автореферат диссертации по транспорту, 05.22.10, диссертация на тему:Повышение эффективности информационного обеспечения участников дорожного движения в городах

московский

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи КОСОЛАПОВ Андрей Валентинович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УЧАСТНИКОВ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ В ГОРОДАХ

Специальность 05.22-10 — Эксплуатация автомобильного транспорта

Автореферат Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1992

Работа выполнена на кафедре '.-.Организация и безопасность движения» Московского ордена Трудового Красного Знамени автомобильно-дорожного института.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор В. И. Коноплянко

Официальные оппоненты —доктор технических наук

В. Т. Капитанов

кандидат технических наук

. А. П. Юров

Ведущая организация — Научно-исследовательский и

проектный институт городского пассажирского транспорта г. Москвы (МосгортрансНИИ-Проект)

Защита состоится « /4 1993 г. в ¡о часов

на заседании специализированного совета ВАК РФ К 053.30.09 при Московском ордена Трудового Красного Знамени авто-мобнльно-дорожном институте по адресу: 125829, ГСП 47, г. Москва, А-319, Ленинградский проспект, 64, аудитория .

Справки по телефону: 155-03-28.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять в специализированный совет института.

Автореферат разослан « »§£JжЛfЯ 1992 г.

Учены» секретарь специализированного совета, кандидат технических наук,

доцент ' В. М. ВЛАСОВ

- 2 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

Актуальность темы. Существующая в настоящее вр^мя диспропорция в уровне развития технического и информационного обеспечения дорожного движания привс чит к значительному сни-иению эффективности и безопасности транспортных процессов. Система информационного обеспечения участников движения в настоящее время н~ соответствует условиям движегчя, развитию улично-дорожний сети и конструктивным параметрам транспортных средств. В результате увеличиваются материальные затраты (перепробеги транспортны средств, перерасход топлива и т.д.), возрастает напряженность труда водителе?, снижается безопасность движения и обостряется экологическая проблема.

Принципы « методы ориентирования и навигации, успешно используемые на других видах транспорта, не на.одят широкого применения в практике работы автомобильного транспорта. Практически отсутствуют работы, обобщающие опыт в области информационного обеспечения дорожного движения, что сдерживает ра&агтие средств информации. Методические вопросы информирования водителей остаются недостаточно изученными.

.Об'ективная необходимость освоения систем ориентирования нового типа требует анализа технического уровня и тенденций развития зарубежных систем. Освоение зарубежного опл-та должно проводиться с учетом конкретных особенностей развития дорожного движения э нашей стране

Изложенное дае • основание говорить о том, что проблема совершенствован"я информационного обеспечения дорожного движения представляемся актурчьной и «ее решение позволит существенно снизить суммарные потери автомгбильного транспорт?

Решаемая проблема. Повгшение эффективности : этэдов и средств предоставления информации водителям с целью снижения уровня неопределенности при выборе непраЕ1ения движения.

Цель и задачи исследования. Целью данной работы являет-лсг. оценка эффектиьаости, разработка принципов и методичегких основ формирования систем маршрутного ориентирован!:! водить-лей. на улично-дорожной сети горо/-э. Для достиж ния поставлен-

ноГ цели Спи сформулированы и решены следующие задачл:

- про), ¡дчн анализ развития и оценоны существующие системы информирования участников движения;

• определены тг эретнчесие предпосылки создания систем ориенчлровачия;

- прооеде» анал.»з критер-эв выбо.-а маршруа водителем и обоснован испо.,ьзуемый в настоящей работе;

- разработана модель следования водителя по маршруту с учетом критерия >зго выб<.^а;

- разработана методика и аппаратура окспериментального чсследова"ия информативности систем ориентиров .ния;

- 1р-ведена ок^пе} ¡ментальная г'деика эффективности устройства системы ориентирования г реальных условиях работы в' -\ит0ля на автомобиле

- разработаны ггвтодические основы и практические рекомендации по организации систем м'пшрутного ориентирования.

Об'е..г и предмет исследо ания. Об'ектами настоящего исследования являются ме оды и средства управления • организации движения, определяющие *ыбор водителем направления движения на маршрут^ предметом - информативные свойства традн-цион"ых' и разрабатываемых систем ориентирования.

" Ме.оды исслед:зания. Методологической основоР работы послужили материалы исследований отечественных и зарубежны.-, специалистов по вопросам ориентире ания водителей, теории ппоект рования информационно- управллющих с.»стеч и автоматизированных оистем управления дорожным движением. Решение задач в настоящей диссертации основывалось на использовании современных методов исследования. В разработке'методик, вы-..осимых "а яшциту, применялся системный подход пр« определе-гии эттности работ п теория планиропн: 1 эксперимента. Математический аппарат, используемый при разработке алгоритма и аиа;.лзе результатов' эксперимента, включал в себя теорию графов, линеилое программирование, корреляционный анализ и лероятностное моделирование.

