Моделирование систем регулирования дорожного движения. Методические указания к практическим занятиям по курсу «Моделирование дорожного движения» для с

УДК 656.05 (07) ББК 39.808

К13

Кадасев, Д.А.

К13 Моделирование систем регулирования дорожного движения

[Текст]: Метод. указ. к практическим занятиям по курсу «Моделирование дорожного движения» для студентов направления 190700 «Технология транспортных процессов» / Д.А. Кадасев – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2012. – 36 с.

В методических указаниях приведены рекомендации по моделированию режимов работы светофорной сигнализации на транспортных перекрестках, их имитации и оптимизации, а также рассмотрены методики проектирования имитационных моделей координированного управления на улично-дорожной сети.

Предназначены для студентов направления 190700 «Технология транспортных процессов».

Ил. 26. Библиогр.: 1 назв.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий

государственный технический

университет», 2012

2

3

1. Начало работы

Transyt-7FR (от TRAffic Network StudY Tool) разработано с целью оптимизации систем регулирования дорожного движения на магистралях и в транспортных сетях (Transyt-7FR. Руководство пользователя, 2007. - 451 с.). Transyt-7FR оптимизирует режимы работы светофорных объектов, выполняя макромоделирование транспортного потока в течение малых интервалов времени с учетом варьирования параметров светофорной сигнализации.

Для создания входного файла TRANSYT-7F служит меню «Файл» → «Создать» или комбинация клавиш «Ctrl+N» (рис. 1).

Рис. 1. Окно «Создание входного файла Transyt»

В открытом окне, кроме имени файла, заголовка и схемы нумерации сегментов (подходов), присутствуют следующие рабочие поля:

- Количество узлов. Указывается количество перекрестков в сети.

Возможно добавление или удаление узлов средствами карты или с помощью соответствующих команд подменю «Правка»→«Дополнительно» →«Узлы».

-Количество дорог. Указывается количество магистралей в сети.

-Длительность цикла. Здесь задается общая длительность цикла для сети.

-Продолжительность анализа. Параметр определяет значение длительности сеанса имитации. Также задается с помощью окна «Параметры расчета», воспользовавшись командой меню «Правка»→«Анализ».

4

-Количество временных периодов. Указываются количество временных периодов анализа системы.

-Англо-американские единицы. Задаются единицы представления данных в выходных отчетах.

-Правостороннее движение. При установке флажка предполагается использование правил правостороннего движения.

-Интенсивность движения. Определяет интенсивность движения транспортных средств по умолчанию для каждого направления движения или поворота (ТС/час).

-Коэффициент пиковой нагрузки. Если коэффициент меньше 1.00, это значит, что транспортная система более загружена по сравнению с заданной.

-Поток насыщения. В этом поле задается величина интенсивности потока насыщения, предлагаемая по умолчанию для нового набора данных. Возможно изменение уровня потока насыщения для отдельных направлений движения с помощью диалоговых окон, вызываемых командами меню

«Правка»→«Движение», «Правка»→«Полосы» или «Правка»→ «Дополнительно»→«Пропускная способность».

- Длина сегмента. Значение представляет расстояние между смежными перекрестками, предлагаемое по умолчанию. Длину отдельного сегмента можно изменить с помощью экранов, вызываемых командами меню

«Правка»→«Полосы» или «Правка»→«Движение».

- Скорость движения без помех. Здесь вводится скорость движения транспортных средств без помех, предусмотренная по умолчанию для нового набора данных. Величина влияет на расход топлива и существенным образом воздействует на результат моделирования беспрепятственного движения.

- Количество фаз. В поле указывается количество фаз в цикле регулирования. Число должно принадлежать интервалу 2–7. Возможно добавление или удаление фаз для каждого отдельного перекрестка, применяя команду меню «Правка»→«Расписание».

5

-Длительность желтого. Поле служит для ввода значения продолжительности интервала желтого сигнала светофора.

-Длительность общего красного. Здесь задается продолжительность периода действия общего красного сигнала для всех направлений движения.

Общий красный сигнал не является обязательным для применения, поэтому

допустимо вводить нулевую величину.

-Интервал просвета. Величина интервала просвета влияет на подсчет случайной транспортной задержки.

-Длина участка регистрации. В поле задается длина участка регистрации детектором наличия транспортных средств.

2. Параметры расчета

Окно «Параметры расчета» открывается после нажатия клавиши «Ок» в

окне «Создание входного файла Transyt» или вызывается через меню

«Правка»→«Анализ» (рис. 2).

Рис. 2. Окно «Параметры расчета»

6

Основные элементы окна «Параметры расчета»:

-Моноциклическая / мультициклическая имитация. Переключатель определяет режим имитации. Мультициклическая имитация применяется в условиях перенасыщения сети, когда от количества циклов зависит

поведение очереди на перекрестке.

-Имитация по шагам / сегментам. В режиме имитации по сегментам каждый сегмент моделируется отдельно и переход к следующему сегменту осуществляется по окончании имитации предыдущего. В режиме пошаговой имитации каждый сегмент сети имитируется в течение одного шага и затем выполняется переход к следующему шагу.

