автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Оптимизация программ жесткого светофорного регулирования дорожного движения на перекрестке

На правах рукописи

Алимханов Халит Алиевич

Оптимизация программ жесткого светофорного регулирования дорожного движения на перекрестке.

05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Московском автомобильно-дорожном институте

(Государственном техническом университете) на

кафедре «Организация и безопасность дорожного движения»

Научный руководитель

кандидат технических наук, профессор Кременец Ю. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Капитанов В. Т.; кандидат технических наук Калиновский С. Ф.

Ведущая организация ООО «Центр исследования транспортной

инфраструктуры г. Москвы»

Защита состоится_"/3 МОЯ £ ¿о?

на заседании диссертационного совета Д 212.126.04 ВАК РФ при Московском автомобильно-дорожном институте (Государственном техническом университете) по адресу: 125319, Москва, Ленинградский пр-т, 64

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).

Автореферат разослан_

Ученый секретарь диссертационного со

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации.

Рост автомобилизации й дорожного строительства сопровождается отрицательными процессами, что вызывает острую необходимость разработки принципиально новых методов и средств управления движением транспортных потоков.

Эффективность функционирования городской транспортной системы во многом определяется режимами светофорного регулирования на перекрестках. Однако, существующие методы, не полностью обеспечивают оптимальные условия. При этом необходимо отметить, что в России, как и в других странах господствует жесткое программное управление. Определение, как числа программ, так и моментов их переключения, в настоящее время, в преобладающем большинстве случаев производится интуитивно. Совокупность вышеуказанных и других различных обстоятельств определяют актуальность настоящей диссертации.

Цель и задачи исследования.

Цель исследования:

Определение оптимального количества программ при жестком светофорном регулировании на перекрестке.

Задачи исследования:

- типизация количественного изменения интенсивности движения в течение суток на перекрестках;

- определение суточной задержки при различном числе программ на перекрестке для различных типов изменения интенсивности;

- проверка соответствия формулы задержки для случайного прибытия транспортных средств (теоретической и эмпирической) экспериментальным данным;

- определение достоверности расчетов транспортных задержек по различным формулам в зависимости от интенсивности движения, удаленности генерирующего перекрестка и других параметров;

I РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ ]

I БИБЛИОТЕКА I

! ¿гёВйй!

- определение моментов переходах одной программы на другую в зависимости от изменения интенсивности движения.

Объект и предмет исследования.

Объектом исследования является процесс изменения движения на перекрестках с локальным светофорным регулированием и с различными геометрическими характеристиками и интенсивностями движения.

Предметом исследования является установление закономерностей исследуемого процесса, а также влияние ступенчатого изменения входных параметров (продолжительности цикла и его составляющих) на характер изменения выходного параметра исследуемого процесса (снижение транспортной задержки).

Процесс изменения интенсивности движения на пересечении в течение суток является закономерным явлением. При включении ьш количества программ транспортная задержка в течение суток, очевидно, за счет некоторой оптимизации уменьшится на величину ДТ^ Очевидно существует такое количество программ при котором уменьшение транспортной задержки будет незначительным и сопоставимым с погрешностью расчетов и измерений, т. е. таким при котором дальнейшее увеличение количества применяемых программ не будет иметь смысла.

Методология проведенного исследования.

В качестве методологии применялся многофакторный анализ типизации пересечений по изменяющейся интенсивности транспортных потоков и в зависимости от этого оптимизация количества программ жесткого светофорного регулирования.

Оценка теоретических положений работы проведена при помощи аппарата математической статистики, посредством которого проведен и анализ результатов экспериментальной части работы.

При анализе экспериментальных исследований, учитывались ранее разработанные методики определения средней транспортной задержки.

Научная новизна и значимость полученных результатов.

Построены типичные характеристики изменения интенсивностей в течение суток, на различных пересечениях, определена стабильность

изменения интенсивности движения и статистическая вероятность сохранения стабильности изменения движения в течение суток в будние дни, определены теоретические и практические возможности изменения продолжительности цикла светофорного регулирования и его составляющих, определены пределы теоретической и практической возможности снижения транспортной задержки, определена эффективность от применения многопрограммного регулирования, осуществлено определение оптимального количества программ при жестком светофорном регулировании и моменты перехода с одной программы на другую.