Научная нивизьа исследований, выполненных, в диссертационной работе, заключгчт я в следующем

-'- разработана информационная модель следования водителя по маршруту, позволяющая вь ;ел»;ть этап инфо}. жирования зоди-

теля о направлении движения в качество приоритетного для безошибочного прохождения маршрута:

- предложена к/^ссификация систем ориентирован-ч различных типов;

- обоснованы критерии выбооа маршрута водителей .<. в качестве о новноп выбран критерий минимума времени движения;

- предложена модель 'ранспор-ной сети ч доработан известный алгоритм расчета кратчайших путей проезда, отличают < щийся принципом учета организации дорожни о движения и критерия минимума времена движен ч, и распространи на новый класс систем ориентирования;

- сформулированы методические »рннципы разработки схем маршрутного ориентирования водителей в го. одах, отличающ эся расчетом к^атч^йших путей проез/ различных категорий тг^нспортных средств и у«*^том очагов аварийности;

- предложены количественные лог.- .за гели оце <и эффективности автоматизированных систем ориентирования, вг.хтающг^ в себя интегральную характеристику скоростного рс .сима ( град.,-ент счорос. л) и вероятност ые пок зате. и,

- разработаны общие принципы функцнон-оованнл автоматизированных систем ориентирования.

Практическая цс лность работы. Практическая ценность результатов, полученных в ходе исследования, : л ¡ючается в возможности исполь'звания предложенн 1 базовой методики исследования эффективности средств информации. Разработант. л имитатор автоматизированной системы о{. .йнтиров. ли , воплоща-«эдий принципы информирования водителей, может применяться при психофизиологической и эргономичьско.. оцзнке влияю ав томатизированных систем на водителя. Сформулированы пра.чти-чес-че рекомендации по разработке ^хем маршрутного ориеш .-рования, использовавшиеся при пров дении проек.ннх работ по соз, 1нио схем маршрутног > ориентирования в г. г. Тольятти, Кемерово и Тамбов. Методика мс нет быть использована городскими слуг бами, ГАИ, СМЬЛ, коммунальными и дру, лми подразделениями для определения ..лроса водителей на информационные об' .¡кты, при моделировании улично-дор<5.кной сет' города, определении . ратчайших путей проезда и обосновании дислокации г ->имяняюшихся средств 0{.л лтированил.

На защиту в--носятся:

- классификационные признаки систем ориентирования;

- информационная модель следования водителя пп маршруту;

- принципы моделирования транспортной оти;

- алгоритм расчета кратчайших путей проезда, учитывающий предложенный критерий выбора маршрута водителем и организацию движени. на участках улично-дорожной сети;

- методика и результа;ы экспериментальных исследований по оценке эФФе! гивности применения автоматизированных систем ориентирования при движении водителя в городских условиях на основе испытаний разработанного имитатс ">а информационного бюк- автоыатизировамноп системы ориентирования;

- методические принципы разработки традиционных систем маршрутного ориентирования водителей;

- алгоритм работы автомобильной системы ориентирования и теоретйчес сие принципы функционирования автоматизированных систем ориентирования.

Реалйзгция работы Результаты научных исследований, полученные в диссертационной работе, внедрены в СМЭУ управлений ГАИ облисполкомов г. г. Самара, Кемерово и Тамбо» в виде методик по обоснованию и установке средств маршрутного ори-ентированиг (информационно-указательных знаков) и используются в учебном процессе МАДИ и в проектных работах Транспортного Факультета Белградского Университета.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы проси апробацию на ¿4-" и 35-й научно-практических конференциях Кузбасского политехнического института (г. Кемерово, 19в9 и 1993 г. г.), 48-й и 4У-й научно-методических и научно исследовательгчик конференциях Московского автомобильно- дорожного института (г. Москва, 199Э и 1901 г. г.), на Всесоюзной школе передового опыта "Программно-целевой подход к сокращению аварийности в местах концентрации ДТП" (г. Липецк, . 1990 г.).

Публикации. Основные положения и результаты диссертации достаточно полно изложены в пяти" работах, написанных автором лично и в соавторстве, об^им об' емом 7 печатных листов.

Структура и ов'ем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав! основных выводов и списка ли-

тературы из 1В8 наименований. Об'ем диссертации составляв-"-178 о. машинописного текста, рчлючая Ь2 рисунка и 17 таблиц.

