- •1. Теоретические основы математического моделирования
- •Проблемы в управлении дорожным движением
- •1.2.Методы моделирования транспортных систем
- •1.3. Классификация моделей
- •1.4. Классификация математических моделей
- •1.5. Этапы разработки математических моделей
- •1.6. Вопросы для самоконтроля
- •2. Основные характеристики движения транспортных средств
- •2.1. Параметры транспортного потока
- •2.2. Макроскопические модели транспортного потока
- •2.3. Микроскопические модели транспортного потока
- •2.4. Вопросы для самоконтроля
- •3. Движение транспортных средств на перекрестках
- •3.1. Типы перекрестков. Анализ конфликтных точек
- •3.2. Определение сложности и опасности перекрёстка
- •3.3. Круговое движение на пересечениях
- •3.4. Управляющие параметры светофорной сигнализации
- •3.5. Пропускная способность регулируемого перекрестка
- •3.6. Задержки автомобилей при регулярном транспортном потоке
- •4.7. Вопросы для самоконтроля
- •4 250 . Транспортные заторы
- •4.1. Одиночные пробки
- •4.2. Серия пробок
- •4.3. Классификация фаз потока
- •4.4. Причина затора – геометрические особенности дороги
- •4.5. Задержки транспортных средств
- •4.6. Множественные устойчивые состояния и хаос
- •4.7. Вопросы для самоконтроля
- •5. Моделирование тягово-скоростных свойств транспортных средств
- •5.1. Силы, действующие на автомобиль при прямолинейном движении
- •5.2. Уравнение прямолинейного движения автомобиля
- •5.3.Динамика автомобиля, транспортирующего емкости с жидкостью
- •5.3.1 Динамика торможения автомобиля при движении по прямой
- •5.3.2. Динамики равномерного движения автомобиля по повороту
- •5.3.3. Расчет дополнительных усилий, вызванных движением жидкости в баках
- •5.4. Контрольные вопросы
- •6. Методы моделирования транспортных средств на микроуровне
- •6.1. Основы построения математических моделей на микроуровне
- •6.2. Моделирование тепловых систем
- •6.3. Технология вычислительного эксперимента
- •6.3.1. Основы метода сеток
- •6.3.2. Схемы аппроксимации уравнения теплопроводности
- •6.3.3. Решение сеточных уравнений
- •Основы теории подобия и моделирования
- •6.4.1. Подобие физических явлений
- •6.4.1.Числа подобия при моделировании обтекания автомобиля
- •Вопросы для самоконтроля
- •7. Основные понятия стохастического моделирования
- •7.1. Моделирование в условия неопределенности
- •7.2. Функция и плотность распределения случайной величины
- •7.3.Меры положения и рассеяния кривой распределения
- •7.4.Теоретические законы распределения
- •7.4.1. Закон нормального распределения (закон Гаусса)
- •Кривая Гаусса имеет следующие особенности.
- •7.4.2. Экспоненциальное распределение
- •7.5. Представление распределения скоростей автомобилей в транспортном потоке
- •7.6. Основы корреляционного и регрессионного анализа
- •7.6.1. Метод наименьших квадратов
- •7.6.2. Выборочный коэффициент корреляции
- •7.7. Вопросы для самоконтроля
- •8. Материалы для самостоятельной работы
- •8.1. Курсовая работа
- •8.2. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы
- •Список рекомендуемой литературы
- •8.3. Пример выполнения курсовой работы
- •8.4. О приближенных вычислениях
- •8.5. Тест для проверки уровня обученности
- •4) Сдвиг фаз относительно соседних перекрестков.
- •Пример титульного листа курсовой работы
8.2. Методические рекомендации по выполнению курсовой работы
Приведем пример структуры курсовой работы.
Введение содержит актуальность рассматриваемого вопроса, объект, цель и задачи исследования, методы исследования.
1. Характеристика дорожного движения на участке дороги.
1.1. Интенсивность движения.
1.1.1. Расчёт приведённой интенсивности движения по направлениям.
1.1.2. Построение пространственных картограмм интенсивности движения транспортных потоков в физических и приведённых единицах.
2. Оценка безопасности дорожного движения на перекрёстке.
2.1. Определение количества конфликтных точек и возможных конфликтных ситуаций.
2.1.1. Пофазная организация движения на перекрёстке.
2.1.2. Определение сложности и опасности перекрёстка.
3. Определение вида вероятностного распределения интервалов.
3.1. Расчёт фактических интервалов движения.
3.2. Построение гистограммы распределения интервалов.
4. Построение графиков зависимости между интенсивностью, плотностью и скоростью транспортных потоков.
4.1. Выбор скорости движения.
4.2. Модели Гринберга и Гриншилдса.
4.2. Расчёт интенсивности движения по моделям Гринберга и Гриншилдса.
Заключение содержит оценку уровня загрузки перекрёстка, выводы по работе.
Фактическую физическую интенсивность определяют для каждого из разрешённых направлений движения на перекрёстке (рис. 8.1) для каждого из рядов движения по каждому часу и в целом для всего перекрёстка.
К
оэффициенты
приведения для легковых автомобилей,
грузовых автомобилей и автобусов, а
также формулу для расчёта приведённой
интенсивности
необходимо определить по действующим
нормативным документам.
Число конфликтных точек определяется разрешёнными направлениями движения и количеством рядов движения транспортных средств. Надо учитывать также и пересечения траекторий движения транспортных средств и пешеходов.
