Модели и алгоритмы управления дорожным движением мегаполисов

• Автор: Жамран Мутаз АбуАльнаср
• Шифр специальности: 05.13.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ ГОРОДОВ.

1.1 Основные положения по управлению транспортными потоками городов.

1.2 Вариант автоматизированной системы управления транспортными потоками ближнего зарубежья.

1.3 Варианты отечественной системы управления транспортными потоками

1.4 Объекты системы управления транспортными потоками городов и оценка их эффективности.
1.5 Критерии эффективности при управлении транспортными потоками городов и постановка задач исследования.

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ ГОРОДОВ

2.1 Модель интеллектуальной системы управления транспортными потоками города.

2.2 Модель классификации автомагистралей и перекрестков города
2.3 Механизм прогнозирования состояний автомагистралей и перекрестков.
2.4 Механизм анализа состояния загруженности автомагистралей
2.5 Модель и алгоритм функционирования ИСУТП
2.6 Концептуальная и логическая модели ИСУТП
3. ВАРИАНТ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ НА ОСНОВЕ СВЕТОФОРНЫХ ОБЪЕКТОВ
3.1. Механизмы формирования ИСУТП
3.2. Синтез комплекса программнотехнического оборудования для реализации задач ИСУТП
3.3 Проверка эффективности ИСУТП.
Заключение.
Литература


Москва), «Город-М1» (Минск), «ТАР1С Р2» (фирма Siemens), рассматриваются схемы управленческой деятельности сотрудников центров управления дорожным движением, определены основные объекты в структуре управления транспортными потоками улично-дорожной сети города. Управление транспортными потоками улично-дорожной сети (УДС) в городах осуществляется за счет изменения режимов работы светофорных объектов на регулируемых перекрестках. Одним из самых главных параметров транспортного потока, на основании которого принимаются решения о перераспределении зеленого времени между группами движения; является задержка транспортных средств. В существующих АСУДД основной формулой расчета задержек является формула Ф. Вебстера, основным недостатком которой является то, что в ней не учитываются влияние предыдущего по ходу движения регулируемого перекрестка на рассматриваемый. Поэтому использование такой формулы для определения режимов работы светофорных объектов приводит к значительным ошибкам. В результате управление светофорными объектами осуществляется локально и не влияет на общую картину транспортных развязок в городах. Рассмотрим существующую модель системы управления транспортными потоками (СУТИ). Тогда, объектом управления является транспортный поток Му перемещающийся по УДС Ь. Задача управления формулируется следующим образом: необходимо организовать движение транспортного потока Мтак, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность перекрестков. Имея поток М на участке схемы Д и воздействуя на него управляющим органом (центром организации дорожного движения) и, получим другой поток на следующем участке Д+1. Ребра графа X задаются по следующему правилу (матрица смежности): X,у= 1, существует участок дороги, соединяющий перекрестки / и у (длинной в 1 квартал), пригодный для проезда транспорта. Х//= 0, не существует таких участков дорог. Далее для нахождения кратчайшего пути используется один из алгоритмов теории графов, например алгоритм Дейкестры. При наличии отрицательных значений фактора можно использовать алгоритм Форда: Мура и Беллмана. Однако применение данного аппарата имеет ряд недостатков: граф X- ориентированный но способу построения возможно определение пропускной способности на улицах с односторонним движением; возможные варианты задания весов дуг, что не позволит гарантировать увеличение пропускной способности УДС. Таким образом, существующие модели управления транспортными потоками городов на основе светофорных объектов не могут помочь центрам управления дорожным движением решить главную задачу - минимизацию заторов на перекрестках УДС, а рассмотренные варианты АСУДД в силу локальности применения и трудностями обусловленными отсутствием надежных методов прогнозирования распределения транспортных потоков при различных вариантах проектных решений и большого количества факторов, влияющих на интенсивность автомобильного транспорта имеют многовекторный характер. Во второй главе рассматривается задача разработки математической модели ИСУТП города на основе светофорных объектов. В первом параграфе описывается модель интеллектуальной системы управления транспортными потоками города. Необходимо определить общее состояние УДС для любого рассматриваемого момента времени. Графом в пространстве Я„ будем считать совокупность множества точек пространства Я„ и множество Е^{е1} непрерывных самонепересекающихся кривых в Яп, удовлетворяющих условиям: каждая замкнутая кривая в Я содержит только одну точку V множества V; каждая незамкнутая кривая в Я содержит ровно две точки множества V, которые является ее граничными точками; кривые в Я не имеют общих точек, за исключением точек из множества К Граф, описывающий улично-дорожную сеть (УДС), является ориентированным и взвешенным. В качестве весовых характеристик используются различные характеристики сети или ресурсов, перевозимых по ней. Процесс управления определяется: целью управления Z, характеристиками У объекта, алгоритмом воздействием I/ на объект. Ситуация на управляемом перекрестке V для ребра е0, входящего в перекресток УДС, описывается вектором состояния У/еа) = {У,(е0ф У2(^), . У,(ео), . Ут(е<)т)} компоненты, которого обозначают допустимые направления движения от перекрестка.