0CH0DH0E СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ •

Процесс обмена информацией между элементами систе,-ч ВАДС является основным процессом при управлении транспортным средством. Правильное фондирование информации д,.л участников дородного движения является необходимым условием о.еспечення безопасного и эффективного движения. »

Анализ исследопаний в области организации и безопасности движения подтверждает недостаточный уровень информационного обеспечения участников движения средствами упрощения и организации, несовершенс:во которых приводит не только к ДТП, но и к значительным экономическим потерям i'.j-за перепробегов транспортных средств, несвоевременной доставки грузов, дополнительного увеличения интенсивности движения, повышения уровня шума и загазованности.

Одной из задач информационного обеспечения участников дородного движения в городах является оперативное информирование водите эй о выборе исправления движения. £ последние годы прогресс в радиоэлектронике, вычислительной технике и информатика обеспечил достаточно широкое развитие информационно-навигационных систем на различьях видах транспорта, в том чис ;о л на автомобилонои Автомобильные навигационные системы (система! ориентирования), сообщени- о разраб>тках которых появляются все Чище в зарубежкой лит зратуре, поза-имстворалн свое нчз: 1ние и назначение из морской • авиацюн-ной навигации. С появлбнием таких систем возникает новы., элемент организации дорожного движения, рагчиьается следу» щее поколение автоматизированных систем управления движением. Применение этих систем позполябг снизить времг и стоимость поездки »I, кроме того, дает возможность водит-лю оперативно корре.ь.ровать свой маршрут. Исходя из этого, исгк п. зование таких систем должно рассматриваться как ресурсосберегающий факт р ..а автпкоби ьном .'рянсппрте.

На сегодняшний ц< ib слабо изучены методологии

разработок счстем ориентирования водителей. Потенциальные возможности радиционных систем практически исчерпаны и возникает необходимость развития принципиально новых систем.

П,.и наличии соьокупнбсти социальных, экономических и технических предпосылок теоретическн не обоснованы принципы и методы функциош .¡оваш.д систем 1риентирования, не созданы их модели и ' проьодилисв в нашей стране исследования по анализу их эффективности. с.им вопросам и посвящена даиная рабо!.*.

Проведенный анализ элементов системы дорожного движения, определяющих Ф^рмирозание информационных потоков в системе ВАПС, позволил классифицироват; виды :.нформац: и в дорожно»/ дгчжении по при наку формирования знаний на априорную, лчкроинсормацию и микроинформе/ию. Именно макроинформа-циг обеспечивает, с^иент -рс ание и указание на маршруте движения. Анализ отечес-ченного и зарубежного с::ыта показывает, что ориентирование водитрпйй на маршруте обеспечивается за счет следук-лих источников информ.' 4ии: дорожных знакоь и указателей; картографических материалов; справочных ел;хб; ра-дчоинф рмегоЬов; автоматизированных систем указания маршрутов движения (АСУ1').

Исследования сущасгвугцеР информационной обеспеченности водителе;, основаннс '. на применении указателей, в нашеГ стране вы..вили негативное о^ношеш.-з от 11 до 55 % опрошенных -водителей (табл. 1) к традиционным системам ориентирования.

Таблица 1

Оцонка существующих счстем ориентирования водителями

Город

Рига

1 .лья-к-и Тамбов

Опрошено водителей

Всего

Ле-ковых автомобилей

Грузовых автомобилей

Процен. высказавших замечания

33 12 55

2 е 11

34 14

Анализ существующих сиг-ем ориентирования в городах позволяет сделать следующие выводы:

- основное внимание при создании системы мар :рутного ориентирования уделяе~ся обозначению маршрутов для движения через город транзитом;

- о-сутств st систематизация п комплоксность в передаче визуальной информации дл • водителей;

- при проезде через город водители испытывают затоудне-ния в определении маршрутов следования и;. за отсутствия информационно- указательных знэког и названий ...знойных улиц;

- посещение об'ектов тяготенк вод теллми затруднена из-за недостаточной информации о м зторасположении и режиме их работы

OcHOL.ibiMH значащими факторами, знижающимч эффективность применения традиционных чнформационно-указательных знаков, приводящими к потере ориентировка, лрляются от утствие указателей как таковых и отсутствие на них необходимой, с т 1ки зрения водителей, информации. Это положение отрицательно сказгваетс.. на незнакомых улич». ¡- дорожной сетью водителях, составляющих от 19 до 81 % от общего кс ичества водителей транспортных средств.

Несмотря на об^ую эффективность применения традиционных указателей, выражающуюся в увеличении скорос .1 сообщения, снижении протяжэнн'тти пути и продолжительности поездки, расхода топлива на маршруте, напряженности труда водителе, их отсутствие или несоответствие норь^-ивным .ре званиям по компоновке и установке и ограниченность по об' ему информации приводит к такому положению, когда ьоди.ели, не рас ni .aran макроинформацией, вынуждены совер' ать поездки, при которых они превышают минимально возможный пробег ~о данной чорожь^и сети. Следовательно. одним из перспективных п., геи разв-тия мет дов и средств орие? ирования юдитэлей явпяется разработка нетрадиционных их видов.

