Методика определения оптимальных параметров многопрограммного регулирования на изолированных перекрестках Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 656.13

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВМНОГОПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НА ИЗОЛИРОВАННЫХ ПЕРЕКРЕСТКАХ

A.C. Кашталинский, П.Н. Малюгин, В.В. Петров ФГБОУ ВО «СибАДИ», г. Омск, Россия

Аннотация. Рассмотрена актуальность учета временной неравномерности транспортных потоков, позволяющего снизить задержки транспорта на регулируемых перекрестках в городах. Разработана методика определения оптимальных параметров многопрограммного светофорного регулирования, позволяющая учитывать суточную и внутричасовую неравномерность транспортных потоков. Применение оптимизированных параметров многопрограммного регулирования позволит снизить задержки транспорта на перекрестках на 10-40% в течение суток по сравнению с однопрограммным регулированием.

Ключевые слова: суточная неравномерность транспортных потоков, внутричасовая неравномерность транспортных потоков, многопрограммное регулирование, транспортная задержка, изолированный перекресток.

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее простой и часто применяемый метод управления светофорной сигнализацией - жесткое однопрограммное регулирование, когда параметры работы светофора рассчитываются для пикового периода и используются на перекрестке неизменно в течение суток. Его применение приводит к неоправданно высоким задержкам в межпиковый период суток и недостаточной пропускной способности перекрестка в периоды наибольшей загрузки транспортом - часы-пик [1]. Таким образом, при использовании однопрограмм-ного регулирования игнорируется суточная и внутричасовая неравномерности транспортных потоков (ТП). Эта проблема эксплуатации изолированных регулируемых перекрестков с однопрограммным регулированием решается внедрением многопрограммного регулирования, позволяющего учитывать суточные и часовые флуктуации интенсивностей ТП. Применение многопрограммного регулирования на изолированных перекрестках позволит повысить эффективность их функционирования за счет снижения транспортных задержек.

Целью данной работы является повышение эффективности функционирования регулируемых пересечений с учетом временной неравномерности ТП.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить теоретические предпосылки оптимизации параметров многопрограммного регулирования на перекрестке.

2. Разработать методику определения оптимальных параметров многопрограммного светофорного регулирования на изолированных перекрестках.

3. Провести оценку эффективности использования на изолированном перекрестке многопрограммного регулирования, параметры которого определялись с помощью разработанной методики.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ МНОГОПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

Управление светофорной сигнализацией на перекрестке осуществляется посредством следующих параметров [2]: длительность цикла; длительность фаз; длительность основных тактов; длительность промежуточных тактов; порядок фаз; состав фаз.

Для обеспечения эффективного функционирования перекрестка необходима организация наиболее приемлемого набора фаз регулирования и определение оптимального порядка их смены. Длительность промежуточных тактов для каждого конкретного перекрестка назначается в зависимости от его геометрии и порядка фаз. Исходя из этого, основными расчетными параметрами управления, определяющими эффективность функционирования регулируемых перекрестков, являются длительность цикла и длительности фаз регулирования. Длительности фаз уста-

навливаются пропорционально значениям интенсивности наиболее загруженн ых н аправ-лений движения в фазах. Поэтому основным вопросом является назначение оптимальной длительностицикла на перекрестке.

Для определения оптимальной длительности цикла испол ьзуются его параметры:

С =

1,5 - + 5 1- +

(1)

где£ - сумма рное время за цикл

регулировани я, с, У-су+марный фаззвый коэффициент на серекрестке,

Я Я О

У = И У/ = аа-L,

I=1 I=1 5,-

(2)

гдеI - порядков сй п ом ер) фазы регулирования; п - число фаз регулирования на перекрестке; у(— фазовый коэффициент /'-ой фазы; К, - интенсивность движения критического направ-ленияв /'-ой фазе, ед/ч; поток насыщения критического напрасле-ия в ¡-ой фазе, ед/ч.

Длительность раз|э-шающего сигнал ав фазах определяется следующим образом:

Ь;оа/-(с--)/ш>/.

/ (3)

Наиболее подходящим критерием для оптимизации длительностей цикла и фаз на ре-гулируемыь порекрсстк -х ЯЕаляе;тс;я транспортная задержка [3].