Практическая значимость полученных результатов.

На основе результатов диссертации разработана методика применения оптимального количества программ жесткого светофорного регулирования на перекрестках с учетом изменения интенсивности движения по часам суток.

Методика одобрена и принята к руководству в работе СМЭУ ГУВД г. Москвы.

Применение указанной методики позволит повысить эффективность функционирования и снизить суммарную задержку транспортных средств на светофорных объектах города.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- типизация изменений количественных параметров транспортных потоков в течение суток на различных перекрестках;

- методы расчета транспортных задержек в зависимости от изменения количественных параметров движения;

- выбор различных режимов работы светофорного регулирования (подбор циклов и его составляющих) на пересечениях различных типов;

- методика выбора оптимальных программ регулирования и их оптимального количества.

- определение моментов перехода с одной программы на другую.

Личный вклад соискателя.

Участие автора заключается в разработке теоретических положений диссертации, организации и проведении экспериментальных и расчетных исследований.

- определение оптимального количества программ для различных типов изменения интенсивности движения на перекрестках.

определение границы применимости различных расчетных схем определения транспортной задержки.

Опыт, приобретенный в процессе разработки диссертации, автор, как сотрудник дорожной инспекции и организации движения одного из подразделении ГИБДД г. Москвы, использовал в практической деятельности.

Апробация результатов диссертации.

Результаты диссертации" докладывались на заседаниях кафедры «Организация и безопасность движения» и на научно-технических конференциях в МАДИ(ГТУ).

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав и приложения. Полный объем диссертации содержит 140 страниц, 105 рисунков,. 72 таблицы, списка из 72 использованных источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе проведен анализ существующих исследований.

Целью 'светофорного регулирования на перекрестке является обеспечение безопасности движения. Автомобили, прибывающие к регулируемому перекрестку за время действия красного сигнала, должны ожидать включения зеленого сигнала. Кроме того, они также задерживаются в процессе трогания с места. Таким образом, очевидно, что задержки транспортных средств на перекрестке является неизбежными. Оптимальное управление светофорной сигнализацией позволяет снизить эти задержки. Однако во многих городах России, типичным методом управления светофорной сигнализацией на локальном перекрестке является переключение сигналов с помощью постоянного цикла регулирования в течение суток или жесткого однопрограммного управления. При этом длительности сигналов являются постоянными и повторяющимися от цикла к циклу.

О применении многопрограммного управления и минимально необходимого количества программ жесткого управления в работе Ю. А. Кременца указано, что из-за суточных колебаний интенсивности движения меняются фазовые коэффициенты, а следовательно, и цикл (программа управления). С точки зрения оптимальности управления каждому значению интенсивности должна соответствовать своя программа. На практике обычно ограничиваются использованием в течение активного периода суток (например, с 7 до 21 ч) двух-трех программ. При этом исходят из того, что отклонение • фактической длительности цикла от оптимальной на 25% в любую сторону допустимо, так как это не приводит к значительному увеличению задержек.

В работе Н. О. Брайловского сказано, что в идеальной системе управления каждому возможному состоянию X, измеренному в своем временном интервале должно соответствовать свое оптимальное

управление ^ Однако такой путь решения вопроса может быть реализован лишь в единственном случае, если оптимальное управление U может быть определено в реальном масштабе времени, т. е. непосредственно в процессе управления за время счета В связи с этим единственным реальным

путем организации управления в системе является предварительное разбиение всего бесконечного множества состояний X на ограниченное число г типичных состояний Х|, Хг,..., Хг и расчет для каждого из них оптимальных управлений Ш,^,...,

Однако, в указанных работах, к сожалению, отсутствует вывод о конкретном минимально необходимом количестве программ при жестком светофорном регулировании.

В работе Живоглядова указано: «Поскольку технические средства регулирования, применяемые в настоящее время в СССР не лишены определенных недостатков,. следует расширить разработку и производство средств светофорной автоматики, работающей по 16-24 и более программ согласно заданному графику их изменения с разными по величине фазами цикла светофора с дискретностью 0,2 сек.». К сожалению материала или доказательств, подтверждающих вышеприведенное суждение не найдено.

