CC BY
18
вания у разных автомобилей и зависимостей параметров неравномерности от характерных неисправностей топливной аппаратуры показал, что возможна оценка цикловой подачи и начального угла опережения впрыска по параметрам неравномерности вращения коленчатого вала с точностью, требуемой техническими условиями на ТО и Р системы топливоподачи.
Внедрение системы диагностирования дизелей на основе разработанного метода позволит снизить эксплуатационный расход топлива и дымность отработавших газов, а также повысить показатели эксплуатационной надежности дизелей.
Список литературы
1. БорщенкоЯ.А. Разработка метода диагностирования автомобильных
дизелей по неравномерности вращения коленчатого вала: Дис....
канд. техн. наук. - Тюмень, 2003. - 174 с.
2. Яковлев В.Ф. Диагностика электронных систем автомобиля: Учеб.
пособие. - М.: Солон-Пресс, 2003.-272 с.
Н.С.Безотеческих, А.А.Варлаков, В.З.Гибадуллин, А.Ю.Орлов
Курганский государственный университет, г. Курган
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ ВБЛИЗИ ПЕРЕКРЕСТКОВ И ОСТАНОВОЧНЫХ ПУНКТОВ ПАССАЖИРСКОГО ТРАНСПОРТА
Многолетний опыт научных исследований и практических наблюдений за транспортными потоками, как в нашей стране, так и за рубежом, показывает, что городские потоки обладают целым рядом специфических особенностей: стохастичностью, нестационарностью, множественностью критериев качества, сложностью или невозможностью замера даже основных характеристик.
На городской улично-дорожной сети можно выделить участки и зоны, где движение транспортных средств значительно отличается от линейного, упорядоченного. В первую очередь к таким зонам относятся перекрестки и остановочные пункты общественного пассажирского транспорта. Перемещение автомобилей в транспортном потоке на этих участках практически всегда связано с изменением скорости и (или) направления движения, обусловленным действиями водителей других транспортных средств. При этом указанные действия носят, как правило, случайный характер и являются результатом одновременного влияния большого количества различных факторов.
Так, характер движения на перекрестке зависит от интенсивностей и состава входящих транспортных потоков, от интервалов времени между проходящими автомобилями, от разрешенных направлений движения с учетом установленных приоритетов, от количества полос движения одного направления, от психофизиологических особенностей водителей и выполняемого ими маневра, от характеристик пешеходных потоков и ширины пересекаемой ими проезжей части, от параметров работы светофорного объекта и др.
На характер движения вблизи остановочного пункта общественного транспорта оказывают влияние интенсивность движения, доля маршрутных транспортных средств в потоке и их тип, наличие заездного кармана и его геометрические характеристики, выбор водителем места для остановки в пределах остановочного пункта, зависящий от индивидуальных особенностей и стиля вождения,
продолжительность задержек для посадки и высадки пассажиров, являющаяся результатом временной неравномерности пассажиропотоков и появления на остановке автобусов того или иного маршрута и т.д.
При этом постоянные изменения скорости и направления движения транспортных средств на указанных участках приводят к возникновению многочисленных конфликтных ситуаций. Не случайно, согласно данным статистики, именно перекрестки и остановочные пункты, как правило, являются очагами аварийности. Кроме того, движение транспортных средств на этих участках сопровождается работой двигателей на нестационарных режимах, являющихся наиболее неблагоприятными с точки зрения экологии. Именно поэтому зоны вблизи остановочных пунктов и перекрестков характеризуются повышенным содержанием токсичных компонентов отработавших газов автомобильных двигателей в воздухе.
Оптимизация движения на перечисленных участках возможна на основе обширных исследований и широкомасштабных обобщений полученных результатов. Однако следует отметить принципиальную невозможность проведения масштабных натурных экспериментов в сфере управления дорожным движением. Она предопределена, во-первых, необходимостью обеспечения безопасности движения, во-вторых, существенными материальными и трудовыми затратами на проведение эксперимента (в частности, на изменение дислокации дорожных знаков и разметки) и, в-третьих, тем, что серьезные изменения в комплексной схеме организации движения затрагивают интересы большого количества людей - участников движения.
Особенности транспортных систем делают невозможным построение адекватной аналитической модели, позволяющей исследовать варианты управления в этой системе и ее характеристики в различных условиях. В то же время имитационное моделирование как метод исследования таких объектов представляется перспективным подходом к решению этой задачи: оно позволяет быстро и с хорошей точностью прогнозировать характеристики сложных систем подобной природы и оптимизировать их, целенаправленно выбирая соответствующие параметры оптимизации.
В зависимости от уровня детальности моделируемого процесса существующие подходы к моделированию могут быть разделены на две группы:
- создание моделей макроуровня, оперирующих транспортными потоками как единым целым, совокупностью всех транспортных средств;
- разработка моделей микроуровня, рассматривающих отдельные транспортные средства и взаимодействия между ними.
На кафедре «Организация и безопасность движения» Курганского государственного университета завер-шется разработка имитационной модели транспортного потока для исследования характеристик движения транспортных средств вблизи перекрестков и остановочных пунктов пассажирского транспорта, а также прогнозирования количества выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с отработавшими газами автомобилей, которую можно отнести к моделям микроуровня.
