CC BY
71
«ТРАНСПОРТЫ СИСТЕМИ ТА ТЕХНОЛОГИ ПЕРЕВЕЗЕНЬ»
36ipHUK наукових праць ДНУЗТ iM. акад. В. Лазаряна. Вип. 12. 2016р.
УДК 656.1:51-7
А. О. ЧЕРНЕНКО1*, Н. В. ХАЛ1ПОВА2*, I. Ю. ЛЕСН1КОВА3*
'* Каф. «Транспорта системи та технологи», Ун1верситет митно! справи та фшан^, вул. Вернадського, 2/4, 49044, м. Днiпро, Укра!на, тел. +38 (056) 756-05-57, ел. пошта [email protected], ORCID 0000-0003-2290-0627
2 Каф. «Транспорта системи та технологи», Ушверситет митно! справи та фшан^, вул. Вернадського, 2/4, 49044, м. Днiпро, Укра!на, тел. +38 (056) 756-05-57, ел. пошта [email protected], ORCID 0000-0001-5605-6781
3 Каф. «Транспорта системи та технологи», Утверситет митно! справи та фшан^, вул. Вернадського, 2/4, 49044, м. Дншро, Укра!на, тел. +38 (056) 756-05-57, ел. пошта [email protected], ORCID: 0000-0002-2750-6031
ЩОДО МОДЕЛЮВАННЯ ТРАНСПОРТНИХ ПОТОК1В ДЛЯ АНАЛ1ЗУ ЗАВАНТАЖЕНОСТ1 ДОР1Г В М1СТАХ
Метою дослвдження е розвиток пiдходiв до моделювання транспортних потоков в мiстах Укра!ни, як1 ро-зташованi на основных напрямках МТК з метою аналiзу завантаженостi дорiг. Об'ектом дослiдження висту-пають транспортнi потоки на дорогах транспортно! мереж1; предметом дослвдження - завантажешсть елеме-нтiв транспортно! системи та характеристики транспортного руху. Методами дослщження прийнято моделювання з застосуванням програмного продукту, що реалiзований з використанням системи управлiння «^MS Drupal», заснованiй на мовi програмування PHP, мови програмування javascript, елеменпв HTML, та СSS. Результатом дослвдження е аналiтичний огляд використання штелектуальних систем моделювання транспортних потокiв, аналiз сучасних програмних продуктiв для моделювання транспортних потошв. Здш-снено моделювання транспортних потошв з використанням власно! програми «Free way», яка дозволяе ввдс-лвдковувати завантаженiсть дорiг Укра!ни на основi аналiзу динамiки швидкосп на обраних дiлянках дорiг. За основу програми прийнято програму «Яндекс. Пробки». Базова програма е зручною, але мiтки, як1 можна створити за допомогою ще! програми, не зберiгаються пiсля перезавантаження сторiнки та стають недосту-пними для шших користувачiв. Метою програми «Free way» е можливють створення «легких» мггок з реко-мендацiями, як1 будуть зберiгатися в базi даних i можуть обиратися з випадаючого списку. В статп наведенi данi модельного експерименту з використанням програми «Free way» з метою дослвдження завантаженосп дорiг Укра!ни, що розташованi на основних напрямках м1жнародних транспортних коридорiв: Киева, Днш-ра, Одеси та Львова. Для аналiзу змiни швидкосп руху обирали тiльки з помiж тих вулиць, швидк1сть на яких в години «пiк» протягом трьох дiб не перевищувала 15 км/год. На основi даних реалiзацil модельного експерименту дослщжено динамiку змiни швидкосп транспортного потоку в рiзнi часи доби. Наукова новизна полягае в представлены нового програмного продукту - програми «Free way», яка допомагае спрос-тити моделювання транспортних потоков, удосконалити та розширити можливосп спостереження i аналiзу завантаженостi дорщ швидкостi руху транспортних засобiв на основi дiаграми динамiки змiни швидкостей. Реалiзовано створення «легких» мiток з рекомендащями, як1 зберiгаються в базi даних та назву яких можна обирати з випадаючого списку. Проаналiзовано пропускну здатнiсть окремих вулиць мют Киева, Днiпра, Одеси та Львова шляхом реалiзацi! експериментального дослiдження та побудови графшв динамiки швидкостей. В програмi реалiзована можливiсть дослвдження iнших елементiв транспортно! системи та характеристик транспортного руху. Запропонований шдхвд доцiльно розвивати в напрямку аналiзу транспортно! системи мют на наявнють «вузьких мiсць». Це дозволить розробляти i реалiзовувати заходи та приймати управлiнськi рiшення щодо покращення ситуацi! на шляхах Укра!ни.