Достаточно точной и р аспростране нной [1] является методика расчета за держки, предложена ая в сегЕзерогл^ер1/^к^а^и<з[сз)1//1 руководстве «НкзГшау СарасКу Мапиа12000» (НСМ) [4].

Величин а среднер задержки НСМ определяется следующим образо м:

с1 = с1х(РЕ) + <2 + <3

(4)

где а - задержка одного автомобиля, с/ед.; с!1

- постоянная задержка, с/ед.; РР - коэффициент прогрессии для постоянной задержки , учитывающий характер прибытия ТС к перекрестку; Н2 - случайная задержка, с/ед.; Н3

- начальная задержка из-за очереди транспортных средств, имеющейся к началу разрешающего сигнала, с/ед.

Расчет задержки по методике НСМ предполагает разбиение времени суток на единичные временные интервалы протяженностью Т. В качестве стандартных в методике используются интервалы протяженностью 15 минут, т.е.

для расчета знач ении задержекна пepeкpeет-ке втечени^ суток используется Эбвременных интарвалов. Для каждого из интервалов в водятся исходные данные и определяются пара-мбтры задержки.

Постоянная задержка о пределяется по формуле

а =

0,5С(1-ь/С) 1-[»ни(1, X )• ь/С ]1

(5)

где С - длиоельность ци)ль, с д -длительность зеленого сигнала, с; X - степень насыщения.

Сьепень насыщения регулируемого направления опрел-ляется п о формуле

х = °А.

ь 5

(6)

Случайная задержка определяется по формуле

<Н2 = 900 Т

(X-1)^](Х-1)

ч2 8 кХ

сТ

(7)

где Т- продолжительность единичного интервала времени, ч.; к - коэффициент, учитывающий влияние адаптивного регулирования на величину дополнительной задержки, для перекрестков с жеетким регулированием /<=0,5; I - коэффициент, учитывающий рэасстояние от предыдущего (по направлению движения) регулируемого перекресткадо рассматриваемого, для изол иров анных перекрестков /= 1; с - поопускная способность регулируемо го направления ед./ч.

П ропу.кная способн ость регулируемого направлен ия по формуле

с= .

С

(8)

Задержка от очереди ТС определяется по формуле

<3 =

1850 -СЗя(1 + н) t

сТ

(М)

где Оя - очередь в конце текущего периода, ед.; н - параметр задержки; t- продолжительность неудовлетворительного периода, ч; с - пропускная способность регулируемого направления, ед./ч.; Т- продолжительность вре-менногоинтервала, ч.

Параметры t и н задержки Н3 определяются системой уравнений

t =

0 если Qb = 1;

т если

Qb

С (1- min (1,X))

> 1.

(10)

u =

0 если t < T;

, CT (1 - min (1,X)) < T

1--^-^—11 если t<T.

Qb (11)

Транспортная очередь,образовавшаяся за текущий отрезок временив модели НСМ определяется в соответствии с системой уравнений [4]

Qn =

10

если X н 1,

CT (X -1) есл> Х>1.

(12)

Количество транспортных средств (ТС) в остаточной очереди к концу текуще го интервала определяется разницей между количеством автомобилей,подъехавших к перекрестку в течениз рассматриваемого периода и пропускной способностью напра вления за этот жепери од. Такое условие справедливо, если степень насыщения направл ения больше 1, в противномслуч ае ичередьне образуется.

Существующая модель очередей НСМ предполагает, что ТС водителей,не успевших пр<^|^;хать. перекресток по условиям пропуск-н о й способности - к началу текущего интервала «исчезают»и не оказывают влияния на загрузку перекрестка в этом периоде. Это не со ответствуетреальному процессу движения транспорта на перекрестке.

