Основы функционирования интеллектуальных транспортных систем в организации движения и перевозок

• Автор: Кочерга, Виктор Григорьевич
• Шифр специальности: 05.22.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 345 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ

СИСТЕМ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ

И ПЕРЕВОЗОК

1.1. Анализ проектов развития интеллектуальных транспортных систем

1.1.1. Характеристика типичных проектов

1.1.2. Интеллектуальные транспортные системы при управлении в опасных ситуациях

1.1.3. Интеллектуальные транспортные системы при организации грузовых перевозок

1.1.4. Автоматизированные системы управления общественным транспортом с использованием технологий интеллектуальных транспортных систем

1.1.5. Опыт реализации отдельных посистем ИТС в России

1.1.6. Перспективы развития технологий ИТС и мониторинг рынка технических средств и программного обеспечения для них
1.2. Автомобильные системы маршрутной навигации
1.2.1. Основные виды маршрутной навигации
1.2.2. Использование навигационной системы при маршрутном ориентировании
1.3. Общие принципы построения интеллектуальных транспортных систем
1.3.1. Терминология интеллектуальных транспортных систем
1.3.2. Основные принципы интеграции интеллектуальных транспортных систем
1.3.3. Функциональная интеграция интеллектуальных транспортных систем
1.3.4. Институциональная интеграция
1.3.5. Интеграция баз данных
Выводы по главе
2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МОДЕЛЕЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКА
2.1. Эволюция концепции использования плавающих автомобилей с расширением функций интеллектуальных транспортных систем
2.2. Исследование свойств основных моделей кинетической теории транспортного потока
2.3. Классификация параметров кинетических моделей для использования при прогнозировании условий движения
2.4. Основные соотношения кинетических моделей, адаптированных к городским условиям движения
2.5. Исследование закономерностей изменения доли одновременно остановившихся автомобилей
2.6. Анализ методов регистрации характеристик транспортных потоков для оценки параметров двухкомпонентных моделей
2.7. Исследование зависимостей между параметрами двухкомпонентных моделей и характеристиками транспортных потоков
Выводы по главе
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ ПЛАВАЮЩИХ АВТОМОБИЛЕЙ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ
3.1. Анализ особенностей оценки достоверности информации
плавающих автомобилей в реальном режиме времени
3.2. Влияние дискретности регистрации информации на оценку
доли одновременно остановившихся автомобилей в сети
3.3. Определение условий достоверности оценки параметров поездки в сети с применением плавающих автомобилей
3.4. Анализ сопоставимости оценки условий движения в сети при фиксированной и случайной схемах движения плавающих автомобилей
Выводы по главе
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ
В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ
4.1. Разработка математической модели
4.2. Результаты моделирования движения в регулируемой сети с использованием навигационных систем
Выводы по главе
5. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МАРШРУТОВ ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ В УСЛОВИЯХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
5.1.Особенности оптимизации параметров маршрутов транспортных потоков в условиях ИТС
5.1.1. Основные задачи оптимизации дорожного движения
и методы их решения
5.1.2. Выбор целевой функции и критериев оптимизации
5.1.3. Решение задач оптимизации дорожного движения в условиях интеллектуальных транспортных систем
5.2. Алгоритмы и программное обеспечение решения задач
оптимизации дорожного движения в условиях ИТС
5.2.1. Алгоритм нахождения кратчайшего маршрута из любого узла сети
5.2.2. Оптимизация распределение транспортных потоков
по сети
5.2.3. Расчет оптимальных маршрутов проходящих через заданные узлы транспортной сети
5.2.4. Описание алгоритмов оптимального распределения потоков на сети с учетом входящих в сеть автомобилей
5.2.5. Разработка программ оптимизации дорожного движения и модельные исследования
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА


Опыт использования системы I при управлении движением в заторовых ситуациях показал, что интегрированные интеллектуальные транспортные системы могут координировать свою работу с существующими системами управления дорожным движением, эффективно обрабатывать информацию в режиме реального времени и разрабатывать стратегии управления, обеспечивающие оперативную и адекватную реакцию на изменение транспортной нагрузки. Система I позволила совместно с функциями системы управления движением управлять движением автобусов на маршрутной сети. Во Франции также разработан проект I по использованию технологий ИТС на скоростных магистралях 5. Реализация проекта началась в г. В начальной стадии система обслуживала 0 км автомагистрали Париж Орлеан. Бортовые компьютерные устройства, совместимые с техническими средствами системы I были установлены первоначально на 0 автомобилей. Национальная дорожная Администрация Финляндии в последние годы проводит активную политику по внедрению компонентов интеллектуальных транспортных систем 9. При разработке концепции развития ИТС были сформулированы перспективные цели транспортной системы, разработана инфраструктура ИТС, необходимая для достижения этих целей, проведен анализ эффективности различных компонентов ИТС в транспортной системе Финляндии, выработаны общие условия функционирования интегрированной ИТС в стране. Одна из основных задач заключалась в выборе приоритетных направлений развития ИТС и оценке эффективности подсистем в конкретных условиях. Первоначально из множества различных функций ИТС более было сформировано в шесть основных направлений развития, наиболее актуальных для условий Финляндии. Эти направления имеют следующий целевой характер повышение эффективности перевозок и движения повышение безопасности дорожного движения повышение спроса на перевозки развитие транспортной инфраструктуры улучшение координации между различными видами транспорта повышение мобильности населения. Экспертная оценка вклада каждого из этих направлений на повышение эффективности функционирования транспортной системы приведена на рис. Общая сумма вкладов всех направлений составляет 0. Рис. Разнообразные проекты развития ИТС разработаны в США. Это такие проекты как ЛасВегас управление движением на скоростных дорогах, Северная Каролина выявление заторов и ограничение объемов движения в заторовых ситуациях, Хьюстон управление дорожным движением, Мэрилэнд информационное обеспечение дорожного движения, Калифорния мониторинг характеристик транспортных потоков и учет движения на платных дорогах, Даллас управление дорожным движением, vi Джорджия информационное обеспечение дорожного движения. В Канзасе разработан стратегический план развития интеллектуальных транспортных систем ориентирующийся на мониторинг характеристик транспортных потоков и создание систему обнаружения ДТП и управления в опасных ситуациях, систему управления светофорными объектами, систему информирования водителей об оптимальных маршрутах движения с учетом реальной ситуации. Для определения оптимальной последовательности внедрения различных компонентов интеллектуальных транспортных систем была произведена оценка их экономической эффективности. Технологии интеллектуальных транспортных систем, имеющие наибольшее значение показателя выгодызатраты будут внедряться в первую очередь. К краткосрочным мероприятиям, обеспечивающим наибольший эффект относятся система обнаружения дорожнотранспортных происшествий. Среднесрочные мероприятия включают системы управления въездом на скоростные дороги и управление транзитным движением. Долгосрочные мероприятия направлены на поощрение альтернатив использования индивидуальных автомобилей и охрану окружающей среды. Соотношения выгодызатраты приведены на рис. В г. Мичиган США был реализован большой демонстрационный проект, использующий технологии интеллектуальных транспортных систем при управлении дорожным движением. На основе этих технологий разработаны автоматизированная система управления дорожным движением и система информирования участников движения. Внедрение системы управления движением в значительной степени способствовало снижению времени поездки в сети. Измерения производились до и после внедрения системы. Задержки на перекрестках снизились на , а средняя длина очереди автомобилей на перекрестке уменьшилась с ,6 до 8,7 автомобилей 4. Изменение времени поездки приведено нарис.