Телефон: 8-800-350-22-65
WhatsApp: 8-800-350-22-65
Telegram: sibac
Прием заявок круглосуточно
График работы офиса: с 9.00 до 18.00 Нск (5.00 - 14.00 Мск)

Статья опубликована в рамках: CXXIX Международной научно-практической конференции «Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ» (Россия, г. Новосибирск, 18 ноября 2021 г.)

Наука: Технические науки

Секция: Моделирование

Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции

Библиографическое описание:
Братухин С.В. МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ОПРЕДЕЛЕННОМ УЧАСТКЕ ГОРОДА ЕКАТЕРИНБУРГА // Научное сообщество студентов: МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ: сб. ст. по мат. CXXIX междунар. студ. науч.-практ. конф. № 22(129). URL: https://sibac.info/archive/meghdis/22(129).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ АВТОМОБИЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ НА ОПРЕДЕЛЕННОМ УЧАСТКЕ ГОРОДА ЕКАТЕРИНБУРГА

Братухин Савелий Владиславович

студент, департамент информационных технологий и автоматики, Уральский федеральный университет,

РФ, г. Екатеринбург

Кочкина Валентина Фроловна

научный руководитель,

департамент информационных технологий и автоматики, Уральский федеральный университет,

РФ, г. Екатеринбург

CAR TRAFFIC SIMULATION IN A SPECIFIC SECTION OF THE CITY OF YEKATERINBURG

 

Savely Bratukhin

student, department of information technologies and automation, Ural Federal University,

Russia, Yekaterinburg

Kochkina Valentina Frolovna

Scientific Supervisor, Department of Information technologies and automation, Ural Federal University,

Russia, Yekaterinburg

 

АННОТАЦИЯ

Целью моделирования является нахождение оптимальных значений времени работы светофоров, организация движения по полосам и определения потока автомобилей с разных улиц и уменьшение вероятности образования дорожных заторов или полное их устранение. Для построения имитационной модели выбрана среда программирования AnyLogic.

ABSTRACT

The purpose of the simulation is to find the optimal values of the traffic light operating time, organize traffic on the lanes and determine the flow of cars from different streets and reduce the likelihood of traffic congestion or eliminate them completely. AnyLogic programming environment was chosen to build a simulation model.

 

Ключевые слова: имитационная модель, план и проведение экспериментов с разработанной моделью, инструменты AnyLogic, целевая функция, параметр appearance Time.

Keywords: simulation model, plan and experiments with the developed model, AnyLogic tools, objective function, appearance Time parameter.

 

Для построения имитационной модели выбрана среда программирования AnyLogic. В качестве исследуемой предметной области выбрана улица Мира. Данная улица содержит 2 полосы основного движения, 2 полосы встречного движения, 6 перекрёстков, 5 светофоров, разделительную полосу, а также прилегающие улицы: Педагогическая, Отдельный переулок, Малышева, Ленина, Первомайская и Академическая. Протяжённость улицы составляет 2200 метров.

На улице Мира имеется несколько источников автомобильного движения с основных улиц: Блюхера, Академическая (с одного направления движения), Первомайская (с двух направлений движения), Ленина (с одного направления движения), Малышева (с двух направлений движения), Отдельный переулок (с одного направления движения), Педагогическая (с двух направлений движения), Библиотечная.

Светофоры находятся на пересечениях с улицами: Педагогическая, Малышева, Ленина (в направлении улицы Мира), Первомайская, Академическая. И два перекрёстка без светофора.

Примерно рассчитана интенсивность появления автомобилей на прилегающих дорогах. Наибольшие значения на улицах Блюхера и Малышева – 500 авт/час и вероятности направления движения.

Для построения правильной дороги за основу взят скриншот из Google карт и задан масштаб в соответствии с ним для удобства работы.

 

Рисунок 1. Масштаб модели

 

Улица Мира содержит по две полосы в каждом направлении и разделительную полосу длиной в 10 метров. Свойства каждой прилегающей дороги заданы в соответствии с картой. Светофоры первоначально заданы таким образом, чтобы они одновременно разрешают движение двух встречных направлений (рисунок 2).

Движение по полосам на всех перекрёстках выбрано стандартным.

Проверка правильности имитационной модели показала, что все автомобили движутся в разных направлениях по правильным полосам, светофоры работают корректно, модель соответствует выбранной предметной области. При запуске симуляции на более длительное время наблюдается образование дорожных заторов на большей части дорожной сети. Одной из причин возникновения затора является невозможность автомобилей повернуть на улицу Ленина из-за большого потока автомобилей встречного направления, в связи, с чем было принято решение поставить на полосе встречного движения, непосредственно перед поворотом на ул. Ленина, искусственную неровность. На реальной улице Мира в этом месте есть две искусственные неровности, между ними пешеходный переход, но т.к. в инструментах AnyLogic нет таких инструментов, то принято решение добавить на тот участок две стоп-линии с ограничением скорости между ними.

 

Рисунок 2. Созданный объект «Дорога» улицы Мира

 

Следующей проблемой стала некорректная работа светофора на пересечении с улицей Малышева, при которой автомобили одного направления не успевали завершить манёвр и создавали помеху для автомобилей, движущихся в другом направлении:

Решением проблемы стало разделение работы разрешающего сигнала светофора для всех направлений.

 

Рисунок 3. Разделение работы разрешающего сигнала светофора для разных направлений

 

AnyLogic позволяет провести оптимизацию работы модели с помощью инструмента «Оптимизация». Для того чтобы воспользоваться этой возможностью, заменяются статичные значения длительности работы светофора на переменные. В качестве целевой функции необходимо указать среднее время проезда автомобилей, для этого в классе Car создан параметр appearanceTime, который хранит в себе время появления автомобиля, также создан в агенте Main набор данных tripTime, который хранит в себе все значения времени проезда автомобилей. Таким образом оптимизированы перекрестки двух улиц Малышева и Ленина.

После проведения процедур оптимизации и присваивания необходимым параметрам оптимальных значений проведена симуляция модели на протяжении одного часа модельного времени (моделирование в AnyLogic для дорожной библиотеки ограничено одним часом). За это время не было выявлено ни одного затора на улице Мира, включая участки с высоким трафиком.

В результате спроектирована имитационная модель автомобильного движения по улице Мира города Екатеринбург, продемонстрирована способность самостоятельно изучать и структурировать проблемную ситуацию и задачу исследования, выявлены параметры, влияющие на итоговые результаты, найдены оптимальные значения этих параметров и оптимизация работы модели.

 

Список литературы:

  1. Боев В. Д. Компьютерное моделирование: Пособие для практических занятий, курсового и дипломного проектирования в AnyLogic7: — СПб.: ВАС, 2014. — 432 с.
  2. Боев, В. Д. Концептуальное проектирование систем в AnyLogic и GPSS World : учебное пособие / В. Д. Боев. — 2-е изд. — Москва : ИНТУИТ, 2016. — 542 с.
  3. Куприяшкин, А.Г. Основы моделирования систем [Текст]: учеб. пособие / А.Г. Куприяшкин; Норильский индустр. ин-т. – Норильск: НИИ, 2015. – 135 с.
Проголосовать за статью
Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Дипломы участников
У данной статьи нет
дипломов

Оставить комментарий

Форма обратной связи о взаимодействии с сайтом
CAPTCHA
Этот вопрос задается для того, чтобы выяснить, являетесь ли Вы человеком или представляете из себя автоматическую спам-рассылку.