Для исключения этого несоответствия предлагаем относить остаточную очеред ь (при ее наличии) от предыдущего воеменного и нтер-вала к текущему. И в зависимости от текущей загрузки регулируемого нап|эавления (степени насыицения) определять - происход ит накопление остаточн ой очереди или ее убывание с последующим отнесением полученной остаточной очереди уже к следу ющему периоду. Поэтому для оеределения накопленной очереди Оа к концу текуще го и нтервала с учетом накопления или разъездаочереди, оставшейся после предыдуще го интервала прэ<эдл гэгга €51\/1 следующую систему уравнени й

ГОЬ+ Оп если Хя1;

°а "{о; иче^(1->г) если Х<1,

(13)

где Qb - накопленная очередь в конце текущего периода, ед.; накопл енная очередь в

конце предыдущего периода, ед.; Оп - остаточная очередь за текущий период, ед.

Предлагаемая система уравнений (13) позволяет определить количество ТС, не успевших проехать перекресток за текущий отрезок времени, проезд которых переносится на следующий отрезок. Такимобразо м, этиТС формируют дополнииильную загрузку следующего интервала. Данное увеличение отражается при расчете з ад ержкиот очереди ^.Предлагаемая по прав ка подели накоплени я очередей с учетом вафажчний (13) более точно от ража-ет реальную сктуацию на регулируемых перекрестках, { введении этой п оправкн позволит более точно опивделять целевой пока^гзт^е^г^ь. при поиск{ оптиеальпых параметров светофорного регулировани я на перекрестках. В целом, использование п<едставле нной методики опред еления издержек на пегр>егкрестке побво-ляет производить программную оптимизацию параметров сичтофорн 01"0 регулирован и я в те-ччние суток, что необходимо при организации много программного регулирования.

Приме, ение многопроиичммного регулирования со сменой сигнальных программ (СП) в соответстви и с суточным графиком подразу-метает наличие периодов, в течение которых процесс изменения интенсивности регулируемых направлений можно рассматривать как стационарныйаддитивный процесс вида

А, = Д- + йЛ,,

(14)

где средне е значение! интенсивности; ДА - верхний усроднонный предел аддитивной составляющей интенсквности; /'- порядковый номер регулируемого направле ния.

Набор УП, используемый ига перекресткев течен ие суток можно представить в виде

u = (PhP2

(15)

где К -число С "1, испоеь зы^е ы1 ых в течение суток на ыерефестке.

Каадая СП характеризуется набор.м параметров |ииг^^.пиров^и^я

Рк=(ск,ёЦ,{ГЛыкп,Ао),

(16)

где Н - поряековые номер СП; Сн - длитель-

ностьцикладляНчйСП; - вектор длитель-ности^Р1 разрешающего сигнал а {gз, д2,..., дп)

, - 1вкл , д

для к- о и СП; ¿е - врумя включени н д-о д

__ ±выкл н _ у

СП; ^н - время выключения к-ом СП; н -

временнойинтервал использования Н-ойСП.

Длительность разрешающего сигнала, с уч етом приним аемых д опущений в конечном итогт, является функцией длительностицикла и инте нсивности ес^к^их; ируi^ix

направлений, что сучетом выражения (14) приоет вид

И = f (c,Ai,AAi).

(17)

Определение параметров регулирования и оптимального количества СП в течение суток, должно производиться с помощью критерия суммарной задержки на перекрестке. Задержка на перекрестке является функцией параметров светофорного регулирования и параме-тровТПна этомперекрестке.

Смена СП на перекрестке предполагает наличие переходного периода, связанного с особенностями работы дорожного контроллера, управляющего светофорной сигнализацией [2]. При переходе с одной СП на другую, контроллер в течение нескольких циклов включает режим регулирования с минимальными длительностями фаз. В этот период эффективность функционирования перекрестка снижа ется. Показателем задержки, вызванной сменой СП на перекрестке явлаeтcя функц ия с(сму,она определяется как

HCMj (P P--1 ) =

[0 если Pj = PjA [б если Pj^Pj^

(1 8)

где б - среднее время задержки ТС при смене СП; Р - параметры СП на у'-ом временном интервале; Р - параметры СП = а временном инте рвал а у-1.

Таким образом, подразумеваатся, что на том временном интервале, на котором осу-ществляетсясмена СП возникает дополни-тельн аязадержка транспорт;-, которая учитывается тoлекo на интервалах сменьI СП.

С учатоIV! этого общее время задержки в течение суток определяется суммированием задержек покаадому направлению на каждом временном интервале

о=аа ашыр)+ьр-^о!