-Имитация / Оптимизация / Оценка. Переключатель позволяет определить характер предстоящего моделирования с текущим режимом работы светофорной сигнализации (РРСС).

-Длина цикла / Последовательность фаз / Длительности фаз / Смещения.

Группа флажков представляет параметры РРСС, которые могут быть объектами

оптимизации.

-Минимальная / исходная / максимальная длина цикла. Задаются значения длительности светофорного цикла в режиме «Оптимизация».

-Некоординированная сеть. Если флажок установлен, все регулируемые перекрестки в сети трактуются как некоординированные.

-Генетический алгоритм / Алгоритм кратчайшего спуска. Переключатель позволяет осуществить выбор между двумя возможными алгоритмами оптимизации. Параметр не применяется в сеансах имитации.

-Количество поколений. При выборе опции генетического алгоритма поле определяет максимум итераций процесса оптимизации.

-Показатель эффективности. Функция позволяет выбрать показатель, на основе которого будет производиться оценка эффективности сети:

транспортная задержка, количество троганий и остановок, организация

7

беспрепятственного движения, расход топлива, образования очередей и

пропускной способности сети.

-Беспрепятственное движение. Указывается период времени, в течение которого условия движения транспорта в сети считаются неизменными.

-Период инициализации. Используется для подготовки характеристик транспортного потока, определения профилей потока и длины очередей.

-Максимальный показатель насыщения. При выборе в качестве показателя эффективности опции «Пропускная способность» в

рассматриваемом поле задается максимальное отношение интенсивности к пропускной способности, которое, будучи превышенным на любом подходе,

влечет применение штрафного коэффициента.

-Превышение показателя насыщения. При выборе в качестве показателя эффективности опции «Пропускная способность» в рассматриваемом поле задается штрафной коэффициент, который применяется при превышении максимального показателя насыщения.

-Англо-американские / метрические единицы. Переключатель определяет выбор между англо-американской и метрической системами измерения таких значений, как, например, скорость (миль/час или км/час), расстояние (фут. или м), расход топлива (галл. или л) и пр.

-Сокращенный / полный отчет. Переключатель определяет формат выходного отчета или файла.

-Исходное расписание. Если не установлен ни один из флажков «Исх.

расписание», это значит, что пользователь собирается самостоятельно вводить значения смещений (или точек остановки), а также длительности всех фиксированных и переменных интервалов в окне расписания (см. команду меню «Правка»→«Расписание»). Наличие флажка «Исх. Расписание 1»

свидетельствует, что пользователь вводит значения длительности всех фиксированных интервалов, пользуясь экраном расписания), а длительности переменных интервалов зеленого генерируются программой в соответствии с моделью, обеспечивающей выравнивание степени насыщения на всех

8

критических сегментах. Флажок «Исх. расписание 2» подобен флажку «Исх. расписание 1» за одним исключением: заданные пользователем смещения и точки остановки сохраняются. В сеансах оптимизации флажок «Исх. расписание 1» отменяет необходимость определения смещений (или точек остановки) и длительностей переменных интервалов зеленого для оптимизируемых перекрестков. Режим, устанавливаемый посредством флажка «Исх. расписание 2», автоматически применяется при оптимизации последовательности фаз, однако без оптимизации длины цикла и длительностей фаз.

- Игнорирование признаков активности схемы управления. При установке флажка признаки активности схемы управления в файле данных игнорируются; это значит, что длительности фаз и задержки должны вычисляться, исходя из предположения об использовании предопределенной схемы управления.

3. Перекресток

Этот экран входных данных (для его открытия предназначены команды подменю «Правка» → «Полосы» → «Перекресток» или клавиша «F4») задает распределение полос движения транспорта по характеру их использования в сети (рис. 3). Экран применяется также для определения интенсивности потоков (в том числе, насыщения), длины сегментов и емкости зон поворота.

Выбор команды меню «Правка» → «Полосы» → «Все подъезды» приводит к автоматическому открытию четырех экземпляров окна, по одному на каждый из подъездов к перекрестку. Кнопка «Закрыть» обеспечивает закрытие соответствующего отдельного окна конфигурации полос, а «Закрыть все» — четырех окон сразу.

Полоса №… Поле ввода задает номер полосы, служащей объектом манипуляций со стороны пользователя. Полоса №1 всегда является крайней слева в направлении подъезда. Содержимое поля влияет на вид и поведение соседних раскрывающегося списка и переключателя. Щелчок на любой полосе

9

в пределах графической диаграммы, расположенной в нижней части окна,

вызывает автоматическое обновление номера в поле.

Рис 3. Окно «Перекресток»

- Использование полосы. Раскрывающийся список содержит перечень опций использования полосы, номер которой выбран в соседнем поле ввода.

Опции представлены различными сочетаниями символов, задающих направления движения («<» — влево, «^» — прямо, «>» — вправо).

Содержимое раскрывающегося списка настраивается программой динамически,

чтобы предотвратить возможность задания некорректных направлений

10