Моделирование систем регулирования дорожного движения (90
..pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра управления автотранспортом
Моделирование систем регулирования дорожного движения
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по курсу
«Моделирование дорожного движения» для студентов направления
190700 «Технология транспортных процессов»
Составитель Д.А. Кадасев
Утверждаю к печати |
Проректор по учебной работе ЛГТУ |
Объем 2,0 п.л. |
Ю.П. Качановский |
Тираж 50 экз. |
«____»_________2012 г. |
Липецк Липецкий государственный технический университет
2012
3
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра управления автотранспортом
Моделирование систем регулирования дорожного движения
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к практическим занятиям по курсу
«Моделирование дорожного движения» для студентов направления
190700 «Технология транспортных процессов»
Составитель Д.А. Кадасев
Утверждаю к печати |
Зав. кафедрой УАТ |
Объем 2,0 п.л. |
В.А. Корчагин |
Тираж 50 экз. |
«____»_________2012 г. |
Липецк Липецкий государственный технический университет
2012
4
УДК 656.05 (07)
ББК 39.808
К13
Кадасев, Д.А.
К13 Моделирование систем регулирования дорожного движения [Текст]:
Метод. указ. к практическим занятиям по курсу «Моделирование дорожного движения» для студентов направления 190700 «Технология транспортных процессов» / Д.А. Кадасев – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2012. – 36 с.
В методических указаниях приведены рекомендации по моделированию режимов работы светофорной сигнализации на транспортных перекрестках, их имитации и оптимизации, а также рассмотрены методики проектирования имитационных моделей координированного управления на улично-дорожной сети.
Предназначены для студентов направления 190700 «Технология транспортных процессов».
Ил. 26. Библиогр.: 1 назв.
© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2012
5
Содержание |
|
|
1 |
Начало работы………………………………………………………….. |
4 |
2 |
Параметры расчета…………………………………………………….. |
6 |
3 |
Перекресток……………………………………………………………. |
9 |
4 |
Схема нумерации сегментов перекрестка в Transyt-7FR…………… |
12 |
5 |
Экран «Движение»…………………………………………………….. 15 |
|
6 |
Экран «Расписание»…………………………………………………… 17 |
|
7 |
Поток насыщения……………………………………………………… 25 |
|
8 |
Пошаговый пример создания модели регулируемых перекрестков в |
|
среде Transyt-7FR………………………………………………………… 26
6
1. Начало работы
Transyt-7FR (от TRAffic Network StudY Tool) разработано с целью оптимизации систем регулирования дорожного движения на магистралях и в транспортных сетях (Transyt-7FR. Руководство пользователя, 2007. - 451 с.). Transyt-7FR оптимизирует режимы работы светофорных объектов, выполняя макромоделирование транспортного потока в течение малых интервалов времени с учетом варьирования параметров светофорной сигнализации.
Для создания входного файла TRANSYT-7F служит меню «Файл» → «Создать» или комбинация клавиш «Ctrl+N» (рис. 1).
Рис. 1. Окно «Создание входного файла Transyt»
В открытом окне, кроме имени файла, заголовка и схемы нумерации сегментов (подходов), присутствуют следующие рабочие поля:
-Количество узлов. Указывается количество перекрестков в сети. Возможно добавление или удаление узлов средствами карты или с помощью соответствующих команд подменю «Правка»→«Дополнительно» →«Узлы».
-Количество дорог. Указывается количество магистралей в сети.
-Длительность цикла. Здесь задается общая длительность цикла для сети.
-Продолжительность анализа. Параметр определяет значение длительности сеанса имитации. Также задается с помощью окна «Параметры расчета», воспользовавшись командой меню «Правка»→«Анализ».
7
-Количество временных периодов. Указываются количество временных периодов анализа системы.
-Англо-американские единицы. Задаются единицы представления данных в выходных отчетах.
-Правостороннее движение. При установке флажка предполагается использование правил правостороннего движения.
-Интенсивность движения. Определяет интенсивность движения транспортных средств по умолчанию для каждого направления движения или поворота (ТС/час).
-Коэффициент пиковой нагрузки. Если коэффициент меньше 1.00, это значит, что транспортная система более загружена по сравнению с заданной.
-Поток насыщения. В этом поле задается величина интенсивности потока насыщения, предлагаемая по умолчанию для нового набора данных. Возможно изменение уровня потока насыщения для отдельных направлений движения с помощью диалоговых окон, вызываемых командами меню
«Правка»→«Движение», «Правка»→«Полосы» или «Правка»→ «Дополнительно»→«Пропускная способность».
- Длина сегмента. Значение представляет расстояние между смежными перекрестками, предлагаемое по умолчанию. Длину отдельного сегмента можно изменить с помощью экранов, вызываемых командами меню
«Правка»→«Полосы» или «Правка»→«Движение».
- Скорость движения без помех. Здесь вводится скорость движения транспортных средств без помех, предусмотренная по умолчанию для нового набора данных. Величина влияет на расход топлива и существенным образом воздействует на результат моделирования беспрепятственного движения.
- Количество фаз. В поле указывается количество фаз в цикле регулирования. Число должно принадлежать интервалу 2–7. Возможно добавление или удаление фаз для каждого отдельного перекрестка, применяя команду меню «Правка»→«Расписание».
8
-Длительность желтого. Поле служит для ввода значения продолжительности интервала желтого сигнала светофора.
-Длительность общего красного. Здесь задается продолжительность периода действия общего красного сигнала для всех направлений движения. Общий красный сигнал не является обязательным для применения, поэтому допустимо вводить нулевую величину.