»=1у=1 (1М)

где й - суммарная суточная задержка на перекрестке, авт-ч; п - число регулируемых направлений на перекрестке; т - число единичных интервалов времени в течение суток; Н.. - средняя задержка одного ТС на /'-ом на-

правлении в у-ый отрезок времени; К - интенсивность движения на /'-ом направлении в у-ый отрезок времени.

Наличие выражений (18,1М) позволяет определить некоторый оптимум количества сигнальных программ в течение суток, который позволит снизить задержки и при этом ограничит количество задержек, вызванных наличием переходных интервалов при смене сигнальных программ на перекрестке.

Перечисленные выражения (14-1М) образуют модель многопрограммного регулирования на изолированном перекрестке, которая является основой для разработки методики и программного обеспечения, позволяющих в автоматическом режиме производить расчет оптимального количества СП, используемых в течение суток, а также оптимальные параметры для каждой СП с учетом внутричасовой и суточной неравномерности ТП. Подобные алгоритмы разрабатывались как отечественными [5,6], так и зарубежными исследователями [7,8], однако их реализация направлена на оптимизацию параметров координированного управления перекрестками.

Для определения параметров многопрограммного регулирования, учитывающих вну-тричасовую и суточную неравномерность ТП на изолированных перекрестках, разработана методика, реализованная в виде алгоритма поиска оптимального количества СП в течение суток и алгоритма оптимизации параметров каждой СП. В основу методики положены предлагаемая модель многопрограммного регулирования (14-1М) и методика расчета задержек на перекрестке НСМ (4-12) с предлагаемой поправкой модели накопления и убывания очередей (13). Разработанная методика, на основе минимизации суммарной суточной задержки, позволяет объединять единичные временные интервалы в оптимальное количество кластеров, которые определяют периоды включения СП, а также позволяет оптимизировать параметры регулирования каждой СП.

Исходными данными для реализации методики являются: геометрические параметры перекрестка (число подходов, число полос движения), количество и состав фаз регулирования, переходные интервалы (потерянное время), динамика интенсивности движения по каждому регулируемому направлению с 15-ти минутным интервалом.

Схема алгоритма определения оптимального количества СП в течение суток представ-ленанарисунке1.

Начало

_ * _

1. Ввод исходных данных

Начальное число кластеров Пк = Пинт = 1440 / Т

2. Расчет параметров СП для каждого временного интервала по формулам Вебстера

1

3. Расчет суммарной суточной задержки на перекрестке Dв

1

4. Объединение временных интервалов в кластеры по принципу «ближайшего соседа» Расчет параметров СП для кластеров по формулам Вебстера

Расчет числа кластеров крк Кк = Крк

5. Расчет суммарной суточной задержки на перекрестке Dк

X

7. Выбор оптимального варианта объединения временных интервалов в кластеры

I

Конец

Алгоритм основан на том, что смежные временные интервалы могут характеризоваться похожими параметрами движения транспорта ипоэтому в течениеэтих инте рваловвозмож-ноиспользование общей СП, е слиэто рационально с точки зрения снижениязадержек транспорта. Врассматриваемом случае объектами объед инения являются единичные интервалы времени протяженностьк>15 минут. Совокупность объединенных интер валов, для которых рационально использование общей СП, будемназывать кластеро м .

После ввода исходных данных алгоритм предполагает расчет параметров СР для каж-д оговременного интервала по фор мулам (1п 3) который позволяет определить на бор началь-н ых параметров регулирования для каждого п-ого направлезия н£) еаждом у'-ом временном интервале

Р л(сг91 у,92].-.9пу)е

X

6. Вывод в файл варианта объединения временных интервалов в кластеры

нет

Задание средних интенсивностей движения на временных интервалах кластеров

Расчет средних интенсивностей движения по направлениям в кластерах

Рис. Ч, Схема алгоритма определения оптимального количества СП и моментов их переключения в течение суток

где; С - расчетная длительностьцикла регули-рованиядляу'-ого временного интервал а, д -расчетная длительность разрешающего такта для /'-ого регулируемого направления на у'-ом временноминтервале, п- число фазрегули-рования.