Ключовi слова: моделювання транспортних потоков, характеристики транспортного руху, дiаграми дина-мiки змiни швидкостей
Вступ
Сучасна свгтова транспортна система пере-живае процес глибоких фундаментальних змш. В Сврош 1нтеграц1йн1 процеси переведен в площину реал1заци багатостороншх масштаб-них проекпв, ютотно спрощена процедура перетину кордошв, створено числены м1жнарод-ш, м1ждержавн1 та громадсью оргашзаци, яю вивчають можливост i перспективи створення мереж м1жнародних транспортних коридор1в (МТК), покликаних з'еднати транспортними
шляхами окрем1 мюта або населен пункти в межах декшькох кра!н, що являе принципово нову технолопю перемщення пасажир1в i ван-таж1в вщ одного регюну на евроазшському континент! до шшого. МТК включае в себе при-сутшсть декшькох вид1в транспорту на конкретно обраному напрямку з обов'язковою наявш-стю високо насичено! шфраструктури з !х об-слуговування, сервюу, телекомунiкацiй, ус1ма видами сучасного зв'язку [1].
Створення МТК здшснюеться у двох напрямках: перший - нове буд1вництво; другий -
© Черненко А. О., Халшова Н. В., Лесшкова I. Ю. 2016
реконструкщя та модершзащя вже iснуючих шляхiв сполучення.
За умови зростання обсяпв перевезень, зок-рема мiжнародних перевезень автомобшьним транспортом, транспортна система Укра!ни мае бути готовою забезпечити мiжнароднi переве-зення у повних обсягах. Якщо мережа мiжна-родних транспортних коридорiв в Укра!ш буде вщповщати мiжнародним вимогам, то це дасть змогу збшьшити обсяги вантажопотокiв по вшх основних напрямках коридорiв, що проходять 11 територiею.
Важливе значення для розвитку мiжнарод-них транспортних коридорiв мае !х надiйне та стабшьне iнформацiйне забезпечення на базi сучасних засобiв зв'язку i комп'ютерно! технi-ки.
Великi мiста, що розташоваш на основних напрямках МТК, являють собою проблемнi м> сця для проходження транспортних потокiв та повинш враховуватися при плануваннi руху транспорту. Крiм економiчних аспектiв бороть-би iз заторами, доречним е розгляд штелектуа-льних систем моделювання транспортних пото-кiв. Дослiдити i перевiрити ефективнiсть при-йнятих планiв можна за допомогою спещаль-них програм, що моделюють транспортнi потоки.
Постановка проблеми у загальному виглядi та й- зв'язок iз важливими науковими та практичними завданнями
Транспортш моделi мiст використовуються в великих мютах Свропи, США, Ази, Сходу. Основш принципи створення транспортно! мо-делi мiста дослiджуються в роботi [2].
Анатз принципiв та пiдходiв до математич-ного моделювання транспортних потоюв наве-денi в [3-6].
У минулому столiттi для моделювання транспортних потоюв використовувались матема-тичнi моделi, з якими працювали математики i iнженери. Моделi носили теоретичний характер i не мали наочносп, [7, 8].
Першим кроком вщмови вiд класичного т-дходу стала спроба Карлоса Ф. Даганзо як основу вивчення транспортно! динамши розгля-нути роль звужень на дорогах, а елементарною одиницею моделювання щшьних транспортних потокiв вибрати чергу iз транспортних засобiв [9, 10].
В останш десятирiччя у дослщженнях транспортних потокiв стали застосовувати мiждис-циплiнарнi математичнi 1де!, методи й алгорит-ми нелшшно! динамши. 1х доцiльнiсть обгрун-
тована наявнютю в транспортному потоцi стш-ких i нестiйких режимiв руху, втрати стабшь-ност при змш умов руху, нелшшних зворот-них зв'язюв, необхiднiстю велико! кiлькостi змiнних для адекватного опису системи [11, 12,
13].
З розвитком шформацшних та комп'ютерних технологiй iнтегрований систе-мний шдхщ в моделюваннi транспортних про-цесiв реалiзуeться в програмних пакетах та за-стосовуеться транспортними проектувальника-ми для аналiзу iнформацi! про взаемодда транспортних засобiв, затори, забруднення навко-лишнього середовища, тощо [14, 15].
