Раздел 4. Общие положения метода компьютерного моделирования транспортных потоков

Раздел 4 Общие положения метода компьютерного моделирования транспортных потоков

4.1 Объектом моделирования является сложная система "водитель - автомобиль - дорога - окружающая среда" (ВАДС).

На основе априорной и эмпирической информации строится микроописание системы ВАДС (имитационная модель системы), т.е. набор моделей поведения отдельных элементов системы, механизмов их взаимодействия между собой и их реакций на поступающие извне сигналы. Затем с имитационной моделью системы проводятся серии компьютерных экспериментов, по результатам которых делаются выводы о характеристиках функционирования исследуемой системы ВАДС.

4.2 Принципы компьютерного моделирования системы ВАДС.

4.2.1 Моделируемая реальная система ВАДС представляет собой открытую динамическую систему, состоящую из конечного числа элементов (автомобилей), движущихся в некоторой заданным образом организованной области (элементы улично-дорожной сети и их характеристики, схема организации движения и т.д.). Извне в систему могут поступать входные сигналы (в частности, о временах въезда на исследуемый участок новых автомобилей, их типов, технических характеристиках и др.). Времена поступления и вид поступающих в систему входных сигналов подчиняются определенным (обычно, вероятностным) законам.

4.2.2 Каждый элемент характеризуется конечным набором атрибутов, которые изменяются во времени. Так, автомобиль в каждый момент времени описывается следующими параметрами: положением на дороге (координаты определенных точек), курсовой угол, линейная скорость, ускорение (замедление), скорость и направление поворота рулевого колеса, номер передачи коробки перемен передач и др.

В качестве основной рабочей гипотезы при разработке микроописания ВАДС принята следующая: в процессе функционирования системы функция изменения любого параметра любого элемента изменяется скачкообразно в дискретные моменты времени и остается непрерывной в промежутках между скачками. Суть данной гипотезы заключается в том, что скачкообразное изменение параметров системы не является спонтанным, а обусловлено определенной причиной.

4.2.3 Варьируемыми факторами в разработанных имитационных моделях являются следующие:

1) дорожные факторы (геометрические параметры продольного и поперечного профиля дороги, характеристики дорожного покрытия, расстояние видимости и др.);

2) схема организации дорожного движения (наличие различных дорожных знаков, дорожной разметки, светофоров и др.);

3) параметры транспортного потока (интенсивность движения, состав транспортного потока);

4) характеристики отдельных автомобилей в составе транспортного потока (тип автомобиля, параметры двигателя и трансмиссии, габаритные и весовые параметры, возраст автомобиля, коэффициенты обтекаемости, сопротивления качению шин и др.);

5) характеристики водителей (тип водителя - осторожный, нормальный, агрессивный, время реакции водителя, дисциплинированность водителя по отношению к соблюдению тех или иных правил дорожного движения, желаемая скорость и др.).

4.3 На основе описанной методологии разработано программное обеспечение "Расчет пропускной способности перегонов автомобильных дорог" (ниже по тексту - Программа), позволяющее проводить оценку пропускной способности и уровней загрузки перегонов автомобильных дорог.