- •1. Теоретические основы математического моделирования
- •Проблемы в управлении дорожным движением
- •1.2.Методы моделирования транспортных систем
- •1.3. Классификация моделей
- •1.4. Классификация математических моделей
- •1.5. Этапы разработки математических моделей
- •1.6. Вопросы для самоконтроля
- •2. Основные характеристики движения транспортных средств
- •2.1. Параметры транспортного потока
- •2.2. Макроскопические модели транспортного потока
- •2.3. Микроскопические модели транспортного потока
- •2.4. Вопросы для самоконтроля
- •3. Движение транспортных средств на перекрестках
- •3.1. Типы перекрестков. Анализ конфликтных точек
- •3.2. Определение сложности и опасности перекрёстка
- •3.3. Круговое движение на пересечениях
- •3.4. Управляющие параметры светофорной сигнализации
- •3.5. Пропускная способность регулируемого перекрестка
- •3.6. Задержки автомобилей при регулярном транспортном потоке
- •4.7. Вопросы для самоконтроля
- •4 250 . Транспортные заторы
- •4.1. Одиночные пробки
- •4.2. Серия пробок
- •4.3. Классификация фаз потока
- •4.4. Причина затора – геометрические особенности дороги
- •4.5. Задержки транспортных средств
- •4.6. Множественные устойчивые состояния и хаос
- •4.7. Вопросы для самоконтроля
- •5. Моделирование тягово-скоростных свойств транспортных средств
- •5.1. Силы, действующие на автомобиль при прямолинейном движении
- •5.2. Уравнение прямолинейного движения автомобиля
- •5.3.Динамика автомобиля, транспортирующего емкости с жидкостью
- •5.3.1 Динамика торможения автомобиля при движении по прямой
- •5.3.2. Динамики равномерного движения автомобиля по повороту
- •5.3.3. Расчет дополнительных усилий, вызванных движением жидкости в баках
- •5.4. Контрольные вопросы
- •6. Методы моделирования транспортных средств на микроуровне
- •6.1. Основы построения математических моделей на микроуровне
- •6.2. Моделирование тепловых систем
- •6.3. Технология вычислительного эксперимента
- •6.3.1. Основы метода сеток
- •6.3.2. Схемы аппроксимации уравнения теплопроводности
- •6.3.3. Решение сеточных уравнений
- •Основы теории подобия и моделирования
- •6.4.1. Подобие физических явлений
- •6.4.1.Числа подобия при моделировании обтекания автомобиля
- •Вопросы для самоконтроля
- •7. Основные понятия стохастического моделирования
- •7.1. Моделирование в условия неопределенности
- •7.2. Функция и плотность распределения случайной величины
- •7.3.Меры положения и рассеяния кривой распределения
- •7.4.Теоретические законы распределения
- •7.4.1. Закон нормального распределения (закон Гаусса)
- •Кривая Гаусса имеет следующие особенности.
- •7.4.2. Экспоненциальное распределение
- •7.5. Представление распределения скоростей автомобилей в транспортном потоке
- •7.6. Основы корреляционного и регрессионного анализа
- •7.6.1. Метод наименьших квадратов
- •7.6.2. Выборочный коэффициент корреляции
- •7.7. Вопросы для самоконтроля
- •8. Материалы для самостоятельной работы
- •8.1. Курсовая работа
- •8.2. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы
- •Список рекомендуемой литературы
- •8.3. Пример выполнения курсовой работы
- •8.4. О приближенных вычислениях
- •8.5. Тест для проверки уровня обученности
- •4) Сдвиг фаз относительно соседних перекрестков.
- •Пример титульного листа курсовой работы
3.3. Круговое движение на пересечениях
Одним из способов сокращения числа конфликтных точек является переход к одностороннему движению, главное достоинство которого состоит в устранении конфликта встречных транспортных потоков, поскольку конфликтные точки встречного движения являются наиболее опасными. Особенно ощутимо сокращается число конфликтных точек на пересечениях. К преимуществам одностороннего движения следует также отнести:
возможности более рационального использования полос проезжей части и осуществления принципа выравнивания состава потоков на каждой из них (специализация полос);
резкое улучшение условий координации светофорного регулирования между пересечениями;
облегчение условий перехода пешеходами проезжей части в результате четкого координированного регулирования и упрощения их ориентировки, так как нет встречного транспортного потока;
повышение безопасности движения в темное время вследствие ликвидации ослепления водителей светом фар встречных транспортных средств.
