Дослідження автомобільних потоків засобами імітаційного моделювання
Loading...
Date
2021
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
UKR: Мета. Автомобільні перевезення вантажів і пасажирів стали важливою частиною загального процесу перевезення та взаємодії з усіма видами транспорту. Через збільшення автотранспортних потоків у транспортній мережі актуальною є проблема їх раціональної організації. Однак з урахуванням впливу різних чинників, таких як завантаженість і стан дороги, це завдання не може бути вирішене за допомогою аналітичних моделей, заснованих на графових моделях. Тому метою цієї статті є розробка безпечної моделі дорожнього руху на основі імітаційного моделювання координованих транспортних потоків у міській дорожній мережі із застосуванням системи комп’ютерного моделювання. Методика. Для пошуку ефективних стратегій управління транспортними потоками в мегаполісі, оптимальних рішень із проєктування вулично-дорожньої мережі та організації дорожнього руху необхідно враховувати широкий спектр характеристик транспортного потоку, закономірності впливу зовнішніх і внутрішніх факторів на динамічні характеристики змішаного транспортного потоку. Застосування моделювання і створення адекватної моделі транспортного потоку є актуальним завданням у процесі організації та управління дорожнім рухом. Методика досліджень дозволить створити комплексний підхід до розв’язання задач наведеного типу та міститиме симбіоз теоретичних та експериментальних положень. Результати. Під час проведення експериментів було виявлено, що в разі звичайної роботи транспортної мережі швидкість проїзду всього виду транспорту задовільна. У випадку появи чинників, які створюють велике навантаження, збільшується час проїзду всього виду транспорту. Було виділено фактори, які можуть вплинути на оптимальну роботу мережі навіть за великого навантаження. Наукова новизна. Уперше створено загальну методологію імітаційного моделювання та вдосконалено формалізацію методу агентного моделювання. Практична значимість. Результати роботи покладені в основу системи імітаційного моделювання транспортних потоків, що дозволяє аналізувати властивості наявних і проєктованих транспортних вузлів. Система реалізована у вигляді програмного комплексу, який може бути використаний в установах державного управління, проєктних організаціях і консалтингових компаніях, що займаються проектуванням і реорганізацією схем дорожнього руху. Запропонована модель агента може бути використана для більш складних імітаційних моделей організаційно-технічних систем.
ENG: Purpose. Road transportation has become a very important part of the transportation process and interaction with all modes of transport, carrying out the transportation of goods and passengers. Due to the increase in traffic flows in the transport network, the problem of their rational organization is urgent. However, taking into account the influence of various factors, such as the congestion of the road section, the condition of the road, this problem cannot be solved using analytical models based on graph models. The purpose of solving the problem is to develop a safe traffic model by the method of simulation of coordinated traffic flows in the urban road network and to develop a computer simulation system necessary to achieve this purpose. Methodology. To search for effective strategies for controlled traffic flows in a megalopolis, optimal solutions for the design of the road network and traffic management, it is necessary to take into account a wide range of traffic flow characteristics, the regularities of the influence of external and internal factors on the dynamic characteristics of a mixed traffic flow. The use of modeling and the creation of an adequate model of traffic flow is an urgent task in the process of organizing and managing traffic. The research methodology will make it possible to create an integrated approach to solving problems of the given type and will contain a symbiosis of theoretical and experimental research. Findings. During the experiments, it was found that with the normal operation of the transport network, the travel speed of the entire mode of transport is satisfactory. With the appearance of factors creating a large load, the travel time of the entire mode of transport increases. We have identified the factors that can affect the optimal operation of the network, even under heavy load. Originality. For the first time the general methodology of simulation modeling was created and the formalization of the agent-based modeling method was improved. Practical value. The results of the work are used as the basis for a system of simulation modeling of traffic flows, which makes it possible to analyze the properties of existing and projected transport hubs. The system is implemented in the form of a software package that can be used in public administration institutions, design organizations and consulting companies involved in the design and reorganization of traffic patterns. The proposed agent model can be used as part of more complex simulation models of organizational and technical systems.
ENG: Purpose. Road transportation has become a very important part of the transportation process and interaction with all modes of transport, carrying out the transportation of goods and passengers. Due to the increase in traffic flows in the transport network, the problem of their rational organization is urgent. However, taking into account the influence of various factors, such as the congestion of the road section, the condition of the road, this problem cannot be solved using analytical models based on graph models. The purpose of solving the problem is to develop a safe traffic model by the method of simulation of coordinated traffic flows in the urban road network and to develop a computer simulation system necessary to achieve this purpose. Methodology. To search for effective strategies for controlled traffic flows in a megalopolis, optimal solutions for the design of the road network and traffic management, it is necessary to take into account a wide range of traffic flow characteristics, the regularities of the influence of external and internal factors on the dynamic characteristics of a mixed traffic flow. The use of modeling and the creation of an adequate model of traffic flow is an urgent task in the process of organizing and managing traffic. The research methodology will make it possible to create an integrated approach to solving problems of the given type and will contain a symbiosis of theoretical and experimental research. Findings. During the experiments, it was found that with the normal operation of the transport network, the travel speed of the entire mode of transport is satisfactory. With the appearance of factors creating a large load, the travel time of the entire mode of transport increases. We have identified the factors that can affect the optimal operation of the network, even under heavy load. Originality. For the first time the general methodology of simulation modeling was created and the formalization of the agent-based modeling method was improved. Practical value. The results of the work are used as the basis for a system of simulation modeling of traffic flows, which makes it possible to analyze the properties of existing and projected transport hubs. The system is implemented in the form of a software package that can be used in public administration institutions, design organizations and consulting companies involved in the design and reorganization of traffic patterns. The proposed agent model can be used as part of more complex simulation models of organizational and technical systems.
Description
О. Горбова: ORCID 0000-0002-5612-2715; О. Мерзлий: ORCID 0000-0002-5219-5028
Keywords
автотранспортний потік, імітаційне моделювання, графова модель, стратегія управління транспортними потоками, дорожня мережа, traffic flow, simulation modeling, graph model, traffic management strategy, road network, КІТ
Citation
Горбова О. В., Мерзлий О. Д. Дослідження автомобільних потоків засобами імітаційного моделювання. Наука та прогрес транспорту. 2021. № 5 (95). С. 36–50. DOI: 10.15802/stp2021/252703.