Проведенный анализ существующих на сегодняшни день работ по организации светофорного регулирования, а также по теории транспортных потоков показал, что проблема изменения в течение суток транспортных потоков, а вместе с ней и проблема многопрограммного регулирования затронута на сегодняшний день в недостаточной степени.-Те же работы, в которых эти вопросы упомянуты не дают полного и однозначного ответа на вопрос, какое минимальное количество программ необходимо для организации оптимального регулирования в течение эффективной части суток на локальном перекрестке с жестким светофорным управлением.

Во второй главе проведены теоретические исследования изменения величины транспортных задержек при различных количествах программ.

Изучаются городские перекрестки с различными геометрическими характеристиками и интенсивностями движения, работающие в локальном режиме управления. Ориентировочные границы интенсивности примерно от 400 ед/час до 1500 ед/час на одну полосу движения. Следует учесть также то, что в реальных условиях даже по будням в различные дни, в одни и те же промежутки времени величины интенсивностей движения • не абсолютно постоянны и одинаковы, а подвержены изменениям, которые носят вероятностный характер, статистические параметры и пределы которых должны быть определены в результате необходимого количества

наблюдений и с помощью аппарата математической статистики. Однако, характер этих изменений, в течении эффективной части суток, например, от 6 до 23 часов, когда на перекрестках наблюдаются транспортные потоки со средней и высокой интенсивностью движения, как правило, закономерен, и определяется прежде всего, месторасположением перекрестка, его пропускной способностью, временем суток, режимом работы предприятий, организации, объектов отдыха и т. д.

Изменения интенсивности движения в ночное время суток, также могут представлять интерес, но в данном исследовании являются малозначительными и в работе не рассматриваются.

При максимальном - значении интенсивности движения на перекрестке в течение суток определяется длительность цикла, которая, как правило, включается на всю эффективную продолжительность дня (в ночное время будет включен режим «желтого мигания»). Однако для каждого промежутка (час или полчаса, в зависимости от необходимой точности в расчетах) эффективного периода суток необходимо рассчитывать оптимальную длительность цикла регулирования.

При включении ьго количества программ суммарная транспортная задержка в течение суток, очевидно, будет уменьшится на величину АТ,. Требуется определить такое количество программ п при котором уменьшение транспортной задержки будет незначительным и сопоставимым с погрешностью расчетов и измерений.

Вместе с тем, необходимо определить область, применения и ограничения в применении п-го количества программ для различных перекрестков, основанном на вероятностном характере, транспортных потоков, для чего необходимо сделать типизацию пересечений в зависимости от характера изменения интенсивности движения.

Движение транспортных средств на городских перекрестках, характеризуется временной зависимостью изменения интенсивности транспортного потока, прибывающего к перекрестку. В качестве примера эта зависимость наглядно показана на следующей диаграмме (рис. 1).

^интенсивность движения' | по направлению Д

интенсивность движения: I по направлению С . IИ интенсивность движения' | по направлению В | И интенсивность движения I по направлению А

время суток, ч

Рис. 1. Изменение интенсивности движения по различным направлениям в

течение суток

Таблица 1

Почасовое изменение интенсивности движения по всем направлениям рассматриваемого перекрестка.

Время суток

и 12 • • 1л

С? 1 N.. N,2 • • N,0

& § 2 N2, N22 и2п

с к а о • • • ■ •• • •• ... • ••

X Я ...

Обозначения

сочетания интенсивности с, С2 ... с„

движения

Таблица 2

Режимы работы светофорного объекта для каждого эффективного часа.

Условные Обозначения Сочетание интенсивностей движения

с, С2 ... сп

Длительность цикла Т« т„, Тц2 Тип

Длительность 1-го основного такта «01 ^012 То.»

Длительность 2-го основного такта 1021 ^022 *02п

Длительность к-го основного такта «Ок 1(Ж2 *0кл

управления и и, и2 ик

В таблицах 3 и 4, представлены сочетания интенсивностей (состояния объекта) и управления. При этом в таблице 3 приводится средняя транспортная задержка а в таблице 4 - значения степени насыщения направлений то есть отношения среднего числа автомобилей

прибывающих за цикл, к максимальнлому числу автомобилей, убывающих за время действия основного такта.

