Оптимизация светофорного регулирования с помощью программы моделирования транспортных потоков. УДК 6. 56. 1+5. 19.
ОПТИМИЗАЦИЯ СВЕТОФОРНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ. М. М. Ахмадинуров. OPTIMIZATION OF TRAFFIC LIGHT CONTROL USING THE PROGRAM OF TRAFFIC FLOW MODELING. MM. Ahmadinurov. Рассмотрен метод, позволяющий повысить пропускную способность перекрестков дорожной сети города за счет оптимальной настройки цикла светофора. Метод, нахождения оптимального цикла светофора, базируется на разработанной автором программе. С помощью программы моделируется движение автомобильного потока через один регулируемый перекресток и путем перебора определяются наилучшие параметры светофора.
В программе применяется микроскопическое моделирование, входные потоки автотранспорта моделируются как простейшие; используется упрощенная модель движения умного водителя (The Intelligent Driver Model, IDM). Ключевые слова: транспортный поток, управление транспортными потоками, транспортная сеть, перекресток, светофор, микромоделирование, дорожный затор, автомобильная пробка, программа моделирования транспортных потоков. The research work is directed to the solving for optimum traffic light parameters under the given car flow intensity.
The method of solving an optimal cycle of traffic lights, is based on the author's developed the compute program. The program uses a microscopic simulation, applying a simplified version of the Intelligent Driver Model (IDM). The flow of cars is distributed under the exponential law.
Keywords: traffic flow, control of traffic flows, transport network, intersection, traffic light, microscopic models, traffic jam, program of traffic flow modeling. Стремительный рост автопарка негативно сказывается на пропускной способности дорожной сети городов.
3.15 светофор дорожный: Светосигнальное устройство, применяемое для регулирования очередности пропуска транспортных. 9.11 Расчет режимов работы светофорного объекта (времени цикла, времени пофазных разъездов) следует проводить для трех программ для.. Зеленого сигнала в цикле светофорного регулирования - 5.4 Профессиональная практика -- 5.4.1 Ознакомление с процедурой расчета -- 5.4.2 Временной интервал между включениями зеленого сигнала светофора для пересекающихся транспортных потоков.. СВЕТОФОР (В соответствии с ОДМ 218.2.020-2012) – Проектирование режимов регулирования и оценка их эффективности.подробнее>>. ЗАРУБЕЖНЫЕ ПРОГРАММЫ. TRANSYT-7F (McTrans) – Расчеты координированного регулирования. длительности цикла регулирования и основных тактов. . В программе "Светофор" предоставляется возможность детально. длительности цикла регулирования и основных тактов. В программе производится расчет минимальных длительностей зеленого времени .
Цикл светофорного регулирования представлен на рисунке 2. По сути это двухфазная система регулирования с укороченными пешеходными сигналами светофора. Расчет светофорного цикла регулирования производился на основе геометрических параметров примыкания.. - определение длительности цикла светофорного регулирования; - определение длительности разрешающего сигнала транспортного светофора. Расчет цикла регулирования. Цикл регулирования рассчитывается по формуле. Приложение 1 Расчет электротехнических параметров светофорного оборудования. 37. Приложение 2. Цикл регулирования - периодически повторяющаяся совокупность всех установка светофора и оптимальное назначение режима его работы в ( программы зависят от интенсивности движения.
Необходимо предпринимать меры, нацеленные на решение проблемы дорожных заторов. Мероприятия могут иметь как административный характер, так и заключаться в строительстве новых и реконструкции существующих дорог. Компьютерное моделирование позволяет оценивать эффективность планируемых работ, а также выявлять потенциально проблемные участки для принятия оперативных мер по их устранению. В зарубежных странах достигнуты значительные успехи в разработке и применении современных программных комплексов, помогающих эффективно управлять транспортной сетью города.