Далее для рассчитанных параметров регулирования определяется средняя задержка ТС по методике НСМ, с учетом задержки от сменыСП.Расчет позволяет оце нить величину суммарной задержки на перекрестке для каждогоу'-ого временногоинтервала

С учетом выражений (18,19) суммарная задержка транспорта на перекрестке на у'-ом временном интервале определяется уравнениями

О, л

-00)

°,(р)л £[(<% +5)-^ т] если Р; * рн

I=1

ОР]-1 ЬяНи - А, Т еслиР; л Р-1

I л1

-01)

где О - суммарная задержка автомобилей на перекрестке для у-ого временного интервала, авт-ч; б; - средняя задержка одного автомобиля на/'-ом регулируемом нап равлении в течение у-ого временного интервала, ч; б - задержка, вызванн ая сменой СП на перекрестке; чЛу

- расчетная интенсивность /'-ого регулируемого направл ения на у-ом временном интервале, ед/ч; Т - ллбтекьность единичного иытлрвбла вреьени, ч.

Ыля оСъеди нео ия с ре мен{ыь иныервллов в кш«втер, лпределяющий период р)абожы Сб1, в аьгорииме бспол ьзустся принрип ыбжижай-шего соседа». Он таключается в том, что если сум марная задержка О. на перекрестке, при использовании на у-ом интервале параметров от предыдущего интервала Р , оказывается меньше, чем задержка при использовании на нем параметров Р. (с учетом задержки б от смены СП), то у-ы й интервал п одсоединяется ксуществующему кластерут.е. для него принимаются параметры Р . В протиезногу! случае

- на у-ом инте рвале создьется новый кластер с параметра ми регул иров ания Р..

ОПИ СЭННЫЙ П|ЭИl-^ЦHП реЭЛИЗуеТЬЯ с помощью системы уравнений

Г;--! еслиО^я^Ы-О

Ь \ы- если О;(ы-)н О;(ыь-.1=, (22)

Поале первично -о объед инен ия интервалов вкластеры проводится усреднение ин-тенсивностейдвижения в каждомкластере по формуле

- -пн // \

о:н е1о// (-нн и -пн +1С, 3)

-пН / (2Ч)

где о:н - усредненная интенсивность движения для :'-ого направления в течение Н-го кластера; -пН, -нн - порядковый номер начального и конечного интервалов кластера соответственно.

По полученным усредненным значениям интенсивности далее производится перерасчет параметров регулирования для каждого кластера по формулам (и-Ч) и процедура объединения интервалов в кластеры повторяется снова. Этот цикличный процесс повторяется до тех пор, пока количество кластеров не пе-рестанетуменьшаться(см. рис. и).

Каждый полученный вариант объединения интервалов в кластеры со значением суммарной суточной задержки записывается в от-дельныйфайл.

Далее из всех полученных вариантов кластеризации интервалов выбирается наиболее оптимальный по количеству полученных кластеров и по значению суммарной суточной задержки транспорта на перекрестке. Выбранный вариант кластеризации интервалов в дальнейшем используется в качестве исходного для проведения процедуры оптимизации параметров СП, схема алгоритма которого приведена нарисунке 2.

В начале процесса оптимизации параметров многопрограммного регулирования определяется число кластеров пн, начальный и конечный интервалы включения СП, по формуле (и9) определяется исходная суточная задержка О наперекрестке.

Далее для каждой СП методом покоординатного спуска определяются длительности разрешающих тактов, обеспечивающих минимизацию суточной задержки на перекрестке. Дляэтого проводятсяследующиепроцедуры:

и) поочередно увеличивается длительность каждой фазы регулирования с шагом ис, на каждом шаге запоминается значение суточной задержки О;

2) для СП выбирается такой набор параметров, который соответствует минимальной суточной задержке йтв;

Ч) процедуры проводятся поочередно для каждой СП, до тех пор, пока не оптимизируются все СП.

По окончании процесса оптимизации полученные параметры многопрограммного регулирования и значение суточной задержки О выводятся в файл.

Представленная методика реализована в компьютерной программе на языке С, которая позволяет в автоматическом режиме рассчитывать оптимальные параметры многопрограммного регулирования на перекрестках с учетом суточной и внутричасовой неравномерности ТП.

