- •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
3.6. Задержки автомобилей при регулярном транспортном потоке
Когда интенсивность движения велика, то транспортный поток может приближенно рассматриваться как регулярный, подобный потоку жидкости. Вначале оценим время ожидания автомобилей на основании такой приближенной модели.
Пусть А(τ) будет представлять суммарное количество автомобилей, прибывающих к перекрестку, a D(τ)– суммарное количество автомобилей, убывающих с перекрестка за время τ при условии наличия очереди. Тогда
(3.8)
где q и qM – соответственно интенсивность прибытия и интенсивность насыщения потока отправлений.
Если Q(t) – число автомобилей в очереди, а начало отсчета времени – начало горения красного сигнала, то
(3.9)
как это показано на рис. 3.9, где R и Т соответственно обозначают длительность горения красного сигнала и цикла регулирования (принимаем, что R включает потерянное время L), а t0 – момент времени, когда очередь рассасывается. Отсюда t0 является корнем уравнения
(3.10)
(3.11)
При
t0>T
мы принимаем, что второе уравнение в
(3.9) справедливо только для
.
Это случай, при котором очередь не
рассасывается, а растет во времени.
Т
ак
как суммарная задержка для всех
автомобилей в очереди за интервал
времени между t
и t+dt
равна Q(t)dt,
то суммарная задержка W
за цикл регулирования длительностью Т
(3.12)
В
случае
,
подставляя (3.9) и (3.11) в (3.12), найдем
(3.13)
Если условие
(3.14)
(G – длительность горения зеленого сигнала) справедливо для прибывающего потока, то Q(0) всегда принимает нулевое значение после конечного периода времени и условие удовлетворяется. Исходя из этого, суммарную задержку W за цикл регулирования находят из выражения
(3.15)
Средняя задержка автомобиля
(3.16)
где ρ – относительная интенсивность движения, равная
(3.17)
g – распределение длительности горения сигналов в цикле.
4.7. Вопросы для самоконтроля
Типы перекрестков, классификация маневров на перекрестке, виды конфликтных точек.
Оценка сложности (условной опасности) пересечения транспортных потоков, индекс интенсивностей.
Каковы преимущества одностороннего движения?
Перечислите параметры жесткого однопрограммного управления движения на перекрестке.
Как зависит пропускная способность перекрестка от интервалов отправления и длительности циклов регулирования?
От каких параметров зависит длина очереди на перекрестке?
4 250 . Транспортные заторы
Общепринятого определения транспортного затора (пробки) не существует. На свободной дороге транспортный поток не образует очередей, если малое возмущение скоростей, возникшее в некоторой точке дороги, не распространяется вверх по потоку. И наоборот, если возмущение скоростей, возникшее на некотором участке, распространяется за его пределы, то в транспортном потоке образуются скопления и возникают заторы.
Обычно описываются одиночные пробки и серия пробок.
