5.3. Моделирование движения

Моделирование движения заключается в искусственном воспроизведении процесса движения математическими методами с применением ЭВМ.

Благодаря быстродействию ЭВМ удается в минимальное время исследовать влияние различных факторов. На изменение параметров транспортных и пешеходных потоков и получить данные для оптимизации управления движением (например, на пересечении).

В основе вычислительного эксперимента лежит математическое описание с требуемой точностью данной конкретной системы. Этот эксперимент дешевле натурного, легко управляем. Он открывает путь к оптимальному расчету транспортных систем.

Недостаток вычислительного эксперимента состоит в том, что применяемость его результатов ограничена рамками принятой математической модели, построенной на основе закономерностей, выявленных с помощью натурного эксперимента.

Математическое моделирование может базироваться на аналитической модели и имитационной модели.

Аналитическая модель представляет собой математическое описание определенного процесса, характеризующего транспортный поток в заданных условиях (например, гидродинамическая модель). Учитывая сложность процесса дорожного движения, для упрощения приходиться прибегать к серьезным ограничениям. Аналитические модели позволяют находить приближенное решение практических задач.

Результаты изучения интенсивности (объема) движения обычно оформляют помимо протокола в виде картограмм (рис. 5.1)

Рис.5.1. Картограмма интенсивности транспортного потока на

городском перекрестке, ед/ч.

Заслуживает внимания метод определения продолжительности задержек на регулируемом или нерегулируемом перекрестках (или на железнодорожном переезде).

По этому методу исследование выполняют два наблюдателя, пользующиеся одним или двумя синхронно работающими секундомерами. Каждый наблюдатель ведет свой протокол, их затем объединяют в один общий, позволяющий сделать все необходимые расчеты.

Протокол достаточно наглядно показывает сущность метода. Каждая строка протокола отражает наблюдения в течение 1 минуты. Наблюдатели должны подразделять все проходящие через пересечение транспортные средства на остановившиеся и движущиеся без остановки. Точность измерения продолжительности остановки обеспечивается тем, что первый наблюдатель ведет подсчет по 15-секундным периодам (точность повысится, если периоды уменьшить до 10 с. или 5 с., но в этом случае увеличивается напряженность работы и возрастает вероятность ошибки), фиксируя в конце каждого периода число стоящих автомобилей.

Задача второго наблюдателя – подсчитать только число остановившихся и проехавших без остановки, не обращая внимания на продолжительность остановок. Данные заносятся в протокол.

Протокол измерения продолжительности задержек

Место наблюдения ___________________________________

Дата________________________ Время________________

Время	Число остановившихся ТС в период, с (1-й наблюдатель)				Число ТС (2-й наблюдатель)		Примечание
	0-15	15-30	30-45	45-60	Остановившиеся	Проехавшие без остановок
12.05	0	2	7	9	11	6
12.06	4	0	0	3	6	14
12.07	9	16	14	6	18	0
12.08	1	4	9	13	17	0
12.09	5	0	0	2	4	17
Сумма	19	22	30	33	56	37

Анализируя результаты данного исследования, можно установить, что автомобили, задержанные в течение 5 минут у перекрестка, имели общий простой 104 периода по 15 с, т.е. 1560 с. Средняя задержка одного остановившегося автомобиля составила 28 с, а условная задержка каждого проехавшего через перекресток автомобиля 16 с.

При исследованиях на многополосных магистралях для обеспечения точности желательно, чтобы каждая пара наблюдателей обслуживала одну полосу. По данным протоколов для каждой полосы составляют сводный протокол, содержащий обобщенные данные и окончательные расчеты. При этих исследованиях также можно успешно применять видеозапись.

Изучать движение на стационарных постах можно сплошным или выборочным наблюдением. При сплошном наблюдении фиксируют каждое транспортное средство, проходящее через контролируемое сечение в течение изучаемого периода времени (например, суток). При отсутствии средств автоматической регистрации сплошное обследование требует большого числа исполнителей. При выборочном обследовании требуется небольшой штат исполнителей и транспортные средства регистрируют не непрерывно, а в отдельные периоды времени. Так, например, в течение каждого часа наблюдение ведут 15-20 мин, а затем полученные данные распространяют на весь час. Мгновенные скорости транспортных средств, как правило, получают выборочным методом.