Безошибг чный и эффективный .шбор водителем nai.pauien:: ; движения зависит от "ровня его информационной об'^печонноот на маршр^ е. Згот уровень может быть oií.ican пр. \л

системы параметр J. позволяющих производить его o¡;e;: ;y сравнение Для описания выбора lo, пгелем направлениг дс*/> :«»;.

- О -

предложена информационная модель следования водителя по маршруту, представляющая маршрут в виде ряда опорных точек, соединенных звг «ьями (рис. 1).

В качестве опорных точек выступают перекрестки улиг в качестве звеньев! - пе^эгпны улиц.

Учитывая, что отклонение от маршрута может произойти тг 7ько в о-орных точках, пг ^цосс, протекающий при движек ж водителя по маршруту, можно представить в виде последовательности событий, возникающих в каждой опорной точки:

БЫ - о! - 52 - ... - Бп - БЫ , (1)

где БЮ, 5М - епбити- возникающие при нахожде"ий транспортного средства ь начальной и коночной точке маршрута соответственно;

¡", Б2,..., 5п - события, возникающие при нахождении трансш ;)тного средства в 1, 2..... п-ой опорно!; течке маршрута.

При каждом событ«и Еероитек отказ, ' поэтому по^ льдова-тельность сос.яий, отражающих .!; альный про:лее движения по дорожной сети, будет следующей (рис, 2).

л

Ъл

"¡ГЦ]

Л

вх отказ

Б г

г ■

А'-

вх отказ

Рио. 2. ихьма протекания процесса следования о маршруту

« к

' Поэтому плотность потока собь~йй , характеризующих переход £М $Ц при вероятности события 5Н-1, определяется:

(2)

где • плотность потока событий, характеризующая

вероятность отказа при переходе БЫ •* 31:

• плотность потоке событий, характеризуется вероятность отказа при переходе Б} »51+1;

п - количество опорных точек маршрута. Введенное понятие элементарного участка маршрута включает в себя одну опорную точку и звано, соединяющее данную опорную точку с предшествующей. Процесс следования по маршруту можно представить как прохождение ^овокупностг! элементарных уча тнрв маршрута.- Пр.* прохождении цлемент^рного участка маршрута сущестзуют следующие этапы (рис. 3)

На первом ¡.»-апе неопределенность подите*! в выборе направления ."вилсенияонг (большая и информирование водгтеля, мг-ласно модели, призвано снижать эту неопределенность. Опираясь на эту модель, можно рассчитывать и указывать маршрут дви-жен :я. На втором этапе должна происходить выдача управляющей информации водите/.' о направление дв«л8ния. Т. к участок маршрута н«: подходе к опорной точке имеет к-печную «протяженность, актуальной задачей является рациональное 1 > пользование пространства, в пределах которого реализуется поэтапный лро-ес. движения : э этс.1у участку.

Существенного сокращения времени воскрт.:ия информации -:е может происходить за сч^т совершенствования существующих

\ П, лближе- , Информи-. Выб р на- 1 Принятие Реали-

яие к рование правления ' решения о зация

опорной —>- водителя движ0ниг ->- необходи- >— дейст-

~очке к пор. ой мых дейс- вий

точке а1+1 твиях

Этап 1 Этап 2 Этап 3 Этап 4 Этап 5

°ис 3. Этапы следование водителя по элементарному у^ стку маршрута

систем о»..<е..гирования. Ьыход из такою положения возможен в создан-.'и средств ориентирования,. . ооеспечившдих водителей икд. .шдуальной информацией.

В качестве теоретических предпосылок создания перопек-тивпх скстег ориентирован .я выступает:

1). разработкя методов моделирования оптимальных маршрутов на сетях

2) учит критериев выбора к ршрута : :дц-"элем

3) модельное ьредс-тавпение дсрэжной сети

Л', расчет кратчайших расстояний

5) непрерч'вное информирование водителя.

Задача выбора маршруте, движения яьляетоя многофакторной. В диесер:ачии перечислены некоторые коитерии выбора маршрута а зависимости от целей поездки и показано их влияние на водителей. В результате анализа этих критериев выделены критерии минимальной продолжительности и минимальной протяженности поездки, как наиболее удовлетворяющие требованием, пред' лвллемым к системам ориентирования.

