Наши любимые дети

Долгушин Дмитрий Юрьевич.
Многофакторное моделирование автотранспортных потоков на основе клеточных автоматов.

Защита диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук состоится 11 марта 2011 года в Тюменском государственном университете. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Краткое содержание автореферата:

Рассмотрены подходы к проблеме моделирования автотранспортных потоков, ставшей актуальной с середины XX века и нашедшей своё отражение в работах Б. Гриншилдса, М. Лайтхилла и Дж. Уизема. Ис­следования в этом направлении продолжены И. Пригожиным, Р. Германом, Д. Газисом. В настоящее время проблемой активно занимаются К. Даганзо, Б.С. Кернер, М. Шрекенберг, К. Нагель, Д. Хелбинг.

Применение клеточных автоматов в моделировании дорожного движения является молодым и перспективным направлением, характеризуемым высокой вычислительной скоростью и эффективностью. Этот подход может быть классифицирован как имитационный и позволяет представлять динамику системы во времени. Кроме того, разделение машин по типам в этом случае является простой задачей, что отличает его от аналитических моде­лей.

Автомат представлен массивом ячеек длины и ширины (число полос). Длина ячейки характеризует разрешающую способность автомата и принимается равной 5,5 м (значение ширины ячейки не оказывает влияния на обновление автомата и потому опущено). Т. к. время в модели дис­кретно и один шаг обновления соответствует 1 сек, возможно моделирование движения машин со скоростью 20, 40, 60 км/ч и т. д.

Каждая ячейка массива представляет сегмент дорожного полотна и об­ладает эксплуатационным состоянием, которое обозначается с помощью параметра. Его значение варьируется от 0 до 3: 0 — движение невозможно; 1 — площадь повреждений превышает 2,5 м2 на 1000 м2; 2 — площадь повреждений не выше 2,5 м2 на 1000 м2; 3 — выбоины и прочие дефекты на дороге отсутствуют (нормы согласно ГОСТ 50597-93). Каждому значению соответствует рекомендованная скорость движения.

Обновление конфигурации автомата проводится последовательно, в два этапа: сначала определяется необходимость и возможность смены полосы для всех автомобилей. Затем на каждой полосе проводится независимое обновление в соответствии с правилами для однополосной модели, при этом исполь­зуется конфигурация, полученная на первом этапе. Оба набора правил моди­фицированы и дополнены в соответствии с задачей учёта состояния дороги и ограничений скорости.

Передвижение машин по сетке автомата производится по классическим правилам однополосной модели, дополненным возможностью учёта локаль­ных скоростных ограничений и рекомендованных скоростей для участков с заданными индексами состояния дороги. Для более адекватного отражения динамики автотранспортного потока модель включает правила медленного старта и пространственного упреждения.

Нередко на дорогах города встречаются нерегулируемые пересечения с пешеходными переходами. При этом часто такие пересечения имеют место на магистралях с высокой интенсивностью движения, снижая их пропускную способность. Моделирование таких случаев осуществляется с помощью соответствующей модели перехода, работа которого определяется вероятностью появления пешеходов и временем, необходимым для перехода. В случае появления пешехода участок блокируется в течение периода, ими­тируя ожидание водителей перехода дорожки пешеходами.

Читайте также

Последние новости