За пiдрахунками Ки!всько! мюькадмшютра-цi!, щодня в мют налiчуеться до 70 заторiв i тя-гучок. Причина заторiв на ки!вських дорогах -хаотичне планування столицi. Ки!в i бiльшiсть великих мют Укра!ни страждають вiд асиметрп - адмiнiстративний, дiловий та культурний центри сконцентрованi в однiй частит мюта, на одному березi Дншра, а спальнi райони - на шшому. Ще одна причина заторiв на дорогах -високi темпи приросту кшькост автомобiлiв у великих мютах i низька пропускна спромож-нiсть укра!нських дорiг [16].
За кордоном з проблемою заторiв мешканщ мiст зiткнулися 15-20 рокiв тому. Американщ та японцi боролися з ними за допомогою шже-нерних рiшень: спорудження нових дорiг i ту-нелiв, багатоярусних транспортних розв'язок, паркшпв (пiдземних i на дахах будинюв) [16].
Серед пропозицiй щодо вирiшення проблем заторiв, пропонованих в [16], чшьне мiсце вщ-ведено впровадженню iнтелектуальних транспортних систем.
Розробки в обласп комп'ютерного програм-ного забезпечення для моделювання транспортних процешв та !х аналiзу представляють су-часнi програмнi продукти, якi стають потужним iнструментом моделювання [9, 10].
Серед програмних комплекшв для моделювання транспортних потоюв розглянемо вiдомi програмнi продукти - програми PTV Vision® VISSIM та ArcGIS Traffic Analyst.
1. Програма PTV Vision® VISSIM. В основi програмного забезпечення покладена нiмецька модель - шмейство програм ptv vision. Практично вс мiста Нiмеччини з населенням понад 100 тис. чоловiк користуються цим шструмен-том для виршення транспортних завдань, та-кож модель використовуеться в таких кра!нах як США, Антя, Iрландiя, Голландiя, Iталiя, 1спашя, Польща, Словаччина, Австрiя, кра!ни Близького Сходу й тл. Основними компонен-
тами системи ptv vision е модуль VISEVA, мо-делi VISUM й VISSIM.
VISEVA була розроблена на кафедрi теорп планування транспортних потоюв у Технiчному унiверситетi м. Дрездена i служить для обробки статистично1 шформаци. В результатi обробки будуеться матриця попиту на транспортне об-слуговування (або матриця пересувань). Матриця пересувань е основою для моделювання транспортно! шфраструктури на рiвнi мют i ре-гiонiв та виконуеться за допомогою моделi VISUM. Основш завдання моделi - це планування транспортно! шфраструктури й громад-ського транспорту; графiчна обробка мереж!; аналiз i оцiнка транспортних мереж; прогноз запланованих заходiв; створення платформи для транспортно-iнформацiйних систем.
При необхщносп переходу на мiкрорiвень, тобто при плануванш руху на окремому перех-рестi чи групi перехресть або наочно! демон-страцiï громадськост змiн, якi вiдбудуться в райош мiста у випадку будiвництва нових до-рiг, розв'язок i т.д., застосовуеться модель VISSIM. Модель VISSIM застосовують для оцiнки впливу типу перетинання дорiг на про-пускну здатнють; проектування, тестування й ощнки впливу режиму роботи свiтлофора на характер транспортного потоку; ощнки транс-портноï ефективностi запропонованих заходiв; аналiзу керування дорожнiм рухом на автострадах i мюьких вулицях; аналiзу впливу керування рухом на ситуащю в транспортнiй мереж!; аналiзу пропускноï здатностi бшьших транспортних мереж при динам!чному пере-розподш транспортних потоюв; аналiзу заходiв по регулюванню руху в залiзничному транспорт й при органiзацiï стоянок очшування; дета-льноï iмiтацiï дш кожного учасника руху; мо-делювання зупинок громадського транспорту й станцш метрополiтену. Розрахунок аналiтичних показникiв дае бшьше шж 50 р!зних ощнок i аналiтичних коефiцiентiв, можливють побудови графшв завантаження мереж! й т.п. [13, 17].
2. Програма ArcGIS Traffic Analyst. Серед технологiй, як! забезпечуються програмою -модуль розширення для системи ArcGIS, приз-начений для планування руху транспорту. Модуль Traffic Analyst перетворюе комплекс ArcGIS у повнофункщональну систему планування транспортних потоюв. Основу Traffic Analyst становить наб!р передових iнструментiв моделювання, що тдключають до середовища обробки геопросторових даних ArcGIS Geoprocessing, доповнений спецiалiзованими
iнструментами редагування для роботи з маршрутами й розкладами громадського транспорту.
