Оценка пропускной способности участков автомобильных дорог на основе компьютерной имитации транспортных потоков

Метод компьютерной имитации транспортных потоков, принятый за основу при оценке пропускной способности элементов улично-дорожной сети (УДС), базируется на технологии компьютерного моделирования движения автомобилей в различных дорожных условиях. Она позволяет по-новому подойти к постановке и решению проблем пропускной способности автомобильных дорог. Во-первых, позволяет подробно исследовать в отношении пропускной способности любой участок дороги, так как компьютерные эксперименты позволяют собрать выборки данных, достаточные для статистических выводов. Во-вторых, позволяет учесть всю совокупность разнообразных по своей природе влияющих факторов на пропускную способность; это обстоятельство определяет возможность проведения прогнозов по изменению пропускной способности. В-третьих, позволяет для ряда важных с практической точки зрения случаев уточнить само понятие "пропускная способность".

Алгоритм действий при использовании предлагаемой технологии вкратце заключается в следующем.

На первом этапе должны быть подготовлены все исходные данные об исследуемом участке дороги, на основании которых можно построить его виртуальный адекватный аналог в компьютере. К такого рода данным относятся:

- геометрические характеристики элементов УДС (число и ширина полос движения, продольный и поперечный уклон, радиус кривой в плане, видимость в продольном профиле и в плане, углы пересечений и примыканий, и др.);

- состояние дорожного покрытия (коэффициент сцепления, ровность);

- схема организации движения (дорожные знаки, разметка, светофоры и т.д.);

- состояние окружающей среды (погодные условия, время суток и т.д.).

На втором этапе разрабатывается план проведения компьютерных экспериментов по пропуску транспортных потоков по исследуемому виртуальному участку дороги для оценки его пропускной способности при различных значениях влияющих факторов, характеризующих транспортные потоки (состав транспортного потока, распределение интенсивности по направлениям движения на пересечениях и др.). Далее требуется определить точность оценки пропускной способности, что отразится на количестве необходимых компьютерных экспериментов.

Методика проведения компьютерных экспериментов с моделями движения автомобилей для оценки пропускной способности исследуемого участка дороги заключается в следующем. По рассматриваемому участку дороги (полосе движения) с фиксированными значениями влияющих факторов последовательно пропускаются виртуальные потоки автомобилей различной интенсивности движения (проводится серия компьютерных экспериментов). Это означает, что имитируются процессы движения автомобилей на исследуемых полосах движения при заданных законах распределения значений интервалов времен между появлением новых автомобилей на входе исследуемой полосы. По результатам имитации выявляется наибольшая интенсивность движения в заданном створе исследуемой полосы движения, которая и является оценкой пропускной способности с заданной точностью.

Пропускная способность исследуемого участка дороги часто зависит от ряда независимых друг от друга факторов. Поэтому для комплексной оценки пропускной способности следует оценить ее значение при различных уровнях данных независимых факторов. В этом случае можно построить зависимость пропускной способности от влияния данных факторов, т.е. по существу, представить оценку пропускной способности как функции от данных факторов.

Полученные на предыдущих этапах результаты компьютерных экспериментов позволяют после соответствующей обработки получить следующие показатели:

- пропускную способность отдельной полосы движения;

- пропускную способность участков дорог с различным количеством полос движения;

- пропускную способность пересечений и примыканий в одном и разном уровнях.

Технология позволяет учитывать все влияющие факторы, определяющие новые значения коэффициентов приведения современных автотранспортных средств к легковому автомобилю в оценках уровней загрузки, включая пропускную способность элементов УДС (тягово-динамические, тормозные и другие эксплуатационные характеристики подавляющего большинства современных автотранспортных средств, геометрические характеристики участка дороги, включая продольный уклон и радиус кривой в плане, состояние дорожного покрытия, состав движения и др.). Такого рода информация о влиянии указанных факторов повышает точность прогнозов о функционировании существующих и проектируемых элементов УДС.

Приложение 17