Информационная поддержка управления пространственно-координированными объектами средствами нейронных сетей

• Автор: Сапрыкин, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 231 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ПОНЯТИЙ И МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ . .

1.1 Транспортная инфраструктура.

1.2 Интеллектуальные транспортные системы.

1.3 Средства пространственновременного анализа

1.4 Нейросетевые методы анализа информации

1.5 Методы построения системы исследования пространственно

координированных объектов

1.6 Задачи исследования пространственнокоординированных объектов

1.7 Основные выводы.
2 МОДЕЛЬ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
ПРОСТРАНСТВЕННОКООРДИНИРОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ
2.1 Управление объектами транспортной инфраструктуры
2.2 Онтология транспортной инфраструктуры
2.3 Математическая модель транспортной инфраструктуры.
2.4 Многослойные нейронные сети прямого распространения.
2.5 Нейронные сети с эволюционирующей архитектурой
2.6 Нейронные сети с активными нейронами
2.7 Нейросетевые модели транспортной инфраструктуры.
2.7.1 Пространственновременной анализ интенсивности.
2.7.2 Пространственный анализ интенсивности
2.7.3 Пространственный анализ аварийности
2.8 Основные выводы и результаты
3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ
ПРОСТРАНСТВЕННОКООРДИНИРОВАННЫ МИ ОБЪЕКТАМИ.
3.1 Методология использования паттернов в архитектуре ИТС.
3.2 Синергетический эффект в архитектуре
3.3 Многоуровневая архитектура.
3.4 Паттерн Модель предметной области
3.5 Паттерны интеграции
3.6 Основные выводы и результаты.
4. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ИССЛЕДОВАИЯ
ПРОСТРАНСТВЕННОКООРДИНИРОВАННЫХ ОБЪЕКТОВ
4.1 Назначение, возможности и варианты использования
интеллектуальной системы.
4.1.1 Задачи аналитического инструментария в контексте ИТС.
4.1.2 Структура программного комплекса.
4.1.3 Программная инфраструктура системы.
4.1.4 База данных пространственнокоординированных объектов
4.2 Инструментальные средства исследования пространственнокоординированных объектов
4.2.1 Геоинформационная система обработки пространственнокоординированных объектов
4.2.2 Подсистема анализа пространственнокоординированных объектов.
4.2.3 Подсистема исследования алгоритмов.
4.3 Разработка и реализация методики исследований
4.4. Проведение исследования пространственнокоординированных
объектов
4.4.1 Пространственновременной анализ интенсивности.
4.4.2 Пространственный анализ интенсивности
4.4.3 Пространственный анализ аварийности
4.5 Основные выводы и результаты.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Помимо ТСОДЦ на улично-дорожной сети могут располагаться и другие объекты, непосредственно или опосредованно влияющие на организацию дорожного движения: световые опоры, рекламные сооружения, объекты придорожного сервиса, остановки общественного транспорта, автозаправочные станции и др. Задача оптимальной и корректной, с точки зрения обеспечения безопасности движения, дислокации дорожных знаков на улично-дорожной сети требует использования современных интеллектуальных информационных технологий с привлечением геоинформационных систем. Оптимальные параметры управления светофорной сигнализацией и оптимальной дислокации ТСОДД обеспечивают равномерное разделение (канализирование) транспортных потоков, позволяют снизить, как локальные задержки транспортных средств на перекрестке, так и в целом на улично-дорожной сети [3]. Одной из важных задач управления транспортной инфраструктурой и повышения ее безопасности является уменьшение частоты возникновения дорожно-транспортных происшествий (ДТП) и транспортных заторов []. ДТП связаны следующие понятия: очаг аварийности, уровень аварийности и предопасная ситуация. Очаг аварийности - место концентрации ДТП []. Для выявления очагов аварийности пользуются следующим определением: очагом аварийности является эллиптическая область, содержащая N > 3 ДТП, большая полуось которой « = м, малая полуось равна половине ширины дороги (Ь = 0. Уровень аварийности - это количество ДТП на единицу площади и единицу времени. Предопасная ситуация - ситуация, в которой участник движения по некоторым признакам может прогнозировать возникновение опасной ситуации и может принять меры по ее предупреждению или снижению степени ее опасности. Участник дорожного движения - некоторые участники попадают в ДТП чаще других. Помимо основных, существуют дополнительные внешние сопутствующие факторы, увеличивающие вероятность ошибки человека, результатом которой может стать ДТП. Например, перегруженность дороги, нарушение плавности потока, опасное состояние дорожного покрытия, неблагоприятные погодные условия, производство дорожно-ремонтных работ и т. ДТП или смягчения тяжести их последствий. Дорожный затор возникает при большом скоплении транспортных средств. При заторе движение транспортного потока приобретает прерывистый характер. Рассмотрим механизм образования затора (рис. Если длина дороги 1(}, занимаемая очередью на перегоне, не больше длины перегона, т. I то работа перекрестка 5, протекает нормально. I, т. У, не умещается на перегоне (7, /) и скапливается в зоне перекрестка 5,. Это немедленно ведет к нарушению нормального функционирования перекрестка 5,, на конфликтующих направлениях которого накапливается очередь транспортных средств. Возникает положительная обратная связь по транспортному потоку, и затор лавинообразно распространяется на участок УДС []. Рис. Заторы подразделяются на случайные и систематические, т. Определение зависимости возникновения случайных и существования систематических заторов от определенных факторов транспортной инфраструктуры позволит принять действенные меры по улучшению дорожного движения на улично-дорожной сети. Интеллектуальная транспортная система (ИТС) - это комплекс интегрированных средств управления транспортной инфраструктурой (уличнодорожной сетью, техническими средствами организации дорожного движения, транспортными потоками), применяемых для решения задач организации дорожного движения, на основе современных информационных технологий, организации информационных потоков о функционировании транспортной инфраструктуры в реальном режиме времени. Многоуровневая сложноорганизованная ИТС представляет собой гибридную систему, состоящую из множества разнородных систем, сложным образом взаимодействующих друг с другом - управляющих, классифицирующих, прогнозирующих, экспертных, принимающих решения или поддерживающих эти процессы, объединенных для достижения единой цели []. Мониторинг характеристик транспортных потоков может осуществляться с помощью цифровых видеокамер, микроволновых и индуктивных транспортных детекторов и др.