Користувачi можуть створювати складш моделi руху транспорту, використовуючи дода-ток ArcGIS Model Builder й шструменти Traffic Analyst, як! можуть вшьно сполучатися з шши-ми шструментами обробки геопросторових даних. Тюна iнтеграцiя iнструментiв моделювання транспортних потоюв !з системою ArcGIS дозволяе користувачам Traffic Analyst ефектив-но застосовувати функщональш можливосп ArcGIS для вiзуалiзацiï, редагування, керування даними й т. i. при плануванш руху транспорту.
Модуль Traffic Analyst включае шструменти, необхщш для шдтримки процешв прийнят-тя ршень при плануваннi руху транспорту, на-даючи фахiвцям !з планування можливють ви-конувати великий спектр завдань, як то: про-гнозування транспортних потоюв; аналiз дос-тупносп транспортних засобiв; моделювання змш попиту на транспорты перевезення, ви-кликанi змшами в iнфраструктурi, землекорис-туваннi, полчищ, демографiï i т.д.; оцiнка нас-лщюв великих iнфраструктурних проектiв; фо-рмування основи для ощнки еколопчного впливу змш у транспортних системах.
Функщональш можливосп модуля Traffic Analyst включають шструменти обробки геопросторових даних, необхвдних для моделювання транспортних потоюв, i надае можливють користувачам ArcGIS/Traffic Analyst створювати й застосовувати передовi моделi руху транспорту в штуиивно зрозумшому, гнучкому й продуктивному середовищi ArcGIS. Модуль Traffic Analyst пропонуе шструменти для: моделювання формування та розподшу транспортних потоюв; розщеплення на р!зш режими транспортних перевезень; базових операщй з матрицями; визначення завантаження автотра-нспортно!' мережi; визначення завантаження мережi громадського транспорту; редагування даних про громадський транспорт [18].
Визначення мети та задачi дослщження
Для Украши на сьогодш гостро постае пи-тання створення ринку проекпв транспортного моделювання [19, 20]. Особливо важливим дане завдання е для мют, що знаходяться на основних напрямках МТК (коридор № 5, що не мае конкуренцп в залученш вантагав; коридори № 9, № 3, конкуренщю яким складають росш-сью коридори).
Питання можна виршити шляхом: запрова-дження транспортного моделювання на вшх р> внях, створення нормативно!' бази для транспо-
ртного моделювання та подальшо! розробки та створення транспортних моделей мют Укра!ни [2].
На першому кроцi необхщно розглянути транспортний вузол на макрорiвнi, встановити фактори, що впливають на виникнення заторiв i виявити закони цього явища.
Далi мае бути моделювання ситуацн на мш-рорiвнi та встановлення ролi окремо! розв'язки на мережi i 11 вплив на формування заторiв у мютг
Досвiд европейських кра!н та Сполучених Штатiв у питаннi моделювання транспортних потоюв показуе, що в кожнш кра!ш пiдходи до питання моделювання i, тим самим, зменшення заторiв у мютах - сво!.
Розглянутi вище сучаснi програмнi продук-ти для моделювання транспортних потоюв, такi як PTV Vision® VISSIM та ArcGIS Traffic Analyst, е потужним шструментом моделювання транспортних потокiв як на макро, так i на мiкрорiвнi. Вони дозволять вiзуалiзувати тран-спортнi потоки в масштабах як всього мюта, так i окремо! розв'язки та мають стати лопчним розвитком пiдходiв, що базуються на експерт-них оцiнках, iнженерних розрахунках та теоре-тичних математичних моделях.
Кожне з великих мют Свропи, США, Азн, Сходу мае одну, а iнодi й декшька власних транспортних моделей. Наприклад, програму «PTV VISUM» використовують при створеннi транспортних моделей мют СНГ, Нью-Йорку, Берлiну, Мюнхену, Шанхаю. Ринок ктенпв PTV Partner представлено на рис. 1.
Дана стаття присвячена актуальнш проблемi моделювання транспортних потоюв в мiстах Укра!ни, яю розташованi на основних напрямках МТК з метою анатзу завантаженост дорiг. Для даного дослщження оберемо таю транзит-но-важливi мюта, як Дшпро, Ки!в, Львiв та Одеса.
Основна частина дослщження
Моделювання транспортних потоюв проведено i3 застосуванням власно! програми «Free way», яка дозволяе, по-перше, спростити про-цес моделювання транспортних потокiв, подруге, удосконалити та розширити можливост спостереження та аналiзу завантаженостi дорн. За основу програми прийнято програму «Яндекс. Пробки», завдяки якш е можливiсть бачи-ти завантаженють та швидкiсть руху транспортного потоку на обраних дiлянках дорн Укра!-ни. Базова програма («Яндекс. Пробки») е зру-чною, але мае суттевий недолiк - мггки, якi можна створити за допомогою цiе! програми не зберiгаються тсля перезавантаження сторiнки, а це означае, що вони стають недоступними для користувачiв.
