, hogy az egyes autópályákon és kereszteződésekben a forgalmi viszonyok kismértékű változásai (az útpálya szűkítése, változó időjárási viszonyok, a jelzőlámpás jelzési mód megsértése) nem csak a forgalom jellegének éles változásához vezetnek. ezen a szakaszon, de távoli autópályákon és a város kereszteződéseiben is. A szabályozott közlekedési csomópontok összekapcsolhatósága különösen a hálózattelítettségi módokban jelentkezik, amikor egy külön kereszteződésben keletkezett forgalmi torlódás a hálózat jelentős részén terjed. A hálózati kapcsolat bonyolult, néha kiszámíthatatlan. Minél erősebb a kapcsolódási tulajdonság, annál nagyobb hálózatszakaszokat kell figyelembe venni a vezérlési probléma megoldásánál, és annál nehezebb ez a feladat, hiszen a vezérlőobjektumot nem különálló metszéspontokként kell érteni, hanem az összes összekapcsolt szállítási csomópontot.

Az egymásrautaltság tényezője a járművek vágányokon és a hálózat kereszteződésein való korlátozott mozgásának körülményeiben is megnyilvánul. A gépjárművek biztonságos és gyors mozgásának biztosítása érdekében a forgalomban a járművezetők a valós forgalmi helyzet miatt különféle manőverek végrehajtására kényszerülnek. Ennek eredményeként az egyes járművek mozgási mintái az áramlásban bekövetkező teljes kölcsönhatások következményének tekinthetők. Az így létrejövő kölcsönhatás jellemzői a rendszer azon kezdeti paraméterei, amelyek szerint az adott szabályozás céljának kérdése megoldódik.

mozgalom.

1 . 1 . 2. VAL VELOutcajajsemÉn vagyok TraNSmiveltnOGO továbbTONak neka

Nézzük meg közelebbről a tipikus közlekedési helyzeteket. A kísérleti és elméleti tanulmányok alapot adnak három minőségileg eltérő állapot megkülönböztetésére, amelyeket egyetértünk val velvObOdnNSm, GRnál nélppotem és teJólfdjennNSm .

Alacsony áramlási sebesség mellett, amikor az útkapacitás nem akadályozatlan forgalmat korlátozó tényező, a járművek sebessége megközelíti a szabad mozgás sebességét. A szabad mozgású módban a szállító egységek közötti kölcsönhatás olyan kicsi, hogy elhanyagolható. A szabad forgalom állapotát nemcsak az egyes szállító egységek önálló mozgása jellemzi, hanem az áramlásban lévő egységek közötti időközök is egyidejűleg összeadódnak. Számos kísérleti munka, valamint határtétel

A sorban állás azt mondja, hogy az intervallumok eloszlása ​​a szabad áramlásban közel exponenciális, ezért az áramlás egy adott intervallumban érkező szállítási egységeinek számát időben vagy térben a Poisson-törvény írja le. Az áramlás szabad állapota valós közlekedési hálózatban figyelhető meg a ritka forgalmú vágányokon az ellátási kereszteződésektől 800 m-nél távolabb eső szakaszokon.

Más kép alakul ki, ha a csoportos mozgásmódot vesszük figyelembe. A gépjárművek csoportos forgalma több nagy forgalmi intenzitás mellett alakul ki, amikor az út és a kereszteződés kapacitása már jelentős hatással van a forgalmi viszonyokra. A sebesség fenntartása érdekében a nagy sebességű autók vezetői előzésre, sávváltásra kényszerülnek

és egyéb manőverek. A szabad mozgás módban a patakban történő előzés gyakorlatilag a szállító egységek közötti interakció nélkül történik. A csoportos mozgást az egységek maximális kölcsönhatása mozgás közben, a kényszermanőverek maximális intenzitása jellemzi. Ennek eredményeként a teljes forgalom a lassan mozgó fejes autók sebességével sorokba oszlik. Ezzel párhuzamosan a nagysebességű szállító egységek sebessége csökken. Márpedig a járművek mozgása nem írható le Poisson-törvénnyel, hiszen a sorban álló, egymást követő autók közötti távolságok közel vannak a biztonsági távolságokhoz, pl. ne engedelmeskedjen az exponenciális eloszlásnak. A csoportos áramlás tipikus példája az azt tápláló kereszteződés mögött 20-30 m-re lévő szakaszon megfigyelhető járművek mozgása. Csomagok az áramlásban felmerülő

a közlekedési egységek kereszteződésen való áthaladása után a szakaszon haladva viszonylag lassan "szétszednek", a vizsgált szakaszon az áramlás továbbra is markáns csoportformájú.

A forgalom intenzitásának növekedésével és az út áteresztőképességének elérésekor megnehezülnek a nagy sebességű kis sebességű autók előzési feltételei, a csoportos mozgási módban kialakuló sorok megnyúlnak és gyakorlatilag egyetlen sorba olvadnak össze. Ugyanakkor a patakban lévő járművek sebessége kiegyenlítődik, és megközelíti a leglassabb autók sebességét, a patakban lévő szállító egységek közötti intervallumok a determinisztikusokhoz közelítenek, megegyeznek a biztonságos mozgás távolságaival. Ezt a mozgásmódot kényszerítettnek nevezzük.