Необходимо в произвольном масштабе вычертить схему перекрёстка, указав на ней траектории разрешённых манёвров и ряды движения. По этой схеме следует определить число конфликтных точек различных типов, а затем рассчитать показатель сложности пересечения по пятибалльной системе оценки опасности конфликтных точек. По величине данного показателя надо отнести транспортный узел к одному из типов – простому, средней сложности и т.д. Затем необходимо с учётом интенсивности транспортных потоков и числа конфликтных точек рассчитать возможное число конфликтных ситуаций в час.
Картограммы интенсивности движения транспортных потоков строятся по результатам расчётов физической и приведённой интенсивности.
Для регулируемых перекрёстков необходимо:
составить схемы пофазной очерёдности движения (рис. 8.2) каждого регулируемого направления;
р
ассчитать
длительности цикла, например:
(8.1)
где tз – время горения зелёного сигнала по соответствующему направлению; t1 – время промежуточного такта (жёлтого сигнала), указывая длительности разрешающих тактов в фазах и переходные интервалы между фазами;
свести в таблицу длительности зелёного сигнала со стороны каждого направления.
Для сравнительной оценки составленной организации движения на перекрёстке следует воспользоваться составлением показателей сложности т и опасности т' пересечений. Эти показатели зависят от числа полос, направления движения потоков и их интенсивностей.
Показатель сложности пересечения m рассчитывается по числу точек соответственно отклонения, слияния и пересечения транспортных потоков по формуле (4.1).
Так как возможность столкновений возрастает с увеличением интенсивности конфликтующих потоков, для оценки опасности вводятся индексы интенсивностей σN (4.2), исходя из интенсивностей конфликтующих потоков в абсолютных (физических) единицах (авт./ч).
Показатель опасности т' (4.3) рассчитывается как сумма условных баллов по числу конфликтных точек отклонений, слияний и пересечений на данном перекрёстке и соответствующим им индексам интенсивностей.
Все конфликтные точки следует показать на картограммах и схемах пофазного проезда перекрёстка.
Результаты расчётов m и m´ сводятся в таблицу.
Для каждого цикла регулирования определяются интервалы в течение каждого из заданных часов наблюдений по рядам движения. По каждому ряду продолжительности горения зелёного сигнала светофора принимается среднее значение интервала между следующими друг за другом автомобилями, делением на число зафиксированных проехавших автомобилей.
Распределение интервалов времени между движущимися друг за другом автомобилями описывается вероятностными законами в зависимости от интенсивности транспортного потока и методов организации дорожного движения.
Вся совокупность выборки интервалов в течение часа анализируется на предмет разбиения на группы разрядов расчётных интервалов.
Графическая обработка результатов разбиения заключается в построении гистограммы распределения интервалов по экспериментальным данным (примерный её вид показан на рис. 8.3) и подбора её вида к одному из существующих распределений.
Расчёт возможной пропускной способности каждой из полос движения и перекрёстка в целом проводится для интервала, соответствующего наибольшей вероятности по рис. 8.3. При этом принимается допущение одинаковости интервала в течение каждого часа наблюдений. Далее возможная пропускная способность сравнивается с установленной фактически.
В
ыбор
скорости движения по каждой полосе в
зависимости от величины наиболее часто
встречающегося интервала производится
по рис. 8.4 в следующей последовательности.
Строится основная диаграмма по основному уравнению транспортного потока
(8.2)
где q – интенсивность транспортного потока, авт./ч; k – плотность транспортного потока, авт./км; v – скорость, км/ч.
При известных qцикл и vцикл из формулы (8.2) выражаем:
(8.3)
где все значения принимаются за каждый цикл регулирования.
О
сновная
диаграмма строится по точкам, полученным
за каждый цикл (рис. 8.5).
П
о
построенной диаграмме
определяется теоретическая
пропускная
способность
как наибольшая интенсивность движения.
Расчёт интенсивности движения по имитационным макромоделям Гриншильдса (8.4) и Гринберга (8.5)
(8.4)
где vf – скорость свободного движения, км/ч (принимается максимальная из зафиксированных за все часы наблюдения); kmax – максимальная плотность потока, авт./км (выбирается по рис. 8.5).
(8.5)
где vmax – скорость при максимальной интенсивности движения, км/ч (рассчитывается по формуле (8.5) при величине плотности, соответствующей теоретической пропускной способности из рис. 8.5).
Построение остальных графиков зависимости между интенсивностью, плотностью и скоростью транспортных потоков (рис. 8.6).
Оценку уровня загрузки перекрёстка проводят на основании оценок загрузки каждой полосы подхода к перекрёстку в отдельности. У каждого подхода свои пропускная способность, интенсивность и состав потоков.
Требования по оформлению курсовой работы следующие. Ориентировочный объём работы 25-35 страниц. Ориентация листа – книжная. Титульный лист курсовой работы приведён в приложении 1. При компьютерном оформлении работы форматирование основного текста «по ширине», размер шрифта не более 14 пт, но не менее 12 пт, Times New Roman, межстрочный интервал – полуторный, поля, мм: 30 – левое; 10 – правое; 20 – верхнее; 20 – нижнее.
При рукописном или компьютерном оформлении использовать черный или синий цвет.
Все структурные элементы курсовой работы брошюруются (сшиваются) в следующей последовательности:
титульный лист;
задание кафедры на работу;
оглавление;
текст работы (включая введение, главы и заключение);
список использованных источников;
приложения (при необходимости).