Развитием метода организации одностороннего движения на перегонах улиц и дорог применительно к перекресткам и городским площадям является введение на них кругового движения. При этом главным результатом является ликвидация конфликтных точек пересечения и конфликта встречных потоков. Вторым положительным фактором является воздействие на водителя центробежной силы при движении по круговой траектории, в результате чего он автоматически снижает скорость. На правильно спроектированных развязках такого типа скорость свободного движения легковых автомобилей составляет 40–45 км/ч (не более), что обеспечивает высокую степень вероятности ликвидировать любую конфликтную ситуацию. Высокая безопасность на развязках кругового типа (которые применяются как в городских условиях, так и на автомобильных дорогах) подтверждается отечественной и зарубежной статистикой дорожно-транспортных происшествий.
Принципиальная схема полноценного кругового движения показана на рис. 3.4 на примере 4-лучевой развязки с симметричным расположением входящих дорог. Такая развязка присуща прямоугольной сетке уличной дорожной сети. Однако в реальных условиях, особенно при радиальной схеме сходящихся дорог (в старых городах), симметричное их расположение не обеспечивается. Это ухудшает условия движения вследствие сокращения длины участков перестроения.
В ряде случаев применяются прямоугольные и эллиптические островки, что естественно уменьшает возможность снижения скорости за счет воздействия на водителя боковой силы.
Самой крупной кольцевой развязкой с круглым островком является площадь генерала Де Голля в Париже. Она обслуживает 12 сходящихся дорог и имеет центральный островок диаметром около 90 м. Весьма положительным и упрощающим ситуацию на многолучевых развязках является применение одностороннего движения на некоторых входах и выходах. Это сокращает число конфликтных точек.
3.4. Управляющие параметры светофорной сигнализации
Целью светофорного регулирования на перекрестке является обеспечение безопасности движения. Автомобили, прибывающие к регулируемому перекрестку за время действия красного сигнала, должны ожидать включения зеленого сигнала. Кроме того, они также задерживаются в процессе трогания с места. Отсюда очевидно, что снижение пропускной способности перекрестка является неизбежным.
Светофорная сигнализация управляет потоком автомобилей с помощью зеленого, желтого и красного сигналов практически во всех странах мира. Типичным методом управления светофорной сигнализацией является переключение сигналов с помощью постоянного цикла регулирования или жесткое однопрограммное управление. При этом управляющем алгоритме длительности горения зеленого, желтого и красного сигналов являются постоянными и повторяющимися от цикла к циклу.
Параметрами жесткого однопрограммного управления являются (рис. 3.5):
д
лительность
цикла регулирования Т:
повторяющийся период работы светофорного
сигнала (Т
на рис. 3.5);распределение длительностей горения сигналов в пределах цикла g: отношение времени горения зеленого сигнала для данного направления движения к длительности цикла регулирования. Определяется для каждого потока, прибывающего к перекрестку (для потока 2 на рис. 3.5, g = G/T). Требуется, чтобы в случае, когда на одном направлении движения включен зеленый сигнал, на конфликтующем направлении включался красный.
сдвиг фаз относительно соседних перекрестков – сдвиг по фазе начала горения зеленого сигналу. Имеются два определения:
а) относительный сдвиг γ – сдвиг по фазе сигналов светофоров на двух соседних перекрестках;
б) абсолютный сдвиг ξ – сдвиг по фазе сигнала каждого светофора относительно заранее заданного сигнала, т. е. заранее определенной точки в цикле регулирования.
Величина сдвига фаз задается отношением разности фаз к длительности цикла регулирования. Например, относительный сдвиг фаз между двумя перекрестками на рис. 3.5 равен D/T.
