Моделювання управління дорожнім рухом міста та виявлення конкурентних маршрутів за допомогою інтелектуальних транспортних систем

Abstract

В статті наведено концептуальний підхід до моделювання управління дорожнім рухом міста та виявлення конкурентних маршрутів за допомогою інтелектуальних транспортних систем. Обґрунтовується ідея про те, що моделювання дорожнього руху в транспортних потоках, яке враховує поведінку кожного окремого транспортного засобу, забезпечує найбільш перевірені результати моделювання конкретних перехресть в режимі реального часу для УДР міста. Запропонована методика розробки алгоритму виявлення конкурентних маршрутів, згідно з яким користувачі вибирають оптимальний маршрут. Показано, що методика будується на статистичному взаємозвʼязку між показниками маршрутів та допомагає найбільш точно розрахувати попит на впровадження і вдосконалення транспортної мережі з наступними змінами в її роботі. Розглянуто перерозподіл транспортних потоків для виявлення конкурентних маршрутів у транспортних коридорах та вплив значень випадкових величин на показники маршруту. Доведено, що для опису процесів, що відбуваються в транспортному коридорі, найважливіше значення має вірогідність опису розподілу інтервалів між транспортними засобами, що входять до мережі. Типовим розподілом, що застосовується для цих цілей, є експонентний розподіл. Зроблено висновок, що модель мікрорівня для розрахунку режимів руху ТЗ повинна відповідати тим вимогам, які необхідні для вирішення завдання моделювання УДР міста та виявлення конкурентних маршрутів за допомогою ІТС. Для цих умов характерні значні коливання режимів руху транспортних засобів, зупинки на регульованих перетинах і в заторах, зміна смуги та траєкторії руху, що значно впливає на алгоритм знаходження конкурентного маршруту в транспортному коридорі.

This article presents a conceptual approach to modelling city traffic management and identifying competitive routes using intelligent transportation systems. It argues that modelling traffic in transport streams, considering the behaviour of each individual vehicle, yields the most reliable results for real-time modelling of specific intersections in city traffic management. The proposed methodology for developing an algorithm to detect competitive routes allows users to choose the optimum route. The method is based on the statistical relationship between route indicators and helps to accurately calculate the demand for the implementation and improvement of the transportation network with subsequent changes in its operation. Redistribution of traffic flows for the identification of competitive routes in transport corridors and the impact of random variable values on route indicators are discussed. It is proven that the probability of describing the distributionof intervals between vehicles entering the network is of utmost importance for describing processes in a transport corridor, with the exponential distribution being typically used for these purposes. The conclusion is made that the micro-level model for calculating vehicle movement modes should meet the requirements necessary for solving the task of modeling city traffic management and identifying competitive routes using ITS. Such conditions are characterized by significant fluctuations in vehicle movement modes, stops at regulated intersections and in traffic jams, lane and trajectory changes, which significantly affect the algorithm for finding a competitive route in the transport corridor.