Программа расчета "зеленой волны" - средство для расчета и. предназначено для создания программ местного гибкого регулирования. программа конфигурирования пешеходного светофора "СПИ-200". время цикла. Метод, нахождения оптимального цикла светофора, базируется на разработанной автором программе. С помощью программы моделируется . - определение длительности цикла светофорного регулирования; - определение длительности разрешающего сигнала транспортного светофора. ОДМ 218.6.003-2011. Расчет цикла регулирования Цикл регулирования рассчитывается по формуле.
Примерами таких программных продуктов явля- . VISSIM (PTV 2. 00. AIMSUN/2, Paramics, MITSIMLab, CORSIM (US- Do. T 1. 99. 5). В России ведутся научно- исследовательские работы, направленные на изучение транспортных потоков и на разработку программного обеспечения. Транспортная лаборатория Ир. ГТУ является разработчиком программы оптимизации светофорного регулирования «Светофор».
Специалистами Института Системного Анализа РАН была разработана программа «Trans. Net» - программа моделирования транспортных потоков в сети крупного города. Специалистами компаний Solaris Development и AGA Group, Inc. Артерия 3. 0». Автор данной работы подошел к решению задачи моделирования транспортных потоков с изучения природы входящего потока автомобилей. Ахмадинуров Максим Минихатович — аспирант Уральского государственного технического университета - УПИ, г. Екатеринбург; madin@list.
Ahmadinurov Maxim Minihatovich - postgraduate student of Ural State Technical University - UPI, Ekaterinburg; madinfffilist. С помощью программы можно изменять входящий поток, и фиксировать, как меняются выходные параметры системы: среднее время ожидания в очереди, средняя длина очереди и т. Полученные данные способствуют нахождению оптимального режима работы светофора. В статье будут подробно описаны возможности программы, а также рассмотрен пример нахождения оптимального цикла светофора.
Постановка задачи. Рассмотрим перекресток с равным числом пересекающихся полос. С каждой стороны перекрестка, на определенном расстоянии от него, начинают движение автомобили с известными интенсивностями А.}, Х'2 Дз Д4 . Причем, направления движения 1 и 3 являются перпендикулярными по отношению к направлениям 2 и 4. Введем следующие обозначения: Т - продолжительность цикла светофора, - продолжительность красного сигнала для первого направления движения (Дз), т. А. 2 Д 4). Продолжительность желтого сигнала х.
Таким образом, продолжительность цикла светофора равна. Т= (Т1+Т0) + ("Гг+То) = т,+Т2+2хо. Необходимо определить, как нужно настроить параметры светофора Т1 и т. Цикл светофора настроен оптимально, если ^простой - »т. И бочередь - > т. Приняты СЛе- дующие обозначения 7’просгой - среднее время простоя автомобилей, т. Другими словами, это временные потери водителей, возникшие с момента начала движения автомобиля до полного пересечения перекрестка.
Описание программы. Разработанная автором программа [1,2] предназначена для выполнения имитационного моделирования движения автотранспорта. Программа создана в среде разработки Вог. Ое. 1р. Ы 7. Программа позволяет конструировать небольшую дорожную сеть (несколько кварталов) с регулируемыми перекрестками и «прогонять» по ней авто- .
В качестве входных параметров задаются местоположения генерации автомобилей, интенсивность автомобильных потоков, параметры светофоров. На выходе программа возвращает пропускную способность каждого дорожного участка, вероятность возникновения пробки на участке, среднюю длину очереди на участке и другие параметры. Функциональные возможности. Ниже перечислены основные функциональные возможности программы.
На входе задаются: интенсивность движения, границы красного и зеленого сигналов светофора. Программа вычисляет все варианты сигналов светофора и для каждого варианта выполняет прогон автомобилей.
Все выходные параметры (длина очереди, среднее время задержки и т. Если задать четыре интенсивности (как на перекрестке), то программа вычислит объединенные результаты (среднеарифметические значения параметров: пропускная способность, длина очереди, среднее время задержки). Программа позволяет смоделировать десятичасовой прогон автомобилей за 3.