Таблица 3.

Значения средней транспортной задержки по всем направлениям.

продолжение таблицы 3

Таблица 4

Степени насыщения по направлениям.

управления направления Сочетание интенсивности движения

с, Сг ... С„

1 Хит Хц(2> Хц(п>

и, 2 Хип! Х|2(2) Х12(п)

...

г 1д|1<п)

1 Хгкп Х21(2) Х21Ы

и2 2 Хггги Х22П) Хг2(п)

...

г Х-2ГГ2> Х2г(п)

1 ХПШ) Х„К2) Хп1(п)

и„ 2 ХП2П) ХП2(п)

« » .

г Х„г(2)

Преобразуем таблицу 3 в таблицу 5 по следующему принципу. Перемножим значения средней транспортной задержки на соответствующую ему интенсивность движения. Просуммируем указанные значения при применении каждого управления в отдельности.

Таблица 5

Суммарная транспортная задержка при применении различных управлений.

Управления Состояние объекта ' Суммарная транспортная задержка за эффективную часть суток

с, с2 ... c„

и, XWiiNri) ZtAlrf2)Ni2) Xt/ilrinWn) IEWH,

и2 XtarflMn XW2M2I XWrfnMn) IBM

* ■«

и. ZWiiNrn Ztinri2)N(2) ZtAnrin)N(„) IXWNn

где суммарная транспортная задержка при применении i - го

управления за i - час по всем направлениям.

Для назначения однопрограммного режима работы светофора из последней вертикальной строки таблицы 5 выбираем минимальное значение суммарной транспортной задержки, и рассмотрим возможность применения соответствующего ему управления на всю эффективную часть суток. Для этого по таблице 4 проверяем значения степени насыщения направлений при применении выбранного управления. В случае, если ни в одном из случаев значение не будет превышать допустимое (как правило, не более 0,9 - 1), то при однопрограммном режиме работц светофорного объекта распространяем данную программу на всю эффективную часть суток. В противном случае из последней вертикальной строки таблицы 5 выбираем следующее минимальное значение и осуществляем аналогичную проверку. Подбор программы будем производить до тех пор, пока не будет выполнено условие соответствия значений степеней насыщения допустимому значению.

При назначении регулирования с двумя и более программами осуществляем аналогичный подбор. Однако при назначении режима работы в течение эффективной части суток, рассматриваем каждый час в отдельности, и выбираем в каждом отдельном часе, то управление из числа подобранных, при котором значение суммарной транспортной задержки в указанный час будет минимальным.

Для подбора оптимального количества программ, необходимо для применения при жестком светофорном регулировании важно определить

относительную и абсолютную величину снижения суммарной транспортной задержки по всем направлениям. Характер этого снижения можно наглядно показать с помощью графика, ось абсцисс которой означает количество программ, а ось ординат показывает, снижение суммарной транспортной задержки, (рис. 2)

012345678 количество программ•

Рис. 2 Зависимость суммарной суточной транспортной задержки от количества программ. .

Очевидно, использование такого количества программ при котором последующее снижение транспортной задержки будет незначительным и (или) сопоставимым с общей погрешностью расчетов будет наиболее оптимальным.

Затем суммируем значения суммарных транспортных задержек за эффективную часть суток при применении различного количества программ. В том случае, при котором снижение суммарной транспортной задержки от применения последующего количества программ окажется незначительным, а именно меньше значения доверительного интервала, то дальнейшее увеличение количества применяемых программ будем считать нецелесообразным.

В качестве примера рассмотрим график изменения возможных состояний (сочетании интенсивностей) объекта (перекрестка) в течение суток (рис.3).

время суток, ч

Рис. 3. Изменение состояния объекта в течение суток.

Разобьем возможные состояния объекта на бесконечное число промежуточных состояний. Под объектом будем понимать рассматриваемый перекресток, а под состоянием объекта — сочетание интенсивностей движения в течение суток. Каждому состоянию объекта за некоторый промежуток времени при применении различного управления будет соответствовать своя величина суммарной транспортной задержки данного промежутка времени.

