УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИРОВАНИЯ

Интенсивный рост количества автомобилей приводит к необходимости увеличения объемов транспортного сообщения, что также ведет к необходимости поиска способов эффективного использования улично-дорожной сети. Так, например за прошедший 2018 год количество машин в стране увеличилось на 1,2 млн единиц. [2]  Темпы развития улично-дорожной сети, не удовлетворяющие требованиям возросшего автомобильного парка, заставляют искать пути оптимизации потоков транспорта с целью более равномерной загрузки её участков и, наиболее быстрого перемещения участников движения.

Объектом управления в системе управления дорожным движением является транспортный поток, состоящий из технических средств, также следует учитывать водителей автомобилей, которые реагируют на различные события по-разному, не всегда предсказуемо, что значительно усложняет анализ такой системы. Таким образом, дорожное движение представляет собой техносоциальную систему, что и определяет его специфику как объекта управления. Даже рассматривая только технические аспекты управления дорожным движением, необходимо иметь в виду, что этот объект весьма своеобразен и сложен с точки зрения управления его свойствами.

Для того чтобы найти эффективные способы управления транспортными потоками, необходимо учитывать влияние внешних и внутренних факторов на динамические характеристики транспортного потока, а также весь спектр характеристик транспортного потока. Ввиду изменчивости транспортной системы, её зависимости от случайных факторов, непредсказуемости поведения водителей, задача оптимизации решается с помощью моделирования.

Городские транспортные потоки обладают такими особенностями как:

- это стохастичность транспортных потоков: их характеристики допускают прогноз только с определенной вероятностью. Транспортный поток движется по транспортной сети, которая также обладает определенными характеристиками, допускающими более или менее строгое описание, и которые являются нестационарными. [1, c.8]

- нестационарность транспортных потоков, причем колебания их характеристик происходят как минимум в трех циклах: суточном, недельном и сезонном. [1, c.8]

- это неполная управляемость, суть которой состоит в том, что даже при наличии полной информации о потоках и возможности информирования водителей о необходимых действиях, эти требования носят рекомендательный характер. Следовательно, достижение глобального экстремума любого критерия управления становится весьма проблематичным. [1, c.8]

- это множественность критериев качества, таких как: задержка в пути, средняя скорость движения, прогнозируемое число ДТП, объем вредных выбросов в атмосферу и т.д. Большинство характеристик взаимосвязаны и выделить какую-либо одну не представляется возможным. [1, c.8]

- сложность и даже невозможность замера основных характеристик, определяющих качество управления. Так, оценка величины интенсивности движения требует либо наличия датчиков транспортных потоков на всех направлениях их движения, либо использования данных аэрофотосъемки, либо проведения трудоемкого ручного обследования. [1, c.8]

Надо отметить принципиальную невозможность проведения масштабных натурных экспериментов в сфере управления дорожным движением. Эта невозможность определенна заранее тем, что: во-первых, необходимо обеспечение безопасности движения, во- вторых, отсутствие материальных и трудовых затрат на проведение эксперимента (изменение разметки и дислокации дорожных знаков) и, в-третьих, тем, что серьезные изменения в комплексной схеме организации движения затрагивают интересы большого количества людей – участников движения.

Особенности транспортных систем делают невозможным построение адекватной аналитической модели, позволяющей исследовать варианты управления в этой системе и ее характеристики в различных условиях. В то же время имитационное моделирование как метод исследования подобных объектов представляется обещающим подходом к решению этой проблемы: оно позволяет быстро и с хорошей точностью прогнозировать характеристики сложных систем подобной природы и оптимизировать существенные параметры, выбирая соответствующие параметры оптимизации.

В настоящее время существует множество систем для моделирования транспортных потоков, что позволяет человеку выбрать наиболее подходящую для него систему. С помощью построения модели транспортных потоков можно проводить такие исследования как:

1) анализ конкретных ситуаций, где мы можем проанализировать, например, среднюю скорость движения ТС, время ожидания в очередях

2) поиск оптимального решения некоторых задач управления движением

3) сделать прогнозы влияния нововведений (например, изменение типов перекрестков, строительство дорог, объезды) на характеристики транспортного потока

4) борьба с заторами на дорогах

Управление транспортными потоками с помощью моделирования позволяет анализировать и исследовать все ситуации, происходящие на дороге, а также наглядно предлагать новые модели и рассматривать изменения в уличной-дорожной сети.

Список литературы:

1. Власов А.А. Теория транспортных потоков. Пенза:ПГУАС, 2014-124с.
2. Сколько автомобилей сейчас в России? Опубликована свежая статистика [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://wroom.ru/news/9216