Для решения 1'роблемы определения ..ратчайших маршрутов по выбранным критериям улично-дорожкая сеть представляется в виде графа, веошинами..которогэ служат порекрестки, а звеньями - перегоны >у..,ц... При описании зв;Гньев учте :ы времена прЛзда по перегонам улиц, врем.' перехода через вершину, т. е. в~емя пересечения лерекпбстча, а также существующие ограничения, . накладпьаемыи организацией дгоожного движения. Вершины сети получг^т специальную кодировку, обесп&'Чива^ую

их быстрое нахож,' "зние пользователем на карте и удобное представление в памяти ЭВМ.

Модель сети позволяет применять известные принципы определения критического пути на графе.. На их оснопе : пзрабо-тана блок-схема и программно реализован алгоритм расчета кратчайшего пути проезд" по сети на принципе минимизации времени сообщения, как наиболее об'ективно! ó критерия выбора маршрута. Алгоритк основан на методе поч. чциалов, отлк .ается небольшим временем сче а, при определенном огра ччен.ш количества вершин в модели, и вьлможностьо учета организации д. жения. Математическая формулировке задачи приведена в диссертации. На р'»с. 4 помещена блок- схегч алгоритма ..шгчет1 кратчайшие путей проезда на графе. Работа блокоь, входящих в него, описана в диссертации.

Теоретический анализ разраб.тгы-эеуых за ру'ежом систем ориентирования позволил выделить различные методы ориент«оо-ваний, классифицировать системы по типу использ эмых дант предложить классификацию уповней ">писг''ных в ;.астояц,е время систем ориентирования, структурные схемы и характеристики достоинств и недостатков каждр* из них.

Для практический оценки ффективности автоматизированных систем ориентирования проводились экс~е~именталь..ые исследования, задачи которых заключались в определении:

- возможности предоставления информации водителю о направлении движения трансп ртного ср<" яства

- "■лияния на параметры движения транспортного средс.за необходи-'ой управляющей к формации, ло,г 'чаемой водители с~ системы ориентирования

- времени движения на маршруте транспорт!.jro срздст: , оборудованного оистемо.' ориентирования л при ^тсутьтаии ее.

На первом этапе а результате рчализа конструкций информационных Глоков в зарубежных сотемах ориентиь лэания проведен выбор блока указания мар .рутр системы, "^азработ ча прин-циг :альная электромеханическа" схема прибора и система управления. На вт;ром зтапе проводились до^ожчие ислыт'ник.

Основу сиец-альной аппаратуры для проведения окспори-мента составил имитатор АСУМ, позволяющий указывать рассчи-

¿0

I

Ввод данных о вер.шмх, лугах графа и их потенциалах. Ввод начальной н конечной ипшин маршрута:*

X

и их потенциалах. Г ршрутаА/. fjj.it. ], /

И

1г

¿3

! Прясми чио веем першит», кроме начальной,

I эначониД потенциала, рапного <1ооко1 ■ чности. Потанина» начально? иоршшт т •нимастс.1 за нулепой Рц • «* / /V. з о_

¡¡рог чтр дут- грп;[п, исхоля-»ц« кз / -то!? »пришью

Ь5

¡.риснопнио яоно'.'о ян.', пил иотыинмла нор ЯMl^зj^PJ:P^■^¿^ij зало инаипе но".-:ч. првгжу юЗ ее}-юны и дуги, входящих » кратча!л;;" тог-ирут

Ж

|^Проо:.здтр всех имрмии до конечной |

Зиьс' маршрута на лвуиГу-->{""''

,оноц

Рис. Л, Блок-схема алгоритма расчета г^атчайших путей проезда на гра<*>е

- и -

Тайный за; швв кратчайший магшрут от известной начальной до известной конечно:-' точек. .Он состоит из следующих Функциональных элементов (рис. 5):

Рис. Структурная г-.ема и' чтатг 1а АСУ!.'

Проведение натурных эксперимег~ов выполнялось на специальном автомобиле-л бораторт., оборудованном комплексом приборов, позволяющих фиксировать продолжительность и протяженность пути, а так»" времени сообщения, времени холостого хода, времони движения с постоянной скоростью и суммарное к -менение скорости в течение ^аезда.

Ме 'одика эксперимента предусматривала проведение зь^з-дов по -аршрутам водителями. незна ,ом1 т с улично-до-ожнгЧ сетью города, в котором проводились испытания. Вначале испытуемые водители выбирали маршруты с лмостоятельяо, ооиенти. ясь на -основе существу. 4ей априорной ж..£орма1 ш. ¡1ри этом среди различных реализацгЧ маршрутез был и путь, совпадающий с кратчайш м по времени. А зат'м те же. водители совершали заезды, ориеитируясь при помощи "митатора дСУМ. Нг сети го-ро;,д были выбраны две чачальк е и шесть конечных точек маршрутов. В эксперименте принимало участие .(ять водителей, осуществлявших пяти ратные реализации маршрутов. Такое количество водителей и проведений эя.е^дов определено для 95 про-

- 15 -

центной доверительной вероятности.

