CC BY
30
УДК 656.13
УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ С УЧЕТОМ ИХ
СТОХАСТИЧНОСТИ
В. В. Петров, А. С. Кашталинский
Аннотация. Описано влияние стохастичности транспортного потока на качество его управления. Представлены результаты анализа статистических данных об интенсивности движения. Показана линейная зависимость стохастичности от величины интенсивности.
Ключевые слова: транспортный поток, стохастичность, интенсивность движения.
Эффективность управления транспортными потоками (ТП) на дорожнотранспортной сети города зависит от соответствия параметров управления светофорной сигнализацией характеристикам транспортных потоков. Основными параметрами управления являются длительность цикла и длительности фаз, а наиболее часто используемой характеристикой ТП является интенсивность движения. Анализ результатов эксплуатации более десяти АСУ дорожным движением в городах РФ показал, что расчет параметров управления, основанный на статистических данных за год, полученных с помощью детекторов транспорта зачастую требует значительной корректировки.
На основании изложенного была поставлена задача выявления причин такого несоответствия и поиска пути его устранения.
В общепринятой методике расчета длительности цикла и фаз [1] в качестве исходных данных берутся средние значения интенсивности движения за периоды времени 15 минут или 60 минут. В соответствии с работой [2] интенсивность движения X можно записать следующим образом:
(1)
где Хае( - постоянная составляющая; аг -случайная составляющая.
Робертсон в своей работе [4] указывает, что качество управления ТП мало зависит от случайной составляющей Хшг пока степень насыщения ТП на направлении движения Х<0,8 (0<Х<1). Величина Х определяется по формуле:
X = LA
t s
(2)
где Т - длительность цикла; t - длительность фазы; А - интенсивность движения; s -поток насыщения (s -const). Робертсон указывает, что роль случайной составляющей Avar при степени насыщения Х>0,8 очень велика и для оценки качества управления ТП предлагает ввести случайную составляющую задержки zV:
l X2
4 (l - X)’
(3)
Как видно из формулы (3) случайная задержка зависит только от величины степени насыщения Х. Если учесть что в степени насыщения независимая переменная - это интенсивность движения, то величина zV, в основном, определяется также интенсивностью ТП. Таким образом, случайный характер интенсивности имеет неоднозначное и значительное влияние на качество управления ТП. Случайный характер изменения интенсивности ТП принято называть стоха-стичностью ТП [3].
Для решения поставленной задачи необходимо выполнить следующие действия:
- исследовать изменения интенсивности ТП в широком диапазоне;
- установить значимость и характер стохастичности от величины интенсивности ТП;
- установить связь стохастичности с параметрами управления ТП.
На первом шаге выполнения задачи был выполнен анализ статистических данных изменения интенсивности ТП, полученных с помощью детекторов транспорта. Данные собранные в течении месяца непрерывного измерения с 01.11.2006 по 27.11.2007г. на двухполосном направлении движения ул. Фрунзе г. Омска. Состав ТП: 85% - легковые автомобили; 15% - грузовые и автобусы. Интенсивность
ТП изменялась от 0 до 800 автомобилей в час на полосу. Период усреднения данных составлял 5 минут.
В результате обработки данных были получены аппроксимирующие зависимости относительного показателя 1о и абсолютного показателя 1а разброса интенсивности ТП от средней величины интенсивности:
1о = 37,521 - 0,0351, (4)
1а = 24,875 + 0,1311, (5)
где 1 - среднее значение интенсивности ТП.
Как видно из уравнения (4) с ростом интенсивности ТП изменяется величина разброса 1о, а при средних значениях (300<1<600) раз-
брос может составлять порядка 20%. Если перейти к абсолютным значениям (в соответствии с выражением (5)), то при 1=600 авт/ч 1а составит более 100 авт/ч. Что приведет к затору, т.к. величина X вместо 0,8 составит 0,95 в соответствии с выражением (2).
На рис. 1 и рис. 2 представлены графические иллюстрации зависимостей (4) и (5), соответственно.
Учет стохастичности ТП при расчете параметров управления с поправкой в соответствии с (5) позволил сократить вероятность возникновения заторовых ситуаций в г. Красноярске, г. Воронеже, г. Белгороде, в среднем на 15 %.
к
е- 80
(-■ о
о О
и К
к т
к я
(и о 60
К Я
О <и е- Я Я
о Я 40
и Я
о Я
к <и
л Я
ч й
(и (- Я п 20
Я о О О и <и
К я
О ч: <и 0
О, о
1 1 1 X Л, = 37,521-0,035 Л
X
^Х X
Хх х^хх^х-- 1 1 1
200
400
600
300
Интенсивность движения
Рис. 1. Зависимость абсолютного отклонения интенсивности движения от ее среднего значения
Рис. 2. Зависимость относительного отклонения интенсивности движения от ее среднего значения
Библиографический список
1. Руководство по регулированию дорожного движения в городах. М.: Стройиздат, 1974. - 96с.
2. Печерский М .П., Хорович Б.Г. Автоматизированные системы управления дорожным движением в городах. М.: Транспорт, 1979. - 176 с.
3. Петров В .В.Управление движением транспортных потоков в городах: Монография
- Омск: Изд. СибАДИ, 2007. - 92с.
4. Robertson D. Transyt method for area traffic control. // Traffic Engeneering & Control. -1969 - №11 - С. 6.
TRAFFIC CONTROL WITH A GLANCE OF ITS STOCHASTICITY
V.V. Petrov, A.S. Kashtalinsky
The article devoted to describes the influence of traffic flow stochasticity on the quality control. There is set out results of statistical data analysis of vehicle density. The authors presents the linear dependence of stochasticity on vehicle density.
Петров Валерий Васильевич - кандидат технических наук, доцент кафедры «Организация и безопасность движения» СибАДИ. Основные направления научной деятельности: Управление транспортными потоками. Общее количество опубликованных работ: 40. E-mail: [email protected].
Кашталинский Александр Сергеевич - аспирант кафедры «Организация и безопасность движения» СибАДИ. Основные направления научной деятельности: управление транспортными потоками. E-mail:kashtan888@mail. ru.