Метою програми «Free way» е можливють створення «легких» м^ок з рекомендащями -таких, що будуть збертатися в базi даних та на-зву яких можна буде обирати з випадаючого списку. Програма дозволяе аналiзувати швид-костi руху транспортних засобiв в потоцi на ос-новi дiаграми динамiки змiни швидкостей.
Для створення дано! програми використано систему управлшня «CMS Drupal», яка засно-вана на мовi програмування PHP, мову програмування javascript, елементи HTML, та CSS.
Алгоритм виконання завдання складаеться з декшькох кроюв:
- налаштувати середовище за допомогою багатоплатформно! збiрки веб-сервера XAMPP, що мютить Apache, MySQL, штерпретатор скриптiв PHP, мову програмування Perl та ве-лику кiлькiсть додаткових бiблiотек, що дозво-ляють запустити повноцiнний веб-сервер;
- скопiювати тшо програми в каталог XAMPP;
- створити базу даних та iмпортувати даш з файлу «freeway.sql»;
- запустити програму, за адресою localhost/freeway у браузерi;
- сформувати новий об'ект карту, при необ-хщност додати мiтки, обрати масштаб та центр карти;
- зберегти карту в базi даних, завдяки чому до не! можна буде звернутися в будь-який час та вщредагувати, шляхом додавання або вида-лення м^ок.
Алгоритм програми «Free way» представлений на рис. 2.
Рис. 1. Кл1енти PTV Partner
ристувача з являеться можливють проанатзу-вати завантаженють дорiг, використовуючи функцi! сервюу Yandex. (Пробки). Сама карта з'являеться в таблищ всiх карт.
Алгоритм реалiзований у виглядi програм-ного продукту, що використовуеться на кафедрi транспортних систем та технологiй Ушверсите-ту митно! справи та фшанив при проведеннi наукових дослiджень.
Результат виконання коду, що вiдповiдае за вщображення карти з елементами управлшня наведений на рис. 3.
Рис. 3. Результат виконання коду, що ввдповщае за вщображення карти з елементами управлшня
Результат виконання коду побудови форми створення мнки та нанесення !! на карту наведений на рис. 4.
1а с
Рис. 2. Алгоритм програми «Free way»
Тепер бшьш детально опишемо процес до-давання мiтки:
1) Заходимо на сторшку редагування карти.
2) Користувач клшае по карп в потрiбному йому мiсцi, де повинна знаходитися майбутня мнка, а попм у формi, що вщкрилася обирае з випадаючого списку !! найменування та додае коментар до не!. Таким чином можна додати будь-яку кiлькiсть мнок.
3) В наступному полi «Body» можна додати загальний коментар для карти, який буде воображений на сторшщ карти.
4) Обравши потрiбний масштаб та центр карти, натискаемо кнопку «Save», шсля чого користувач автоматично направляеться на сторшку новостворено! карти. На сторшщ карти у ко-
Рис. 4. Результат виконання коду побудови форми створення мггки та нанесення !'!' на карту
Для аналiзу руху транспорту будуються графши динамiки швидкостей. Результатом виконання даного коду е графiчне подання залеж-ностi змiни швидкостi руху вщ часу.
В червнi 2014 року був проведений експери-мент з використанням програми «Free way» з метою дослщження завантаженостi дор^ Укра!-ни в транзитно-важливих мютах, як Днiпро, Ки-!в, Львiв та Одеса. На графiках (рис. 5-8) представлена залежнють швидкосп транспортних за-собiв вiд часу в цих мiстах. Для аналiзу змiни швидкостi руху протягом доби обирали тшьки з помiж тих вулиць, швидюсть на яких в години «шк» за три доби не перевищувала 15 км/год.
г. Львов, ул. Пасечная
Рис. 5. Аналiз змши швидкостей руху (м. Дншро, вул. Счових Стрiльцiв (вул. Артема))
г* Киев, ул. Бархатная Дате: _)ипе 8, 2014
V
13
10 6 3
■ в 0 11 2 13 в 6 7 "в- *Т
Рис. 6. Анатз змши швидкостей руху (м. Ки!в, вул. Оксамитова)
Рис. 7. Аналiз змши швидкостей руху (м. Одеса, вул. Канатна)
V 15 14
11 1« 9 8 7 6 5
—
3 2
9 0 11 12 13 14 15 16 17 8 19 у
Рис. 8. Аналiз змши швидкостей руху (м. Львiв, вул. Паачна)
Наприклад, для анал1зу пропускно! здатнос-т вулиць Дншропетровську (Дншра) обрали вулицю Артема (вул. Очових Стршьщв). Шви-дюсть на обранш вулищ в години - «тк» про-тягом трьох д1б не перевищувала 15 км/год.