Основными оценочными критер».лми при сравнении заездов с применением имитатора АСУМ и С~з него были выбраны время сообщения (вр-мя, затраченное на перемещение от начальной до конечной точек маршрута с учетом всех задержек и остановок) и градиент скорости - интегральна? характеристика неравномерности движения.

Градиент скорости определялся:

где Су - градиент скорости, 1/с;

О - суммарное изм нечие скорости в течение наезда, м/с;

Б - пройденнь-1 путь, м;

Т2 - чремя холостого хг ча, с;

ТЗ - время дгчжения с постоянной скорость», с; ' Т4 - время сообщения, с.

Градиент скорости рассчитывался для каждого перегона.

В рз~/льтате анализа экспериментальных данных определено, что время сообщения водителей, располагавших информацией о кратчайшем маршруте, Полуниной при Ломощи-имитатора АСУМ, сокращалось на 2... 17 % , а градиент скорости снижался на 12. ..20 X. Продолжительность движения по кратчайшему маршруту, угазываемому имитатором АСУМ, снижалась с каждой его ре-ализац зй. Функция зависимости .родолжительност.; движения от номера реализации маршрута имеет дробно-рациональный характер следующего вида:

X

У-----, (4)

0, 00131 ' X - 0, 000Г>Ч2

где У - время сообщения, с; . " - номер реализации загзда.

Смысл этой формулы заключается в том, что наличие АоУМ практически избавляет водителя от совершения ошибок в выборе направления движения. Кроме тс~о, использование АСУ1. показало, что проезд маршрута в первый раз и движение по этому же маршоуту в п-ый раз к существенном, снижен: о времен., сообщения не приветит.

Это обстоятельство важно для стабилизации качественных характеристик транспортного потока, т. к исключает аличие в нем "возмущающих" элементов, которыми являются водители, не знакомые с иашпру.ом двиь.зния.

Экспериыенч показал также снижение абсолютны., значений градиента скорости, а также выравнивание я уменьшение разброс« значений гра/> ;ента при каждой последующей реализации маршрута. Это проиллюстрировано на рис. б и 7 на пример од-ь^го из • ^ршрутов.

Снижение градиента скорости говорит о выравнивании скоростного режима на маршруте, увеличении времени движения с постоянной скоростью и снижении суммарного времени изменения скорости. Аналогичные результат:- получены для всех остальных пар точек отправленчя и назначен г

Проведена также вероятностная оценка эффективности АСУ& При наличии альтернативных гаршрутоз между начальными л конечными очками и при существенном различии -> продолжительности движения по этим маршрутам автомобили, оборудованные АСУ7', прибудут в пункт назначения раньше необорудованных. Для вероятностного сравнения кратчайшего маршрута, указываемого АСУМ, со всеми возможными альтернативными, проведен имитационный.эксперимент, в котором в -ачестве кр ггери-ев сравнения выступали с-.едующие показатели: зероятность минимальное и времеАи сообщения на ¡"^том маршруте ф , верс-лт-ность нахождения на маршруте минимальней продолжительности^ , степень . энного прибытия в заданный пункт го ¡-тому маршруту р и степень сокращения воемени движения на маршруте У ■ В результате расчета для конкретных начальных 1 конечных течек степень ррчнего прибытия в конечный пункт ■р "8... 20 %, а с.зпень сокращения времени няхождения на ма^л-руте У - 15. .'.40 %. Таким образом, полученные экспериментальные данны . подтверждают аысок/ю эффективность нетради-

О,«

0.5 0,4

0,3 0,г +

—г—— - заезд М — —--- паезд

с л

*

опорные точки маршрута

Рис. 7. Снижение градиента скорости о зависи ости от номерг заезда при использовании имитатора АСУМ

- 19 -

ционных систем опиентирсэания.

В результате разработок в период выполнения диссертационной работы пр. сладных вопросов, связанных с ориентиросанием водителей, сформулированы методические рекомендации по маршрутному ориен фованию на улично-дородных с тях городов. Данная методика позволяет с достаточной с.епеныо обоснованности разрабаты-ать схемы марыруть го ориентирования в городах с населением от 100 т.:с до 1 млн жителей. Характерной особенностью ег являетс-ч использование ранее не применявшегося принципа расчета кратчайших путей проезда легкового и . рузового транспортг на основе моделирования улично- дорожной сети и разработанного программного обеспечения.

Алгоритм разработки схемы маршрутного ориентирования п[ шеден на рис. 8, подробное описание этапов работ приведено в диссертации.

Проведонные исследования позволили сформулировать принципы, на которых должны функционировать перспективные сгг.те-мы ориентирования и вог-мо^ные технические -эшвния, обеспечивающие воплощение этих принципов.