Intel Core Duo 1,6 Ghz). Можно указать ограничения на ряд выходных параметров, программа отобразит только те результаты, которые удовлетворяют заданным условиям. MS Excel. — вставка результатов вычислений из MS Excel в программу моделирования. Входной поток автомобилей. Входной поток автомобилей задается с помощью, так называемых, генераторов (имитация мест рождения транспортного потока).
Можно создать любое количество генераторов, у каждого указываются параметры: место создания автомобилей (х,у), интенсивность (авто/мин), направление движения и максимальная скорость автомобилей (км/ч). После чего генератор с заданной интенсивностью создает автомобили в указанном месте. Результаты, полученные в работе автора [5], свидетельствуют о том, что реальный поток авто- . Поэтому в программе временные интервалы между созданием автомобилей генерируются случайным образом по показательному распределению, интенсивность потоков задается через параметр X. Ниже подробно описано как в программе задается показательное распределение. Функция показательного распределения имеет вид [7]. Рассмотрим случай х > 0 и обозначим у = F(x) = 1 - e~,JC, из данной формулы найдем х, получим.
X. Используя данную формулу, можно получать выборочную совокупность, имеющую показательное распределение. Значение параметра у генерируется с помощью датчика случайных чисел - функции Random, которая возвращает непрерывную случайную величину, равномерно распределенную на заданном отрезке.
В нашем случае > > е[0; 1]. С помощью параметра X задается интенсивность потока автомобилей, единица измерения авто/с. Для удобства использования в интерфейсе программы интенсивность автомобильного потока задается в авто/мин. Модель движения автомобилей. В программе используется микроскопическая модель [1,2] движения автомобилей. За основу взята модель умного водителя (The Intelligent Driver Model, IDM) [3, 4], в которую внесены некоторые упрощения.
Уравнение движения состоит из двух частей. Уравнение ускорения автомобиля задается в. Уравнение торможения автомобиля задается в. Т - желаемый временной интервал - время движения автомобиля со скоростью Уа до столкновения с впереди едущим автомобилем, Уа - текущая скорость.
Таким образом, автомобиль плавно набирает скорость от 0 до желаемой у. У8рее(], которое зависит от скорости у. Снижение скорости в случае возникновения препятствия перед автомобилем осуществляется с помощью функции УЬгаке, которая зависит от расстояния до препятствия ,ча , скорости автомобиля уа , от параметров Т и ,ч. Стохастичность моделирования достигается за счет того, что параметры, характеризующие индивидуальные особенности стиля вождения водителя, вычисляются отдельно для каждого автомобиля случайным образом в соответствии с равномерным распределением с разбросом 2. В качестве исходных значений принимаются Т = 1,5 с. Модель обгона. Каждый автомобиль при необходимости может менять полосу движения, при этом проверяется возможность безопасного осуществления перестроения.
На рисунке изображена схема перестроения автомобиля. Перестроение автомобиля в правый ряд. Как только расстояние sa до впереди едущего автомобиля становится меньше допустимого. Сначала проверяется можно ли перестроиться в левый ряд, если нельзя (маневр приведет к резкому торможению других транспортных средств или к аварии), тогда проверяется возможность перестроиться в правый ряд. Параметр Лр означает дистанцию. Также Лр. отвечает за целесообразность перестроения в новый ряд, так как проверяется наличие в новом ряду места для движения вперед. Метод нахождения оптимального цикла.
Перейдем к задаче определения оптимальных параметров светофора. Решать задачу будем с помощью описанной выше программы моделирования транспортных потоков, для этого нужно выполнить следующие действия. Задать в программе входные параметры. Ц,Х'2. - минимальные и максимальные значения сигналов светофора и шаг изменения. Запустить прогон автомобилей через перекресток. На этом шаге программа будет моделировать движение автомобилей через перекресток, изменяя при этом значения параметров светофора.