З графша (рис. 5) бачимо, що зниження швидкосп спостер1гаеться майже протягом всього дня, не ильки в години - «тк» (8:00 -9:00), а 1 з 13:00 до 19:00 включно.
Для анал1зу пропускно! здатносп вулиць Киева оберемо вулицю Оксамитову (Бархатная). Швидюсть на обранш вулищ в години -«тк» протягом трьох д1б не перевищувала 10 км/год (рис. 6). Дана вулиця е одшею з центральшх вулиць, рух по яким е дуже ускла-дненим.
Для анал1зу пропускно! здатносп вулиць Одеси оберемо вулицю Канатну. Швидюсть на обранш вулищ в години - «тк» протягом трьох д1б не перевищувала 14 км/год. На графшу (рис. 7) спостериаеться очшувана залежтсть швидкосп вщ часу доби - в часових штервалах: 8:00 - 9:00, 12:00 - 15:00, 18:00 - 19:00 спосте-риаегься зниження швидкосп руху.
Аналопчно проанал1зуемо «проблемт» вулищ Львова. Оберемо вулицю Пашчну. Швид-юсть на обранш вулищ в години - «тк» протягом трьох д1б не перевищувала 10 км/год. На графшу (рис. 8) спостер^аеться абсолютно ло-пчне зменшення швидкосп руху в часи - «тк» (8:00 - 9:00, 12:00 - 13:00, 18:00 - 19:00) та на-впаки збшьшення у шший час.
Одшею з1 зручних можливостей програми е одночасне пор1вняння до семи графшв руху. Граф1к пор1вняння представлений на рис. 9.
Рис. 9. nopiBMHra графЫв аналiзу змши швидкостей
В даному проект на пpикладi окремих ву-лиць представлена група шших вулиць, анало-пчних за характером транспортного руху.
З даного графша видно, що найускладнеш-шим е рух в Киeвi на вулицi Оксамитова (Бархатная).
Висновки з дослщження i перспективи, подальший розвиток у даному напрямку
В статт представлено новий програмний продукт - програму «Free way», яка дозволяе спростити моделювання транспортних потоюв, удосконалити та розширити можливост спо-стереження та аналiзу завантаженост дopiг. Ре-алiзoванo створення «легких» мнок з рекомен-дацiями, яю збepiгаються в базi даних та назву яких можна обирати з випадаючого списку.
Пpoаналiзoванo пропускну здатшсть вулиць мiст Киева, Днiпpа, Одеси та Львова, шляхом peалiзацil експериментального дoслiджeння та побудови гpафiкiв динамши швидкостей.
В пpoгpамi peалiзoвана можливють досл> дження iнших eлeмeнтiв транспортно! системи та характеристик транспортного руху.
Запропонований пiдхiд дoцiльнo розвивати в напрямку аналiзу транспортно! системи мют на наявнiсть «вузьких мюць». Це дозволить ро-зробляти i peалiзoвувати заходи та приймати управлшсью piшeння щодо покращення ситуа-ци на шляхах Укра!ни.
Б1БЛ1ОГРАФ1ЧНИЙ СПИСОК
1. Бакаев, А. А. Международные транспортные коридоры Украины: сети и моделирование / А. А. Бакаев та ш - Ки!в : КУЭТТ, 2003 - С. 7-14.
2. Осетрш, М. М. Основш принципи створення транспортно!' мoдeлi мкта [Електрон. ресурс] / М. М. Осетрш, Д. О. Беспалов, М. I. Дорош // Режим доступу : https://bespalov.me/
3. Семёнов, В. В. Исторический анализ моделирования транспортных процессов и транспортной
инфраструктуры [Электрон. ресурс] / В. В. Семёнов,
A. В. Ермаков // Препринты ИПМ им. М.В.Келдыша. - 2015. - № 3. - 36 с. Режим доступ-пу: URL:http://library.keldysh.ru /preprint.asp?id=2015-3
4. Халшова, Н. В. Ошгашзащя пасажирських пе-ревезень у вузлах мeгапoлiсiв / Н. В. Халшова, I. Ю. Лесшкова // Системи та технологи. - 2016. - Вип. 1.
- С. 55 - 69.