-Интервал просвета. Величина интервала просвета влияет на подсчет случайной транспортной задержки.
-Длина участка регистрации. В поле задается длина участка регистрации детектором наличия транспортных средств.
2.Параметры расчета
Окно «Параметры расчета» открывается после нажатия клавиши «Ок» в окне «Создание входного файла Transyt» или вызывается через меню «Правка»→«Анализ» (рис. 2).
Рис. 2. Окно «Параметры расчета» Основные элементы окна «Параметры расчета»:
- Моноциклическая / мультициклическая имитация. Переключатель определяет режим имитации. Мультициклическая имитация применяется в
9
условиях перенасыщения сети, когда от количества циклов зависит поведение очереди на перекрестке.
-Имитация по шагам / сегментам. В режиме имитации по сегментам каждый сегмент моделируется отдельно и переход к следующему сегменту осуществляется по окончании имитации предыдущего. В режиме пошаговой имитации каждый сегмент сети имитируется в течение одного шага и затем выполняется переход к следующему шагу.
-Имитация / Оптимизация / Оценка. Переключатель позволяет определить характер предстоящего моделирования с текущим режимом работы светофорной сигнализации (РРСС).
-Длина цикла / Последовательность фаз / Длительности фаз / Смещения. Группа флажков представляет параметры РРСС, которые могут быть объектами оптимизации.
-Минимальная / исходная / максимальная длина цикла. Задаются значения длительности светофорного цикла в режиме «Оптимизация».
-Некоординированная сеть. Если флажок установлен, все регулируемые перекрестки в сети трактуются как некоординированные.
-Генетический алгоритм / Алгоритм кратчайшего спуска. Переключатель позволяет осуществить выбор между двумя возможными алгоритмами оптимизации. Параметр не применяется в сеансах имитации.
-Количество поколений. При выборе опции генетического алгоритма поле определяет максимум итераций процесса оптимизации.
-Показатель эффективности. Функция позволяет выбрать показатель, на основе которого будет производиться оценка эффективности сети: транспортная задержка, количество троганий и остановок, организация беспрепятственного движения, расход топлива, образования очередей и пропускной способности сети.
-Беспрепятственное движение. Указывается период времени, в течение которого условия движения транспорта в сети считаются неизменными.
10
-Период инициализации. Используется для подготовки характеристик транспортного потока, определения профилей потока и длины очередей.
-Максимальный показатель насыщения. При выборе в качестве показателя эффективности опции «Пропускная способность» в рассматриваемом поле задается максимальное отношение интенсивности к пропускной способности, которое, будучи превышенным на любом подходе, влечет применение штрафного коэффициента.
-Превышение показателя насыщения. При выборе в качестве показателя эффективности опции «Пропускная способность» в рассматриваемом поле задается штрафной коэффициент, который применяется при превышении максимального показателя насыщения.
-Англо-американские / метрические единицы. Переключатель определяет выбор между англо-американской и метрической системами измерения таких значений, как, например, скорость (миль/час или км/час), расстояние (фут. или м), расход топлива (галл. или л) и пр.
-Сокращенный / полный отчет. Переключатель определяет формат выходного отчета или файла.
-Исходное расписание. Если не установлен ни один из флажков «Исх. расписание», это значит, что пользователь собирается самостоятельно вводить значения смещений (или точек остановки), а также длительности всех фиксированных и переменных интервалов в окне расписания (см. команду меню «Правка»→«Расписание»). Наличие флажка «Исх. Расписание 1» свидетельствует, что пользователь вводит значения длительности всех фиксированных интервалов, пользуясь экраном расписания), а длительности переменных интервалов зеленого генерируются программой в соответствии с моделью, обеспечивающей выравнивание степени насыщения на всех критических сегментах. Флажок «Исх. расписание 2» подобен флажку «Исх. расписание 1» за одним исключением: заданные пользователем смещения и точки остановки сохраняются. В сеансах оптимизации флажок «Исх.
11
расписание 1» отменяет необходимость определения смещений (или точек остановки) и длительностей переменных интервалов зеленого для оптимизируемых перекрестков. Режим, устанавливаемый посредством флажка «Исх. расписание 2», автоматически применяется при оптимизации последовательности фаз, однако без оптимизации длины цикла и длительностей фаз.
- Игнорирование признаков активности схемы управления. При установке флажка признаки активности схемы управления в файле данных игнорируются; это значит, что длительности фаз и задержки должны вычисляться, исходя из предположения об использовании предопределенной схемы управления.
3. Перекресток
Этот экран входных данных (для его открытия предназначены команды подменю «Правка» → «Полосы» → «Перекресток» или клавиша «F4») задает распределение полос движения транспорта по характеру их использования в сети (рис. 3). Экран применяется также для определения интенсивности потоков (в том числе, насыщения), длины сегментов и емкости зон поворота.
Выбор команды меню «Правка» → «Полосы» → «Все подъезды» приводит к автоматическому открытию четырех экземпляров окна, по одному на каждый из подъездов к перекрестку. Кнопка «Закрыть» обеспечивает закрытие соответствующего отдельного окна конфигурации полос, а « Закрыть все» — четырех окон сразу.
Полоса №… Поле ввода задает номер полосы, служащей объектом манипуляций со стороны пользователя. Полоса №1 всегда является крайней слева в направлении подъезда. Содержимое поля влияет на вид и поведение соседних раскрывающегося списка и переключателя. Щелчок на любой полосе в пределах графической диаграммы, расположенной в нижней части окна, вызывает автоматическое обновление номера в поле.
12