Для подтверждения эффективности предлагаемой методики, с помощью разработанного программного обеспечения были определены параметры многопрограммного регулирования для перекрестка проспект Космический - улица Индустриальная в городе Омске. В соответствии с исходными данными об условиях движения на перекрестке были определены оптимальные параметры СП, которые приведены в таблице и. При расчете варианта многопрограммного регулирования для рассматриваемого перекрестка использовались следующие ограничения: максимальная длительность цикла - и80 с, минимальная

Рис. 2. Схема алгоритма оптимизации параметров СП

Таблица 1

ОПТИМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МНОГОПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ПЕРЕКРЕСТКА ПР. КОСМИЧЕСКИЙ - УЛ. ИНДУСТРИАЛЬНАЯ В Г. ОМСКЕ

№ СП Время включения ПараметрыСП, с

01 00 06 С

1 0:00 24 00 15 70

0 06:45 01 00 15 67

б 07:15 55 74 40 180

4 09:45 40 69 64 104

5 18:30 60 67 40 180

6 18:45 60 58 51 180

7 19:30 66 66 01 100

8 20:15 1б 00 15 59

Таблица 2

СРАВНЕНИЕ СУММАРНОЙ СУТОЧНОЙ ЗАДЕРЖКИ ТРАНСПОРТА НА ПЕРЕКРЕСТКЕ ПР. КОСМИЧЕСКИЙ - УЛ. ИНДУСТРИАЛЬНАЯ В Г. ОМСКЕ ДЛЯ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ОДНОПРОГРАММНОГО И ПРЕДЛАГАЕМОГО МНОГОПРОГРАММНОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ

Суммарная суточная задержка на перекрестке, авт-ч Показатели эффективности

При однопрограммном регулировании При предлагаемом многопрограммном регулировании Абсолютный, авт-ч Относительный, %

3423,3 2141,6 1281,7 37,4

длительность и-й, 2-й, 3-й фазы - иб, 25, и8 с соответственно.

Для определения эффективности многопрограммного регулирования, параметры которого учитывают суточную и внутричасовую неравномерность движения транспорта на перекрестке, было проведено сравнение величин суточной задержки для предлагаемого варианта многопрограммного регулирования и варианта однопрограммного регулирования, эксплуатируемого на рассматриваемом перекрестке в настоящее время. Результаты сравнения приведены в таблице 2.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Представленная работа содержит решение задачи повышения эффективности регулируемых перекрестков в условиях высокой загрузки посредством учета временной неравномерности ТП.

По результатам работы сделаны следующие выводы:

и. Эффективным и простым методом, позволяющим учитывать временную неравномерность ТП на перекрестке, является многопрограммное регулирование.

2. Предложенная корректировка расчета остаточной очереди на перекрестке позволяет учитывать накопление и убывание очереди ТС в зависимости от степени насыщения регулируемого направления.

Ч. Разработанная модель многопрограммного регулирования на перекрестке, в которой учтена дополнительная задержка транспорта, возникающая при смене сигнальных программ, позволяет автоматизировать расчет и оптимизацию параметров многопрограммного регулирования на изолированных перекрестках.

4. Разработанная методика автоматизированного расчета параметров многопрограммного регулирования на изолированных пере-

крестках позволяет сгруппировать в кластеры единичные временные интервалы, в течение которых рационально использование общей СП исходя из уровня задержек транспорта.

5. Применение разработанного многопрограммного регулирования позволяет снизить суммарную суточную задержку на изолированных перекрестках на величину от 10 до 40%.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кашталинский A.C. Снижение задержек на регулируемых перекрестках с учетом временной неравномерности транспортных потоков / A.C. Кашталинский // Транспортное планирование и моделирование: сб. тр. Меж-дунар. науч.-практ. конф. - СПб: Изд-во СПб-ГАСУ, 2016. - С. 74-82.

2. Капитанов В.Т., Хилажев Е.Б. Управление транспортными потоками. - М.: Транспорт, 1985. - 92 с.

3. Брайловский Н. О., Грановский Б. И. Управление движением транспортных средств. - М.: Транспорт, 1975. - 110 с.

