Моделирование транспортного потока Гриншильдса и Гринберга

Реферат

Выполнение курсовой работы по моделированию дорожного движения является важным этапом профессиональной подготовки студентов, обучающихся по специальности «Организация дорожного движения и безопасность». Курсовая работа является основой для закрепления теоретических основ учебных курсов «Управление трафиком» и «Моделирование трафика». Курсовая работа способствует развитию у студента навыков самостоятельной работы, необходимых в процессе выполнения дипломного проекта и дальнейшей профессиональной деятельности: при выполнении инженерных расчётов по специальности; для грамотного оформления технической документации; для использования нормативных документов и специальной литературы.

Цель курсовой работы — закрепление теоретического материала, путём исследования характеристик транспортных потоков, статистической обработки результатов исследований и оценки уровня загрузки перекрёстка при построении основной диаграммы транспортного потока и проведения имитационного моделирования движения транспортного потока.

Тема курсовой работы — применение методов статистической обработки экспериментальных данных о распределении интервалов между автомобилями в транспортном потоке на регулируемом перекрёстке по каждой полосе движения для выявления теоретической зависимости и построения имитационных моделей.

Задачи: определение вида гистограммы распределения интервалов между автомобилями во времени, определение фактической, возможной и теоретической пропускной способности каждой полосы перекрёстка, построение графиков зависимости между интенсивностью, плотностью и скоростью, проверка соответствия полученных данных микромоделям транспортного потока Гриншильдса и Гринберга.

транспортный поток интервал дорога

Основной задачей данной курсовой работы является определение стохастического характера поступления автомобилей на перекрёсток, построение диаграмм транспортного потока и выявление и оценка резерва пропускной способности на примере реального перекрёстка, задаваемого студенту в зависимости от его варианта.

30 стр., 14559 слов

Курсовая работа оценка транспортных средств

... которые относятся к движимому имуществу. Целью курсовой работы является изучение теоретических и методологических основ оценки стоимости машин, оборудования и транспортных средств. Курсовая работа состоит из введения, трех глав и ... Оценка машин, оборудования и транспортных средств включает в себя определение стоимости практически всего сᴨȇктра объектов движимого имущества: станков, приборов, ...

Оценка условий эксплуатации перекрестка проводится на основе метода имитационного моделирования транспортных потоков. Далее выявляются и анализируются проблемные полосы и места возможных заторов на перекрестках.

Задание и исходные данные на проектирование

Поскольку темой курсовой работы является анализ работы реального объекта улично-дорожной сети города или участка автомобильной дороги, то такими объектами или участками могут быть перекрёсток, (как регулируемый, так и нерегулируемый), площадь и т. п.

По заданию исследуем реальный перекресток, перекрестки улиц типа Мичурина и Лазо. Направление улицы Мичурина (со стороны детского дома) к Мичурина (ул. Курако).

После замеров на перекрестке получили интенсивность ТП, занесена в таблицу 1, и время цикла:

Тц = (t з1 =31) + (t’1 =3) + (tз2 =20) =54c

Где: t з — время горения зелёного сигнала по соответствующему направлению; t’ — время промежуточного такта (желтого сигнала).

Время горения зеленого сигнала светофора для данного направления составляет 31 с.

1. Характеристика дорожного движения на участке дороги

Поскольку темой курсовой работы является анализ работы реального объекта улично-дорожной сети города или участка автомобильной дороги, то такими объектами или участками могут быть перекрёсток, (как регулируемый, так и нерегулируемый), площадь и т. п. Объектом был взят перекресток — пересечение Мичурина и Лазо. Данный перекресток является регулируемым. Данные о транспортном потоке и характеристике движения проводились 19.09.2012 г. с 10.00−11.00 ч.

1.1 Характеристика состава транспортного потока и интенсивности

движения

Исходными данными является посчитанная интенсивность, а также временной интервал между автомобилями за каждый цикл (см. таблица 1).

Таблица 1 — Исходные данные.

№ цикла

направление ул. Климасенко (со стороны маг. «Успех»)

итого

1 полоса

право

прямо

лево

Легк.

Груз.

Автоб.

Легк.

Груз.

Автоб.

Легк.

Груз.

Автоб.

