CC BY
60
УДК 621.863.2
ОБ УЧЕТЕ ВОДИТЕЛЯ В ЭМПИРИКО-СТОХАСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ
ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ
Е.М. Гецович, профессор, д.т.н., В.Ю. Король, ассистент, ХНАДУ
Аннотация. Предложен метод моделирования принятия решения водителями в эмпирико-стохастических моделях транспортных потоков с помощью коэффициента решительности, распределение вероятностей значений которого подлежит экспериментальному определению.
Ключевые слова: эмпирико-стохастическая модель, водитель, транспортный поток, коэффициент решительности водителя, распределения вероятностей.
ПРО УРАХУВАННЯ ВОД1Я В ЕМП1РИКО-СТОХАСТИЧНИХ МОДЕЛЯХ
ТРАНСПОРТНИХ ПОТОК1В
С.М. Гецович, професор, д.т.н., В.Ю. Король, асистент, ХНАДУ
Анотаця. Запропоновано метод моделювання прийняття ршення вод1ями в емтрико-стохастичних моделях транспортних потоюв за допомогою коефщента ршучост!, розподы ¡мов1рностей значень якого тдлягае експериментальному визначенню.
Ключов1 слова: емтрико-стохастична модель, водШ, транспортний пот1к, коефщент р1шу-чост1 вод1я, розподыи ¡мов1рностей.
ON ACCOUNT OF DRIVERS IN EMPIRIKO-STOCHASTIC MODELS OF TRAFFIC
Е. Getsovich, Professor, Doctor of Technical Science, V. Korol, assistant, KhNAOT
Abstract. Offered is a method of drivers decision-making designing in the empiriko-stochastic models of traffic with the help of a decision coefficient, value probability distribution subjected to the experimental determination.
Key words: empiriko-stochastic model, driver, traffic, decision coefficient of drivers, probability, distribution.
Введение
Водитель является одной из важнейших составляющих в моделях транспортных потоков. Его поведение в плане принятия решений во многом определяет параметры движения транспортных потоков. При этом принятие того или иного решения зависит от заранее неизвестного множества факторов: опыт вождения, пол и возраст, погодно-климатические условия, психофизиологические качества водителя, динамические свойства автомобиля, интенсивность движения и т.д. Попытки моделировать каждого водите-
ля при различном сочетании факторов, определяющих его поведение [1], приводят к тому, что количество уравнений, описывающих это поведение, достигает нескольких десятков. Это делает невозможным применить такой подход при моделировании движения транспортных потоков на улично-дорожной сети большого города, где одновременно движутся тысячи, а то и десятки тысяч объектов.
Анализ публикаций
Известны работы, в которых управляющие воздействия водителя задаются каким-либо
20
Вестник ХНАДУ, вып. 50, 2010
условием с неизвестными коэффициентами [2], а коэффициенты определяются из модели движения автомобиля с учетом экспертного задания точности управления. Такой подход дает хорошие результаты при анализе устойчивости и управляемости автомобиля в тормозном, тяговом или режиме свободного качения. При моделировании движения автомобиля в транспортном потоке вышеуказанное условие превращается в сложнейший многокомпонентный функционал с десятком неизвестных коэффициентов, оперировать которым при моделировании транспортных потоков не представляется возможным.
Моделирование принятия решения водителями в эмпирико-стохастических моделях
Авторами поставлена задача упрощения модели водителя и адаптации этой модели к эмпирико-стохастическим моделям транспортных потоков [3]. Такая модель может быть создана путем задания вероятностей принятия водителем того или иного решения. При этом распределение вероятностей принятия решений подлежит экспериментальному определению.
Решение задачи
Для пояснения предложенного подхода к моделированию поведения водителя обратимся к схеме движения транспортных потоков на нерегулируемом перекрестке (рис. 1), как наиболее сложном участке улично-дорожной сети с точки зрения принятия водителем решений.
п
Рис. 1. Схема движения транспортных потоков на нерегулируемом перекрестке
Рассмотрим поведение водителя автомобиля, подъехавшего к перекрестку к точке В и остановившегося перед знаком «Уступить дорогу». При правом повороте водитель оценивает запас времени тзл и, если, по его мнению, он достаточен, выполняет поворот. Теоретически необходимое для выполнения правого поворота с учетом разгона до скорости потока слева время ттп может быть определено с помощью методов теории автомобиля [4].
Оценку достаточности запаса по времени водитель осуществляет с некоторой перестраховкой и принимает решение начать выполнение маневра при
т <т .
зл тп
(1)
Отношение
Кр =-
злф
(2)
где тзлф - фактический запас времени, при котором водитель примет решение о выполнении маневра, определяет степень решительности водителя в принятии решений. В дальнейшем будем называть его «коэффициент решительности». Очевидно, что возможный диапазон его изменения
0 < Кр < 1.
(3)
Распределение вероятностей Кр в указанном диапазоне подлежит экспериментальному определению известными методами, например, с помощью видеосъемки движения потоков через перекресток и методов обработки статистических данных.
При движении через перекресток прямо водитель в качестве запаса по времени принимает
Тзф = т1п(тзл, Тзп ^
а при левом повороте
т зф = тт(т зл, т зП, Тзв).
(4)
(5)
Следует учитывать, что решительность водителя может зависеть от вида маневра на перекрестке (поворот направо, проезд прямо, поворот налево), поэтому распределение
т
тп
вероятностей значений коэффициента решительности должны быть определены для каждого вида маневра. Примерный вид распределения коэффициента решительности показан на рис. 2.
Рис. 2. Примерный вид распределения коэффициента решительности водителя
Предварительный хронометраж движения транспортных потоков через перекресток показал, что решительность водителей в принятии решений зависит от интенсивно-стей потоков: чем выше интенсивность, тем решительнее вынуждены действовать водители. Этим объясняется смещение вправо кривой распределения коэффициента решительности при увеличении интенсивностей транспортных потоков. Изменение формы распределения в функции интенсивности движения также подлежит экспериментальному определению.
Выводы
При моделировании поведения водителей в эмпирико-стохастических моделях транспортных потоков может быть использован
коэффициент решительности водителя, задаваемый как случайная величина с учетом распределения вероятностей его значения и изменения распределения вероятностей в функции интенсивностей потоков.
Литература
1. Хачатуров А. А. Динамика системы доро-
га - шина - автомобиль - водитель / А.А. Хачатуров, В.Л. Афанасьев. - М. : Машиностроение, 1976. - 536 с.
2. Гецович Е.М. Об учете влияния водителя
при исследовании управляемости и устойчивости автомобиля на математических моделях / Е.М. Гецович // Известия ВУЗов. - М. : Машиностроение. - 1984.
- Вып. 4. - С. 18-20.
3. Гецович Е.М. Эмпирико-стохастический
подход к моделированию транспортных потоков / Е.М. Гецович, В.Т. Лазурик, Н.А. Семченко, В.Ю. Король // Компьютерное моделирование в наукоемких технологиях : тр. научн.-техн. конф. с междунар. участием Харьк. нац. ун-та имени В.Н. Каразина, 18-21 мая 2010 г.
- Харьков, 2010. - Ч. 1. - С. 101-104.
4. Фалькевич Б.С. Теория автомобиля : учеб-
ник для вузов / Б.С. Фалькевич. - М. : Машгиз, 1963. - 240 с.
Рецензент: В.Т. Лазурик, профессор, д.т.н., ХНАДУ.
Статья поступила в редакцию 1 июня 2010 г.