4. Highway Capacity Manual. // TRB, Washington, DC, 2000. - 1134 p.

5. Власов A.A. Эволюционный метод расчета режимов работы светофорной сигнализации / A.A. Власов, В.Ю. Акимова, М.В. Широков // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2009. -№ 47. С. 97-99.

6. Власов A.A. Расчет режимов работы светофорного объекта в условиях насыщенного движения / A.A. Власов, H.A. Орлов, Д.В. Портов, П.Б. Скрипкин // Современные проблемы науки и образования. 2014.- № 3. С.41.- Режим доступа: https://elibrary.ru/ item.asp?id=21807377 (дата обращения: 20.05.2017).

7. Ratrout N. T. Developing optimal timing plans for cyclic traffic along arterials using pre-timed

controllers / N. T. Ratrout // WIT Transactions on state of the art in science and engineering, 2013. - vol. 66. - pp. 29-40.

8. Abbas M. Optimization of Time of Day Plan

Scheduling Using a Multi-Objective Evolutionary Algorithm / M. Abbas, A. Sharma, Y. Jung // Civil Engineering Faculty Publications. Paper 20, 2005. - 20 p.

METHOD OF DETERMINING OPTIMAL MULTIPROGRAM CONTROL PARAMETERS ON ISOLATED INTERSECTIONS

A.S. Kashtalinsky, P.N. Maluygin, V.V. Petrov

Annotation. This paper demonstrates the relevance of accounting of traffic lows variability over time allows reducing intersection traffic delays in urban areas.

The method of determining the optimal parameters of multiprogram control, allows considering the daily and hourly traffic lows variability was developed. Application of the optimized parameters of multiprogram control allows reducing intersection traffic delays up to 10-40% during a day compared to single-program control.

Key words: daily traffic variability, hour traffic variability, multiprogram control, traffic delay, isolated intersection.

REFERENCES

1. Kashtalinsky A.S. Snizhenie zaderzhek na reguliruemyih perekrestkah s uchetom vre-mennoy neravnomernosti transportnyih potokov. [Delay reducing on the signal intersections with taking into account the traffic variability over the time]. Sbornik trudov Mezhdunarodnoy nauch-no-prakticheskoy konferentsii «Transportnoe planirovanie i modelirovanie» [Proc. of the International scientific-practical conference "Transport planning and modeling"], 2016, pp 74-82.

2. Kapitanov V.T., Khilazhev E.B. Upravlenie transportnyimi potokami [Control of traffic lows]. Moscow, Transport, 1985. 92 p.

3. Braylovsky N. O., Granovsky B. I. Upravlenie dvizheniem transportnyih sredstv [Control of vehicles motion]. Moscow, Transport, 1975. 110 p.

4. Highway Capacity Manual. // TRB, Washington, DC, 2000. - 1134 p.

5. Vlasov A.A., Akimova V.Yu., Shirokov M.V. Evolyutsionnyiy metod rascheta rezhimov rabotyi svetofornoy signalizatsii [Evolutionary methods for counting of traffic lights operating modes]. Vestnik HNADU, 2009, no 47, pp 97-99.

6. Vlasov A.A., Orlov N.A., Portov D.V., Skrip-kin P.B. Raschet rezhimov rabotyi svetofornogo ob'ekta v usloviyah nasyischennogo dvizheniya [Design procedure of traffic light control intersection in the conditions of the sated movement]. Sovremennyie problemyi nauki i obrazovaniya, 2014, no 3, pp 41.

7. Ratrout N. T. Developing optimal timing plans for cyclic traffic along arterials using pre-

timed controllers. WIT Transactions on state of the art in science and engineering, 2013, vol. 66, pp 29-40.

8. Abbas M., Sharma A., Jung Y. Optimization of Time of Day Plan Scheduling Using a Multi-Objective Evolutionary Algorithm. Civil Engineering Faculty Publications, Paper 20, 2005, 20 p.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ

Кашталинский Александр Сергеевич (Россия, Омск) - преподаватель кафедры «Организация и безопасность движения» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира,5, e-mail: ask1188@mail.ru).