A vezérlőobjektum másik jellemzője a fejlődési trend jelenléte benne. Mennyiségi változások az irányítás tárgyában

a motorizáció természetes növekedésével, új szabályozott kereszteződések építésével, különböző szintű csomópontok kiépítésével, a járművek dinamikus tulajdonságainak javításával, a szabályozott terület forgalomszervezésének felülvizsgálatával (kanyarodás bevezetése, megszüntetése) mozgások, egyirányú utcák bevezetése, áthaladás tilalma egyes utcákon teherszállítás céljából, parkolás tilalma és engedélyezése stb.). Ezek a mennyiségi változások általában az áramlások szerkezetének, a hálózat egyes metszéspontjainak kapcsolódási fokának, a szabályozott hálózat méretének megváltozásához vezetnek, ami az irányító testület minőségi újrakonfigurálását teheti szükségessé, és a vezérlő algoritmusok típusának felülvizsgálata egy adott kereszteződéshez. Így a mozgásvezérlő rendszernek szükségszerűen "rugalmasnak" kell lennie a vezérlőobjektumhoz képest.

1 . 1 . 3. Raval velNSedeljennem vRemjenNSNS ésnteRvalov

A legtöbb kutató egy jelentős hosszúságú autópálya-szakasz forgalmi áramlását figyelembe véve az alábbi formák összetett eloszlását használja:

F (d t ) =

A L- b 1 S +

B L- b 2 S

+ C L- b 3 S

ahol a három leírt leírás mindegyikének meghatározott áramlási sebessége van:

ü A L- b 1 S

ü B L- b 2 S

- szabad mozgás;

- része;

ü CL- b 3 S - a TP kapcsolódó része.

Mind a három esély A, V, VAL VEL a forgalom intenzitásának hányadát jelenti a három állapot valamelyikében, tehát azok összegét

Az (1.1) eloszlás meglehetősen jól írja le a TP-t a folyamatos mozgású autópályákon. Figyelembe véve a TP városi leírásának problémáját

jelzőlámpával felszerelt utcákat célszerűbb elemezni

az időintervallumok eloszlása ​​az autócsomagokon belül, ahogy a szabályozott kereszteződés távolodik. Ez a megközelítés szorosan összefügg a csomagok fokozatos felbomlásának kérdésének megoldásával, és ebből következően az összehangolt forgalomirányítás megszervezésének lehetőségével.

Egyes kutatók által végzett kísérletek azt mutatják, hogy a normalizált Erlang-eloszlás alkalmasabb a sorozatokon belüli időintervallumok leírására.

F (d t ) =

l ( K + 1)

k

L l ( K + 1) d t . (1.2)

C ma te m a t és h velük szembeni elvárás:

eltéréssel:

M k

D k =

1 . (1 . 3)

1 . (1 . 4)

l 2 ( K + 1)

Ezt az eloszlást támasztja alá az a tény, hogy adott eltérő K, bármilyen fokú következményt kaphat, ezért tükrözze a csomagon belüli áramlás összekapcsoltságának mértékét. A csomagok szétesésének hatása határozza meg az l-es csomagokon belüli átlagos forgalom intenzitásának függőségét és az eloszlás sorrendjét K a csomag távolságától a kijárati kereszteződésig. Kísérleti vizsgálatok kimutatták, hogy az l és K ahogy a csomag eltávolodik a nyújtástól, jól közelíti az exponenciális függést

- H L

l n (L n ) = l + ( l n ász

L c ) L 1

n . (1.5)

K = [

K c + (K

tovább val vel

- K c

) L - H 2 L n

ahol l az átlagos forgalom intenzitása a teljes patak mentén;

l n a val vel –

a csomagon belüli intenzitás, amikor elhagyja a kereszteződést;

L n - távolság

kötegek a kereszteződésből;

K n a val vel - FORGALMAZÁS MAXIMÁLIS RÉSZE DOC

Erlang és egy pachk, és mi van, ami magasabb; K c

- rendelés

Erlang áramlás szerinti eloszlása ​​az eloszlás vége után és

csomagok összevonása;

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

l n (l n )

és K ;

szögletes zárójelben - a kifejezés teljes része.

Kísérletek azt mutatják, hogy egy csomag esetében, amely éppen elhagyta a kereszteződést, az érték K=9.

Gyakorlati kutatások ASUD használatával a városokban: Harkov, Minszk, Krasznojarszk, Nyizsnyij Novgorod stb.

80-90 év, lehetővé tette a forgalom lefolyásáról reprezentatív statisztikai adatok beszerzését.

A különböző intenzitású intervallumok eloszlásának elemzése, valamint az autók közötti minimális megengedett intervallumok három autócsoport létezését jelzik a forgalomban:

üautók szabadon mozognak, egymást nem befolyásolva 8 másodpercnél hosszabb időközönként;

ü Részben csatlakoztatott autók, amelyek 1,5-es időközönként mozognak -

8,0 s; az intervallumok elosztása olyan, hogy az egyes járművek vezetői képesek legyenek a patakon belül manőverezni;

ü a patak kapcsolódó része; ebben az esetben mindig

csak kis, 1,0-1,3 s nagyságrendű intervallumok figyelhetők meg.

A gyakorlatban a szabadon mozgó járműveket sávonként óránként akár 300 járművel is megfigyelik. A részben lekötött autók sávonként 300-600 autó/óra sebességgel figyelhetők meg. A kapcsolódó forgalom sávonként óránként több mint 600 jármű intenzitása figyelhető meg.