Итог

1.2 Расчёт приведённой интенсивности движения

Состав ТП

Для того чтобы учесть в фактическом составе ТП влияние различных типов транспортных средств на загрузку дороги, применяют коэффициенты приведения k пр к условному легковому автомобилю. Для решения практических задач DISP, особенно в городах, рекомендуется использовать понижающие коэффициенты. При большой интенсивности движения и при ориентировочной оценке загрузки дороги можно определять состав ТП по группам транспортных средств (например: легковые, грузовые, автобусы).

В этом случае можно определить средневзвешенный коэффициент снижения для группы транспортных средств.

Для определения приведенной интенсивности используем коэффициенты приведения. Коэффициенты понижения для легковых, грузовых автомобилей и автобусов, а также формула для расчета пониженной интенсивности должны определяться в соответствии с применимыми нормативными документами.

Показатель интенсивности движения в условных приведенных единицах q пр , прив. авт/ч, определяют по формуле:

(1.1)

где q i — интенсивность движения транспортных средств i-го типа, авт/ч; kпрi — коэффициент приведения для транспортных средств i-го типа; n — число типов транспортных средств, на которое разделены данные наблюдения.

Легковые

1,0

Грузовые более 5т

2,0

Автобусы средней вместимости

3,0

Расчеты сводим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 — Приведенная интенсивность движения.

Цикл

Прив. интен.

Цикл

Прив. интен.

Цикл

Прив. интен.

Итого

560 пр. авт/ч

Найдем средневзвешенную длину транспортно потока:

Средневзвеш. длина = (N л

  • Lл +Nа ·Lа +Nг ·Lг ) / (Nл +Nа+Nг ) (1.2)

Где: N л , Nа , Nг — количество автомобилей соответственно легковых, автобусов и грузовых; Lл =4,5 м, Lа =12м, Lг =10м — длина соответствующего вида ТС.

Средневзвеш. длина полосы= 4,5 м

(1000/4,5) =222 >200

2. Оценка безопасности дорожного движения на перекрёстке

2.1 Определение количества конфликтных точек и возможных конфликтных ситуаций. Определение сложности и опасности перекрёстка

Сложность условий движения на рассматриваемом перекрестке характеризует уровень безопасности движения. Поскольку обеспечение требуемого уровня безопасности является целевой функцией ODT, больше внимания следует уделять анализу этого уровня.

Конфликтные точки — места, где в одном уровне пересекаются траектории движения транспортных средств, а также происходит отклонение и слияние ТП. В этих местах, на перекрестках, вероятность аварии самая высокая. Таким образом, появляется возможность оценить потенциальную опасность перекрестка по количеству конфликтных точек, а их анализ позволяет сравнивать разные варианты схем движения.

Существуют различные подходы к количественной оценке совокупности конфликтных точек. Как наиболее распространенную рекомендуют использовать пятибалльную систему оценки перекрестка (18, https:// ).

При ее использовании условную опасность любого пересечения М определяют следующим образом:

(2.1)

где n о , nс , nп — число точек соответственно отклонения, слияния, пересечения. Принято считать узел (перекрёсток) малой сложности (простым) при < 40, средней сложности при =40−80, сложным при =80−150 и очень сложным при > 150.

m =2 + 3

  • 2 + 5
  • 2 = 18<40;
  • Перекресток считать простым.

Показатель опасности mґ рассчитывается как сумма условных баллов:

  • где индексы k, l иp — числа конфликтных точек отклонений, слияний и пересечений на данном перекрестке;
  • соответствующие им индексы интенсивностей.

= ((4+5) + (3

  • (4+3+0+3)) + (5
  • (5+3+0+0))) =79

Расчеты сводим в таблицу 2.2.

Таблица 2.2 Показатель опасности 1фазы улицы Мичурина.

№ цикла

Число конфликтных ситуаций

№ цикла

Число конфликтных ситуаций

№ цикла

Число конфликтных ситуаций

2.2 Пофазная организация движения на перекрёстке

Перекресток регулируемый двухфазный. Рисунок по фазной организация движения на перекрёстке указан в приложении 1.

3. Определение вида вероятностного распределения интервалов

3.1 Расчёт фактических интервалов движения

Распределение интервалов времени между движущимися друг за другом автомобилями описывается вероятностными законами в зависимости от интенсивности транспортного потока и способа организации движения.

Весь набор интервалов выборки анализируется в течение одного часа, чтобы разделить вычисленные интервалы на группы цифр.