Kashtalinsky Alexander Sergeevich (Russian Federation, Omsk) - Lecturer, Department Traffic organization and safety of The Siberian State Automobile and Highway University (SibADI) (644080, Mira, 5 prospect, Omsk, Russian Federation, e-mail: ask1188@mail.ru).

Малюгин Павел Николаевич (Россия, Омск) - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Организация и безопасность движения» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. Мира,5, e-mail: pmalugin@mail.ru).

Maluygin Pavel Nikolaevich (Russian Federation, Omsk) - Ph. D. in Technical Sciences, Ass. Professor, Department Traffic organization and safety of The Siberian State Automobile and Highway University (SibADI) (644080, Mira, 5 prospect, Omsk, Russian Federation, e-mail: pmalugin@mail.ru).

Петров Валерий Васильевич (Россия, Омск) - кандидат технических наук, доцент, до-

цент кафедры «Организация и безопасность движения» ФГБОУ ВО «СибАДИ» (644080, г. Омск, пр. МираД e-mail: p51@inbox.ru).

Petrov Valéry Vasilievich (Russian Fédération, Omsk) - Ph. D. in Technical Sciences, Ass.

Professor, Department Traffic organization and safety of The Siberian State Automobile and Highway University (SibADI) (644080, Mira, 5 prospect, Omsk, Russian Federation, e-mail: p51@inbox.ru).

IIII III III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III II III III II III III III M

УДК 621.793

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКРЫТИЙ ПРИ ЭЛЕКТРОИСКРОВОМ МОДИФИЦИРОВАНИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Д.Н. Коротаев1, Е.В. Иванова2 1 ФГБОУ ВО «СибАДИ», г. Омск, Россия;

2Военная академия материально-технического обеспечения им. генерала армии A.B. Хрулева, Омский

автобронетанковый инженерный институт, г. Омск, Россия

Аннотация. Представлены результаты исследования влияния материалов легирующих электродов при электроискровом модифицировании стальных деталей транспортно-технологи-ческих машин на фазовый состав формируемых покрытий и поверхностных слоев. Установлено, что при обработке электродом на основе карбида титана с добавками никеля, хрома, алюминия и шеелитового концентрата, в покрытии образуется упрочняющая фаза - интер-металлид NiJAITi). Кроме того, в работе приведены экспериментальные данные по влиянию газовой межэлектродной среды на толщину покрытия, плотность дефектов кристаллического строения материалов и трибологические свойства модифицированных поверхностных слоев и покрытий. Полученные результаты свидетельствуют об активном участии газовой среды в изменении физико-механических и трибологических свойств покрытий и поверхностных слоев. Так, при электроискровой обработке в атмосфере кислорода зафиксирована минимальная толщина покрытия (около 30 pm) и максимальная износостойкость. Это связано с тем, что кристаллическое состояние поверхностей, полученных в кислородсодержащей среде, характеризуется повышенной плотностью дислокаций. Кроме того, согласно рентге-нофазовому анализу, под микроразмерным покрытием располагается дисперсно-упрочненный поверхностный слой с образованием интерметаллидов, что также способствует увеличению степени упрочнения стальной поверхности.

Ключевые слова: электроискровое модифицирование, функциональное покрытие, фазовый состав, упрочнение, интерметаллиды, износостойкость.

ВВЕДЕНИЕ

Эксплуатационные свойства деталей транспортно-технологических машин и комплексов во многом определяются способностью конструкционного материала сопротивляться внешним воздействиям, среди которых значительная роль принадлежит трению и изнашиванию поверхностей.

Развитие автомобильной отрасли требует создания функциональных покрытий, способных повысить надежность и долговечность деталей машин и снизить их материалоемкость. Все большее распространение получают

технологии, использующие высокоэнергетические методы модифицирования [и, 2]. При этом, в неравновесных условиях нагрева и охлаждения происходит формирование принципиально нового, особого структурного состояния поверхностного слоя. В связи с этим обеспечение автотранспортных предприятий запасными частями с повышенной надежностью за счет поверхностного модифицирования изнашиваемых деталей является актуальной задачей, решение которой позволит избежать не только простоев машин, но и сэкономить трудовые, материальные и топливно-энергетические ресурсы.