Основными блоками модели (рис. 1) являются генератор, блок контроля фаз светофора, блок контроля взаимодействия объектов (автомобилей) в пределах полосы движения и блок контроля взаимодействия объектов, находящихся на разных полосах движения.
Генератор имитирует появление в контролируемой зоне (вблизи перекрестка или остановочного пункта) очередного автомобиля. Автомобиль появляется на первой или второй полосе проезжей части с учетом фактической
26
ВЕСТНИК КГУ, 2007. №4
интенсивности движения по полосам. Тип автомобиля (легковой, грузовой, автобус, микроавтобус, троллейбус и т.д.) задается с учетом состава транспортного потока на исследуемой улице, который предварительно определяется на основании натурных наблюдений, и соответствующей вероятности появления автомобиля того или иного типа. Автомобилю присваивается скорость, величина которой выбирается в соответствии с законом нормального распределения с учетом скоростного режима на исследуемой улице. При этом интервалы времени между автомобилями, въезжающими на контрольный участок, задаются в соответствии со смещенным экспоненциальным законом распределения [1]. Геометрические размеры автомобиля, а также тип и параметры его двигателя устанавливаются в соответствии с типом автомобиля.
Рис. 1. Блок схема алгоритма решения
Блок контроля фаз светофора моделирует подчинение объектов сигналам светофора.
Блоки контроля взаимодействия объектов позволяют учесть взаимное влияние транспортных средств на характеристики движения друг друга. Так, автомобиль при приближении ко впереди идущему автомобилю получает отрицательное ускорение (замедление), чем обеспечивается сохранение дистанции безопасности с учетом остановочных путей обоих автомобилей. В случае, когда лидирующий автомобиль имеет слишком низкую скорость, автомобиль, догоняющий его сзади, переходит к выполнению обгона с выездом на соседнюю полосу движения. При этом учитывается наличие возможных помех на смежной полосе. Аналогичные маневры выполняются при наличии стоящих на проезжей части автомобилей (у светофора, у тротуара, у остановочного пункта при отсутствии заездного кармана и т.д.). При подъезде к остановочному пункту пассажирское транспортное средство снижает скорость и останавливается, занимая свободное место либо в пределах остановки, либо в конце очереди на полосе движения, создавая помехи вновь подъезжающим автомобилям.
В процессе слежения за каждым из объектов, находящихся в контрольной зоне, он либо сохраняет параметры своего движения неизменными, либо ему придается ускорение или замедление, при этом он может ме-
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 3
нять направление движения для выполнения необходимого маневра.
Одним из расчетных результатов, полученных при использовании данной модели, является распределение суммарной продолжительности работы двигателей всех автомобилей, которые проезжают в течение заданного промежутка времени зону, прилегающую к перекрестку или остановочному пункту, по длине этой зоны. При этом учитывается работа двигателей на каждом из основных рабочих режимов: разгон, замедление, холостой ход и движение с постоянной скоростью. Используя результаты проведенных расчетов, а также известные литературные данные (например, [2]), можно сделать прогноз количества токсичных выбросов в атмосферу с отработавшими газами автомобильных двигателей.
На рис. 2 в качестве примера представлено полученное расчетным путем распределение режимов работы двигателей автомобилей по длине полосы движения при подъезде к светофору. Как видно из рисунка, изменение режимов работы двигателей автомобилей, обусловленное влиянием светофора, начинает проявляться в данном случае на расстоянии примерно 60 м до стоп-линии. То есть участок улицы длиной около 120 м, симметричный относительно центра светофорного объекта, должен качественно отличаться от смежных участков по составу выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ.
хошто ч ход
посто чииая ск чрость
замел кние разгон
Л
72 -60 -4$ -36 -И -12 О 12 21 36 « ¡>8
Рис. 2. Распределение режимов работы двигателей автомобилей по длине полосы движения при подъезде к светофору
Предложенная модель может быть использована для определения и других параметров транспортного потока, например, задержек на перекрестке, длины очереди у светофора или у остановочного пункта, для оптимизации параметров остановочного пункта, для прогнозирования выбросов токсичных компонентов отработавших газов автомобилей на перекрестке с учетом продолжительности фаз цикла регулирования и т.д.
Список литературы
1. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного
движения. - М.: Транспорт, 2001. - 248 с.
2. Якубовский Ю. Автомобильный транспорт и защита окружающей
среды. - М.: Транспорт, 1979. - 198 с
В.И. Васильев, Я.А. Борщенко
Курганский государственный университет,
г. Курган
СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ С ЭЛЕМЕНТАМИ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
Значительный рост количества систем автомобиля, в том числе и электронных, а также повышение их сложности конструкции и принципов функционирования по-
27
Входные параметры: . интене.йвность дви'ЖешА й.Шётав транспортного потж$, Ш"1-'*—■■■' параметры лроеожеи -асти ' 1
л уМгпа,' л ар эм ещы. рабдты'светофора