Конце цня автомоОильноГ ситемы ориентирования поедста.^ лена в виде следу* ,ен блок-схемы (рис. 9):

Рис. 9. Блок-схема системы ориентирования

Описание? работы пой блг '-схемы приведено в диссертации. СФормулироваь-! свойства, которыми ,олжна обладать система ориентировс ¡ия:

Формирование бШ!-

. Л ИСХОДНЫХ данных

Ой следованна транзитного движения через . ород

я Натурные исследог -ния загрузки транс-• гортнрй сити и харак-и теряотик ТП

Модачиро-ванио трансг рт-ной сети

0<3 следование уровня загруз ги и ско--ростшк режимов на городской сети

Анкетировании водителей

Определенно спрооа на потенциал! :ЦВ объекты и март ути следования. Субъективная оценка ОДД на участках сети

1

. Чибор пе-

речня ия-

формаци-

ГЧННХ объ-

ьпТОВ 311-

зуалъной

информации

Рану :рогание улиц и пересечений, вводила в модель спги_

Кодировка узлов и дуг модели транспортной сети _

Разработг... пгюехта с^емы маршрутного ориентирования в городе

ВыЗь'р

110-тенциаль-нг.с направлений следования через город

±

Расчет матри!"! -кратчайших пу-Тг!4 Лро-етца .

13~

Выбор маршрутов Д1 ле-кяя легковых и грузовых транспортных средств по кратчайшим 1 путям проезД-

Аналкз основных :-?лоь сети

ГВыбор средств ортмтировашш, ' опг «¡деление да н-менктатурн, I количество, дкеликачка, токс-I тогогг Липешш___

КОР';ЬКТЛ-рошп -^У'ГОП дых-

Рис. 8. Алгоритм разработки ,:х.-мы марп-'тного Ор|'еМТ1!рОВ,'|||)!Я

~ 21 -

• пали .ие базы даиых на с ново масштабной карты дородно-уличной

- возможность определения пут:■ ппоезда от начр ?ьной точ-К1*4 маршрута до коне шой в рсгльком масштабе времени и, при необходимое^, корректировки пути;

- возможность своевремб.шого представления водителю указаний о выборе направления движения. .

Основ; ыми тг^бованиями, пред'являемыми к системам подобного типа, являются следу«".- ;ив:

- оператигчость предоставления информации

- соответствие времени и места предоставления информации

- „ос упность, удобство предоставления информации и ее читае юсть.

Исходя из проаедеь-'.ог. анализа теоретических положений, "формулирован алгоритм работы автомобильной системы ориенти-рогания (рис. 10).

ВЫПДЫ

V Принципиальная 01 .эагиченность традиционных систем ориетиро^ания проявляется в отсутствии или недостатка необходимой информации, как сл дстзиь обозн чения лишь наиболее" знячимых мар-шутов и городских об'акт-в. Анализ существугщэ-го информационного обеспечечия городских улиц показывает, что из-з." отсутствия необходимой информации происходит до 34 X случаев потери ориентировки во"ителяйи. и настояв; е время качественная оценка существующих информационно- указатель-ых знаков псазала, ».го до 50 % опрошенных водителей но уде т л..творе 'ы ими. н данной диссертации, наряду с традиционными ( средствами.ориентирования дорожными указателями, иссльдо-вались и перспзктивш^з (в частности АСГМ). •

2. Предложен ая информационная модель следогания водителя по маршруту предполагает обязательное информирование водителя о'направлении движения на характерных перекрестка-' рассматриваемых как о.,ор..ые точки маршрута. Модель основывается 'на представлении гроцесса в виде последовател .но выполняемых водителем этапов: приближение к опорно!! точке маршру-

Рис. 10. Алгоритм работы автомобильной системы ориентирования

. - 2Г -

та; информирование водителя; выбор направления следования; принятие решения о необходимых действиях; реализация действий. .. начессве критерия выбора маршрута водителем предложен и обоснован критерий минимума времени движен я по маршруту.

3. Теоретический анализ принципов (/нкциоьирпвания ис-пытывающихся за рубежом систем ориентирования приводит к вь. впцу, что они в;.лючают в себя действия по определению местоположения транспортного средства, соотне '.ению его с естона-хождением цьли лазначек я, определению кратчайшего пути проезда до цели и сообщению управляющей информации водг-елю. Такой алгоритм работы был заложен в основу проведения экспери-

» ;нтс.льных исследовагчй.

4. Для ра-ше :ия проблемы расчета кратчайшего пути предложены методика моделирования транспортной сети города, включающая учет параметрулично-дорожной сети города в вид" ограничений, накладываемых организацией дорожного движения, очагов аварийности и специальную код *ровку элементов сет.., а также прогр^ <му расчета кратчайших путе.. п- оезда по сети. Алгоритм ее основан на методе потенциалов, отличается пр"ме-не..ием его для расчета маршрутов пс критерию минимум" времена движения.