На графике (рис. 3) по оси ординат отложим величину произведения средней транспортной задержки на интенсивность движения, а по оси абсцисс время суток. Таким образом, площадь под линией, соединяющей точки суммарной транспортной задержки каждого часа будет представлять собой суточную суммарную задержку.

При применении однопрограммного регулирования суммарная суточная транспортная задержка, а значит и площадь под линией будет максимальной. При применении большего количества программ

(управлений) в течение суток конечной целью будет снижение суммарной транспортной задержки. В случае когда для каждого промежутка времени будет применяться свое, соответствующее именно данному часу регулирование, площадь под линией окажется минимальной. Однако, очевидно, что при применении количества программ больше оптимального, площадь под линией будет незначительно отличаться от минимальной площади и с последующим увеличением количества программ приближение

к этой площади окажется незначительным. Линию, соединяющую суммарные транспортные задержки, можно представить как функцию изменения суммарной транспортной задержки во времени, а площадь ограниченную данной линией, а также вертикальными линиями, проходящими через ось абсцисс, через время начала и окончания эффективной части суток, как интеграл данной функции. Таким образом, целевая функция будет выглядеть следующим образом:

/•(/)=/л^ ♦<//-> тт (1)

Для упрощения решения задачи изобразим вышеприведенную целевую функцию (3) следующ^см образом:

где Ы; - интенсивность движения (ед/час) по ьму направлению

^ - средняя транспортная задержка по ьму направлению -- временные границы работы светофорного объекта в режиме трехцветной сигнализации.

m - количество направлений движения.

В связи с тем, что анализ различных видов пересечений по изменяющейся интенсивности движения в вышепредставленном виде крайне затруднителен обобщим данные по типам пересечении в следующем виде (рис. 4).

Во-первых, учтем что наибольший «вклад» в длительность цикла вносит значение интенсивности движения по главному, наиболее загруженному направлению.

Во-вторых, значение второстепенного направления или нескольких второстепенных направлений учтем одним фазовым коэффициентом или суммой фазовых коэффициентов.

В-третьих, необходимо учитывать и изменения суммарной длительности потерянного времени, что связано с увеличением количества фаз.

Для получения целостной картины от применения многопрограммного регулирования были построены графики аналогичные вышеприведенному (рис. 2),

для различных типов пересечении по изменяющейся интенсивности с учетом изменения пропускной способности фазового коэффициента по

второстепенному направлению (уи) и потерянного времени (Тп). Диапазон сочетания указанных параметров, как показал анализ работы светофорных объектов г. Москвы охватывает значительный объем случаев, которые могут возникнуть на перекрестках города.

Рис. 4 Типизация пересечений по изменяющейся в течение суток интенсивности движения.

На рис. 5 в качестве примера показано снижение суммарной транспортной задержки в зависимости от числа применяемых программ регулирования для суточного изменения интенсивности движения 2-го типа перекрестка при ует=0,2 Мн=1800 ед/ч. Аналогичные графики были получены и для остальных типов суточного изменения интенсивности движения для различных, значений потерянного времени, фазового коэффициента по второстепенному направлению и потока насыщения.

012345678 количество программ

!-приТп=6мин приТп=6мах -прТп=9иин |

прТл=9мах ----при Тп-12 мин —'приТп=12мах!

Рис. 5. Графики изменения суточной суммарной транспортной задержки на перекрестках 2-го типа при и различных значениях

Тп.

Для детальной проверки соответствия построенной типизации и разработанной модели применения многопрограммного регулирования необходимо проведение натурных наблюдений и статистического исследования транспортных потоков.

В третьей главе описывается экспериментальное исследование возможности применения многопрограммного регулирования на городских перекрестках.

Экспериментальные исследования и измерения параметров движения проводились в два этапа.

На первом этапе, исследования носили первоначальный характер и производились с целью уточнения постановки задачи, определение типичных сочетаний интенсивностей движения.