5. Скалозуб, В. В. Моделирование неоднородных транспортных потоков с переменными тарифами /
B. В. Скалозуб, Л. А. Паник // Транспортш системи та технологи перевезень. - 2015. - Вип. 10. - С. 105112.
6. Козаченко, Д. Н. Моделювання розпод^ ван-тажопотошв на напрямках транзитних перевезень залiзничним транспортом у мiжнаpoднoму сполу-ченш / Козаченко Д. Н., Гера Б. В., Скалозуб В. В., Германюк Ю. Н. // Транспортш системи та технологи перевезень. - 2016. - Вип. 11. - С. 39-47.
7. Atkins, S. Transportation planning models: What the papers say // Traffic Engineering and Control. -1986. - Vol. 27, - № 9.
8. Беспалов, Д. Методы моделирования транспортных потоков [Электрон. ресурс] / Д. Беспалов // Режим доступу : https://bespalov.me/2012/07/16/ metody-modelirovaniya-transportnyh-potokov/
9. Daganzo, C. F. Macroscopic Relations of Urban Traffic Variables: Bifurcations, Multivaluedness and Instability / C. F. Daganzo, V. Gayah, E. Gonzales // Transportation Research Part B: Methodological. -2011. - 45(1). - Р. 278-288.
10. Daganzo, C. F. Fundamentals of transportation and traffic operations. N.Y. : Elsevier Science Inc., 1997.
11. Киселев, А. Б. Моделирование автотранспортных потоков методами механики сплошной среды /
A. Б. Киселев и др. // Ломоносовские чтения : Научная конф. Секция механики. Апрель 2007 г.. - Москва : Изд-во Моск. ун-та, 2007.
12. Семенов, В. В. Математическое моделирование динамики транспортных потоков мегаполиса /
B. В. Семенов // Автомобильный транспорт. - 2010.
- № 3. - С. 4.
13. PTV Vision® VISSIM - имитационное моделирование транспортной ситуации на перекрестках и развязках [Электрон. ресурс]. - Режим доступу: http://www.ptv - vision.ru/
14. Weiner, Ed and Fred Ducca. «Upgrading Travel Demand Forecasting Capabilities», ITE Journal, Volume 69, Number 7, July 1999. - PP. 28-33.
15. Kane, L. Transport planning models - an historical and critical review / Kane L., R. Behrens // Urban Transport Research Group, University of Cape Town - [Электрон. ресурс]. - Режим доступу : http://repository.up.ac.za/bitstream/ handle/2263/7834/037.pdf?sequence=1.
16. Руденко, В. Дороп дороги / В. Руденко, О. Шкарпова // Контракта : Укра!нський дшовий тиж-невик. - 2007. - № 46 вщ 12.11.2007.
17. Якимов, М. Р. Транспортное планирование:
практические рекомендации по созданию транспортных моделей городов в программном комплексе PTV Vision® VISUM: монография / М. Р. Якимов, Ю. А. Попов. - Москва : Логос, 2014. - 200 с. - Режим доступу : http://ut.nmu.org.ua/ua/ptv/2 Якимов -Практические рекомендации по созданию транспортних моделей в Vissum.pdf.
18. Геоинформационный портал ГИС - Ассоциации [Электрон. ресурс]. - Режим доступу: http://www.gisa.ru
19. Интеллектуальные транспортные системы — проблемы на пути внедрения в России [Электрон. ресурс]. - Режим доступу : https://habrahabr.ru/post/175497/
20. Маркелов, В. М. Интеллектуальные транспортные системы как инструмент управления [Электрон. ресурс] / В. М. Маркелов, И. В. Соловьев, В. Я. Цветков // Государственный советник. - 2014. -Вып. 3 (7). - Режим доступу : http://cvberleninka.ru/ article/n/intellektualnve-transportnve-sistemv-kak-т^тепЬиргау1ешуа
Стаття рекомендована до публ^кацп д.физ.-мат.н., проф. Паачником А. М. (Украг-на)
Надшшла до редколегп 29.11.2016.
Прийнята до друку 30.11.2016.