5. Дл практи .эской оцечки передачи ¡'правляюртей информации водителю, а также влияния наличия такой информации у вод телей автомобилей, оборудован ых АСУМ, гч параметры движения транспорта:: средств, проводился натурный эксперимент с примене"ием имитатора инфо^-т\ионного блока "СУМ. Разработанная методика и аппаратура эксперимента позволили оценить преимущества АСУМ. Так, время сообщения водителей, располагавших информацией о кратчайшем маршруте, пг пучечной при помощи имитатора АСУМ, сокращалось на 2... 17 % . При эт^а и тегральная хагяктеристсча двчгчния - градиент скорости, характеризующий неравномерность скоростного режлма автомобилей, снижалась на 1«,. ..20 % по сравнению с даижением по этому маршруту при самостоятельном выборе вод'-телем пути.

6. Для вероятностной оценки эффект вности влияния АСУЫ предложены следующие иоказате-и: степень раннего прибытия в

заданный ;.ункт и степень сокращения времени сообщения на маршруте, указанн ч АСУУ, по сравнение со всеми альтернатиь ннчи маршрутами. Расчет .ый эксперимент дал следующие t тче-ния: степень раннего прибытия ß - 8.. . 20 %, степень сокращения зременн сообщения У - 15. ..40 %. . Это говорит с. высокой эффективности АСУМ.

7. Доработана и усовершенствована методика формирования системы маршрутн го ориентирования на ули1 чо- дорожной се.и городов. Данная птодике состоит из этапов: формирование банка данных; чатурные исследования нагрузки транспортной сети и характеристик транспортных потоков; анкетирование во-

О v

. дителей; ноделировангт транспортной сети с расчетом кратчайших путей проезда легкового и грузового транспорта; разработка схемы маршрутного ориентирования с расстановкой ьнфор-мационно-указательных знаков на ключевых перекрестках дорожной сети. Методика внедрена в проектах схем м£;шрутного г-эи-ентирования й г. г. Тольятти, Кемерово и Тамбов в 1989. ..1991 г. г. ( акты внедрения),

б. Сформулировав принципы функционирования автоматизированных систем указания маршрутов. Особые условия решения проблемы вне;,рения таких систе: существуют и нашей стране. Это болэе низкий, по сравнению с развитыми странами, уровень автомобилизации, меньшая плотность сети автомобильных дорог, полное отсутствие опыта применения современных систем ори н-тирования и.ограьиченност^ pecyt :ов, привлекаемых к решению данной проблькы.

9. Дальнейшие направления исследований, вытекающих из данной диссертации, свя"аны с оценкой эффективности передачи управляющей информации в ^азличньу: условпх движения, исследованием влияния на процесс восприятия водителем информации факторов системы ВАДС, разработкой и внедрением /СУМ в городских условиях движения для городов разных масштабов.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: 1. Косолспов A.B. Соверше :твование организации дорож-^ к .го движения лу- jm внедрени • систем ориентирования водителей// Проблемы организации г» безоггасно^ги дорсжпго двш^-ни.я: Сб. научн. тр. / Московский чвтомобильно- дорожный институт (МАДИ). - U. . 199". - С. 52-54.

- 25 -

2. Коноплянко В. И. , Вздыхалкин В. Н. , . Зырянов В. В. , Косолапой А В. Разработка системы маршрутного ориентирования водителей на улично-дорожных сетях городов. Информ листок Кемеровского ЦНТИ N 169-01, 04. 01.

Г Коноплянко В. И. , Вздыхалкнн В, Н., Косолапое А. В. Методические рекомендации по г азработке системы маршрутного ориентирэБания водителей на улично-дорожных сетях городов /Московский автомоои/. ..но-дорожный институт (НАДИ). - ¡.¡. , 1091. - 81 с. - Деп. в ЦЗНТИ концерна Росаптотранс 16.05.91, N о^2-ат 91.

4. Коноплянко В. И., Мельников ... Ф. , Косолапой А. В. Система информации и дс.южном движении, кАДИ. Учеб. пособие. (Сдано в печать 10.08.91). - М. , 1°91. - 64 с.

5. Мельников А. Ф. , Ко~олапов А. В. Автомобильные навигационные системы// Автомобильная промьвплвнность, 1992, N1. -С. 33-34. '

Заказ 7-22. Тираж 100 зкэ. Печать о}оетная. О^ьег 1,5 п.л. Формат 60x84/16 _

•Типография Кузбасского поднгехничеокого гчЪхх'гута

•6500£? Кемерово, ул. Краоноар.ю!\окак,115