Выбор наиболее часто встречающегося интервала для каждого часа

производится по гистограмме распределения интервалов (приложения 1) из величины интервала, соответствующего наибольшей вероятности.

Расчёт при этом интервале возможной пропускной способности, принимая допущение одинаковости интервала в течение каждого часа наблюдений.

Временные интервалы рассчитываем по формуле:

t = t зелён /N (3.1)

Интервалы времени между движущимися друг за другом автомобилями заносим в таблицу 3; 3,1

Таблица 3 — Временные интервалы между автомобилями.

Цикл

t, с

Цикл

t, с

Цикл

t, с

7,75

2,58

3,10

10,33

4,43

7,75

6, 20

3,88

5,17

6, 20

5,17

3,10

7,75

6, 20

2,38

1,82

2,21

5,17

3,44

2,21

2,58

3,88

1,94

7,75

4,43

5,17

2,58

2,82

2,21

2,58

3,10

2,58

10,33

15,50

2,58

2,07

15,50

2,58

3,10

2,58

7,75

3,10

4,43

2,58

3,44

3,88

3,44

3,10

10,33

7,75

10,33

3,10

3,10

3,44

2,38

2,58

5,17

10,33

2,82

6, 20

3,10

7,75

2,58

15,50

3,10

3,10

3.2 Построение гистограммы распределения интервалов

Для построения гистограммы:

Находим предварительное количество интервалов, на которые необходимо разбить совокупность статистических данных, временных интервалов и скоростей:

K = 3.322

  • lgn+1 (3.2)

где n — объем выборки, n=66

Полученное значение K округляем до большего целого значения.

Определяем шаг интервала. Для этого выбираем max и min значения:

h = (t max — tmin ) /K (3.3), K=3.322*lg66+1=7,044=8

h= (15,5−1,82) /8=1,71 с

4. Построение графиков зависимости между интенсивностью, плотностью и скоростью транспортных потоков

4.1 Выбор скорости движения

Выбор скорости движения по каждой полосе в зависимости от величины наиболее часто встречающегося интервала производится по рисунку 1:

Рисунок 1 — Связь между временным интервалом между следующими друг за другом машинами и величиной скорости.

4.2 Расчёт интенсивности движения по имитационным макромоделям

Построение основной диаграммы по основному уравнению транспортного потока:

N=k•V, (4.1)

где N — интенсивность транспортного потока, авт. /ч; k — плотность, авт. /км; V — скорость, км/ч. При известныхN цикл и Vцикл из формулы (4.1) выражаем:

K цикл =Nцикл /Vцикл , (4.2)

где все значения принимаются за каждый цикл регулирования.

Основная диаграмма транспортного потока строится по точкам, полученным за каждый цикл (Приложение 1).

Расчёт интенсивности движения по имитационным макромоделям Гриншильдса (4.3) и Гринберга (4.4.)

(4.3)

где — скорость свободного движения, км/ч (принимается максимальная из зафиксированных за все часы наблюдения) V f = 60 км/ч;

— максимальная плотность потока, авт. /км

k j1 =132авт/км; kj2 =222авт/км;

(4.4)

где — скорость при максимальной интенсивности движения, км/ч (рассчитывается по формуле (4.1) при величине плотности, соответствующей теоретической пропускной способности) Vm1 =40 км/ч. Vm2 =60км/ч

Полученные результаты сводим в таблицу 4. и 4,1

Таблица 4. — Результаты расчетов интенсивности, плотности и скорости 1 полосы

№ цикла

Основное уравнение

Модель Гриншильдса

Модель Гринберга

N

k

V

N

k

V

N

k

V

Построение графиков: зависимости между интенсивностью, плотностью и скоростью транспортных потоков; основной диаграмма транспортного потока приведены в приложении 1.

Заключение

В среду 19 сентября 2012 г., в период с 10: 00 до 11: 00 было проведено исследование интенсивности на перекрестке «ул. Мичурина — ул. Лазо» со стороны ул. Мичурина (со стороны детского дома).

На основании проведенного исследования можно сделать вывод, что транспортный поток на этом перекрестке в данный момент времени соответствует модели Гринберга.

Список используемой литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://obzone.ru/referat/na-temu-modelirovanie-transportnyih-potokov/

Коноплянко В. И.

2. СНиП 2.05.02−85. Автомобильные дороги. Госстрой СССР. — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. — 56 с.

В. В. Критерии