А. О. ЧЕРНЕНКО, Н. В. ХАЛИПОВА, И. Ю. ЛЕСНИКОВА
К ВОПРОСУ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ С ЦЕЛЬЮ АНАЛИЗА ЗАГРУЖЕННОСТИ ДОРОГ В ГОРОДАХ
Целью исследования является развитие подходов к моделированию транспортных потоков в городах Украины, которые расположены на основных направлениях МТК с целью анализа загруженности дорог. Объектом исследования выступают транспортные потоки на дорогах транспортной сети; предметом исследования - загруженность элементов транспортной системы и характеристики транспортного движения. Методом исследования является моделирование с использованием программного продукта, реализованного на базе системы управления «^MS Drupal», основанной на языке программирования PHP, языка программирования javascript, элементов HTML, и СSS. Результатом исследования является аналитический обзор использования интеллектуальных систем моделирования транспортных потоков, анализ современных программных продуктов для моделирования транспортных потоков. Осуществлено моделирование транспортных потоков с использованием собственной программы «Free way», которая позволяет отслеживать загруженность дорог Украины на основе анализа динамики скорости на выбранных участках дорог. За основу программы принята программа «Яндекс. Пробки». Базовая программа является удобной, но метки, которые можно создать с ее помощью, не сохраняются после перезагрузки страницы и становятся недоступными для других пользователей. Целью программы «Free way» является возможность создания «легких» меток с рекомендациями, которые будут сохраняться в базе данных и могут выбираться из выпадающего списка. В статье приведены данные модельного эксперимента с использованием программы «Free way» с целью исследования загруженности дорог Украины, расположенных на основных направлениях международных транспортных коридоров: Киева, Днепра, Одессы и Львова. Для анализа изменения скорости движения выбраны те из улиц, скорость движение на которых в час «пик» в течение трех суток не превышала 15 км/ч. На основе данных реализации модельного эксперимента исследована динамика изменения скорости транспортного потока в разное время суток. Научная новизна заключается в представлении нового программного продукта - программы «Free way», которая помогает упростить моделирование транспортных потоков, усовершенствовать и расширить возможности наблюдения и анализа загруженности дорог, скорости движения потока транспортных средств на основе диаграммы динамики изменения скоростей. Реализовано создание «легких» меток с рекомендациями, которые сохраняются в базе данных и название которых можно выбирать из выпадающего списка. Проанализирована пропускная способность отдельных улиц Киева, Днепра, Одессы и Львова на основе реализации экспериментального исследования и построения графиков динамики скоростей. В программе реализована возможность исследования других элементов транспортной системы и характеристик транспортного движения. Предложенный подход целесообразно развивать в направлении анализа транспортной системы городов на наличие «узких мест». Это позволит разрабатывать и реализовывать мероприятия и принимать управленческие решения относительно улучшения ситуации на дорогах Украины.
Ключевые слова: моделирование транспортных потоков, характеристики транспортного движения, диаграммы динамики изменения скоростей
A. О. CHERNENKO, N. V. HALIPOVA, I. Y. LESNIKOVA
TRAFFIC LOAD ANALYSIS BASED ON TRAFFIC FLOWS MODELING
The purpose of the study is to develop approaches to the modeling of traffic flows in the cities of Ukraine,
which are located on the main directions of ITC in order to analyze the traffic congestion. The object of the study are the traffic flows on the roads network; subject of study - the load of transport system elements and traffic characteristics. Research methods is the simulation using the software implemented on the basis of «CMS Drupal» management system based on PHP programming language, JavaScript programming language, HTML elements, and CSS. The result of the study is analytical overview of the traffic flows modeling intelligent systems' usage, analysis of modern software products for traffic flows modeling. Performed modelling of traffic flows using own software «Free Way», which allows to monitor the loads of roads in Ukraine based on the analysis of speed dynamics on selected road sections. As the basis of the program adopted «Yandex. Traffic Jams». The basic program is convenient, but the labels that you can create with it are not saved after the page refresh and are no more available to other users. The purpose of the program «Free Way» is to create "light" labels with the recommendations, which will be stored in a database and can be selected from the dropdown list. The article presents the data of model experiment using the program «Free way» to study congestion of roads in Ukraine, located on the main directions of the international transport corridors: Kiev, Dnepropetrovsk, Odessa and Lviv. To analyze the changes in the velocity of the selected the streets, the speed of the movement in which in «peak» hour for three days does not exceed 15 km/h. On the basis of data model experiment's realization, investigated the dynamics of changes in traffic speeds at different times of the day. Scientific novelty is in presentation of the new software product - the "Free Way" software, which helps to simplify the modeling of traffic flows, improve and enhance the ability of observation and analysis of the traffic congestion, vehicle flow speed based on the rates of change in the dynamics of the speeds. Implemented creation of "light" labels with the recommendations, which are stored in the database and the name of which can be selected from the drop-down list. Performed the capacity analysis of individual streets of Kiev, the Dnieper, Odessa and Lviv based on a pilot study and charting of speeds dynamics. The program features the ability to study other elements of the transport system and traffic characteristics. The proposed approach is reasonable to develop in the direction of the city transport system analysis for the presence of «bottlenecks». This will develop and implement actions and make management decisions on how to improve the situation on the roads of Ukraine.
Keywords: traffic flows modeling, traffic characteristics, rates of change in the dynamics of speeds.