На втором этапе проводилась проверка правильности выводов, полученных в результате теоретических исследовании. Однако проведение эксперимента по определению минимально необходимого количества программ в «чистом» виде невозможно, так как: во-первых, большинство светофорных объектов г. Москвы не оборудованы контроллерами, обладающими возможностями реализации многопрограммного регулирования, во-вторых, те из светофорных объектов, которые оборудованы контроллерами, обладающими возможностями реализации многопрограммного регулирования, расположены на основных магистралях и работают в системе координированного управления. Вмешательство в работу такого светофорного объекта приведет к сбою в режиме координации.

В связи с этим возникает необходимость проведения косвенного эксперимента, при котором важно достоверное определение величины средней транспортной задержки, для. чего был проведен следующий комплекс практическо-исследовательских мероприятий:

во-первых, производился подсчет интенсивности движения по направлениям в течение эффективной части суток, что позволило еще раз подтвердить правильность разработанной типизации;

во-вторых, был проведен анализ применяемых формул по определению транспортной задержки в зависимости от различных сопутствующих условий.

в-третьих, осуществлялся подбор (вычисление) оптимального цикла и его составляющих для каждого сочетания интенсивностей движения, при различных Тп и у„.

в четвертых построены сводные таблицы, входными данными которых являются сочетания интенсивностей движения и подобранные (вычисленные) циклы и его составляющие, а выходными данными, вычисленные, по проанализированным формулам, значения транспортной задержки;

в пятых, использовался алгоритм действия по подбору оптимального количества программ из теоретической части.

Одним из самых широкораспространенных способов определения транспортной задержки, является ее вычисление по формуле Вебстера, которую целесообразно применять при случайном характере прибытия транспортных средств:

„г

(3)

2Ы ,0.-х,)

где Тц- продолжительность цикла, сек.,

- соотношение длительности основной фазы и длительности

цикла,

- степень насыщения направления,

- интенсивность движения, ед/сек.

Однако при близком расположении друг к другу светофорных объектов использовалась формула вычисления транспортной задержки при группообразном характере ттижеттия ("гЬотшлтя Г Г ХязяпяттзеУ

'а, = 'ды

~Ъ)(.тт -1а+Ь) .

тех т®

'Api

. (4)

-'о+ь

2а - г + 6

Р>П 011В

где No - мгновенная интенсивность (ед/с),

b - длительность импульса, основного такта на генерирующем перекрестке (рис. 6), т.е речь идет о продолжительности действия зеленого сигнала в основном направлении на предыдущем перекрестке (с).

to - момент смены разрешающего сигнала на запрещающий на рассматриваемом перекрестке,

ti - момент смены запрещающего сигнала на разрешающий на рассматриваемом перекрестке.

- максимальная и минимальная длительность проезда

перегона,

- средняя скорость на перегоне, а - среднее ускорение.

Рис. 6. Параметры, влияющие на величину транспортной задержки при грулпообразном движении

Расхождения данных вычисленных по формуле группообразного движения и по формуле случайного прибытия, в зависимости от расстояния между перекрестками показаны на графике (рис. 7), кроме того, проведена работа, по исследованию влияния интенсивности движения на достоверность той или иной формулы. Как видно из рис. 7 при увеличении расстояния от генерирующего перекрестка (начиная примерно с 600-800 метров) значения получаемые по формуле группообразного прибытия все более расходятся со значениями полученными: по экспериментальным данным, тогда как значения получаемые по формуле случайного прибытия становятся все более близкими к эксперименту. И наоборот, при уменьшении расстояния от генерирующего перекрестка значения получаемые по формуле случайного прибытия все более сходятся со значениями получаемыми по экспериментальным данным, а результаты вычисленные по формуле случайного прибытия становятся при таком же снижении расстояния более отличными от эксперимента.

Погрешность определения транспортной задержки при применении той или иной формулы в зависимости от расстояния до генерирующего перекрестка колеблется приблизительно в пределах 8-10 %.

О 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 расстояние между перекрестками, м

♦ - • Задержка по эксперименту Ш Задержка по Вебстеру —Задержка по группоообразному движению_

Рис. 6 Зависимость значения средней транспортной задержки от расстояния от генерирующего перекрестка при различных способах ее определения.

С целью проверки основного предположения, выдвинутого в теоретической части данной работы о минимально необходимом количестве программ были проведены эксперименты на 25 светофорных объектах г. Москвы, расположенных на различной удаленности от центра города с различными условиями движения, которые показали, что для перекрестков 4-го, 5-го типа в более чем 90 % случаев целесообразно применение не более 4 программ, и для перекрестков 1-го, 2-го, 3-го типа практически во всех случаях - не более пяти программ.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Существующие методы и сложившаяся, практика введения многопрограммного жесткого регулирования не отвечают в полной мере складывающейся дорожно-транспортной обстановке на перекрестках города.

Многопрограммное регулирование сейчас реализуется, как правило, лишь в рамках централизованных автоматизированных систем управления. Однако, например в г. Москве в такое управление включено менее 15 % от общего числа светофорных объектов. В других городах России этот показатель еще ниже, либо координированное управление в них полностью отсутствует. И даже при этом, в случаях отключения светофорного объекта из координированного управления, он будет работать по одной резервной программе.

В тех же случаях, когда возможности контроллера на локальном светофорном объекте позволяют применять несколько программ, чаще всего реализуется одна программа. Отсутствие методики реализации многопрограммного регулирования не обеспечивают оптимальных условий движения.

2. Проведенные натурные исследования показали, что на городских магистралях с регулируемыми пересечениями параметры транспортных потоков (интенсивность движения, степень насыщения, фазовый коэффициент и т. д.), как правило, имеют постоянный характер изменения. Основными организующими факторами являются режимы работы предприятий, учреждений, учебных заведений и т. д.. Поэтому дальнейшие разработки многопрограммного регулирования должны решать в первую очередь вопрос оптимизации движения в эффективную часть суток будничных дней.

3. Исходя из изменения различных входных параметров на перекрестке (фазового коэффициента, интенсивности движения), влияющих в конечном счете на изменение величины транспортной задержки сопоставимую с погрешностью расчетов, определены моменты переключения программ регулирования

4. Для решения сопутствующих исследовательских задач в экспериментальной части проведены проверки соответствия формул по определению транспортной задержки экспериментальным данным.

Проверены формулы, учитывающие, как случайное, так и группообразное прибытие транспортных средств.

5. Исследования показали, что формула задержки, полученная для условий случайного прибытия и широко применяемая на практике во всех случаях дает существенную погрешность, если соседний перекресток расположен ближе чем на 600-800 метров. Погрешность в этом случае составляет более чем 10 % и может достигать 200-300 %. В таком случае целесообразно применение формулы группообразного прибытия (погрешность будет составлять не более 8-10 %).

6. Предложенная типизация по изменению интенсивности по часам суток практически охватывает весь объем случаев, которые могут складываться на перекрестках.

7. Целевая функция минимизирует суммарную суточную задержку с увеличением количества применяемых программ.

8. Статистическая обработка данных по результатам применения многопрограммного регулирования подтвердила достаточность использования в течение эффективной части суток не более 4-5 программ.

9. Предложенный алгоритм использования различного количества программ в течении суток, позволяет значительно снизить величину средней транспортной задержки в среднем на 40-50 %, при этом снизив вероятность возникновения заторовой ситуации.

Опубликованные работы

1. Алимханов X. А. Исследования закономерности интенсивности движения и целесообразности переключения программ регулирования на локальных светофорных объектах. - Аспирант и соискатель, № 3, Компания Спутник+, 2003 г., С.237-240.

2. Алимханов X. А. Способы определения транспортной задержки. — Аспирант и соискатель, № 3, Компания Спутник+, 2003 г., С.241-243.

3. Алимханов X. А. Исследования погрешности определения потока насыщения на пересечениях и ее влияние на транспортную задержку. -

Естественные и технические науки, № 4, Компания Спутник+, 2003 г., С.74-76.

4. Алимханов X. А. Теоретические предпосылки применения многопрограммного регулирования на перекрестках с локальным светофорным регулированием. - Естественные и технические науки, № 4, Компания Спутник+, 2003 г., С.77-79.

Принято к исполнению 02/04/2004 Исполнено 05/04/2004

Заказ № 100 Тираж: 100 экз.

0 0 0 «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095)318-40-68 www.autoreferat.ru

IP - 7 4 3 J