 |
Классификация моделей транспортных потоков
|
|
|
|
Назначение и область применения
Проект создан для расчета длин очередей машин на подъездах к пересечениям проезжих частей на перекрестках.
Требования к программе
Требования к функциональным характеристикам
Программа должна обеспечивать:
· возможность построения графа сложного перекрестка
· моделирование поведения отдельных участников потока (машин) с учетом принятых правил проезда перекрестков
· динамическое изменение параметров инфраструктуры перекрестка (приоритеты проезда пересечений, состояние, период переключения и фазы светофоров)
· отслеживание состояния системы в реальном времени
· графическое отображение текущей информации о системе
Требования к надежности
Требования к обеспечению надежного функционирования программы
Надежное функционирование программы должно быть обеспечено выполнением Заказчиком совокупности организационно-технических мероприятий, перечень которых приведен ниже:
а) организацией бесперебойного питания технических средств;
б) использованием лицензионного программного обеспечения;
в) регулярным выполнением требований ГОСТ 51188-98. Защита информации.
Отказы из-за некорректных действий пользователей системы
Отказы программы вследствие некорректных действий пользователя при взаимодействии с программой недопустимы.
Условия эксплуатации
Требования к составу и параметрам технических средств
В состав технических средств должен входить IВМ-совместимый персональный компьютер (ПЭВМ) включающий в себя:
. процессор Pentium-4, не менее 2400MHz;
. оперативную память объемом, 128 Мегабайт, не менее;
. HDD, 2 Гигабайт, не менее;
|
|
|
. операционную систему семейства Windows, начиная с версии Windows 95;
. Монитор, поддерживающий разрешение от 1024х768 и выше;
. Клавиатура и мышь;
Требования к программной документации
Предварительный состав программной документации
Состав программной документации должен включать в себя:
. Должны быть разработаны следующие программные документы:
. Техническое задание (ГОСТ 34.602-89).
. Исследовательская часть (ГОСТ 19.506-79).
. Диаграмма классов (UML)
. Блок-схема основных алгоритмов
. Примеры (диаграмма)
Стадии и этапы разработки
Стадии разработки
Разработка должна быть проведена в три стадии:
. разработка технического задания;
. проектирование программы;
. реализация программы;
Этапы разработки
На стадии разработки технического задания должен быть выполнен этап разработки, согласования и утверждения настоящего технического задания.
На стадии рабочего проектирования должны быть выполнены перечисленные ниже этапы работ:
. выбор средств для создания;
. проектирование всей системы;
. разработка программной документации;
На последней стадии, выполняется испытание программы, которая была спроектированная на втором этапе.
Содержание работ по этапам
На этапе разработки технического задания должны быть выполнены перечисленные ниже работы:
. постановка задачи;
. определение и уточнение требований к техническим средствам;
. определение требований к программе;
. определение стадий, этапов и сроков разработки программы и документации на неё;
. согласование и утверждение технического задания. На этапе проектирования программы должна быть выполнена работа по выбору средств для выполнения проекта, и описание назначения основных модулей программы.
На этапе разработки программной документации должна быть выполнена разработка программных документов в соответствии с требованиями к составу документации.
|
|
|
На этапе испытания программы должны быть выполнены перечисленные ниже виды работ:
. разработка, согласование и утверждение и методики испытаний;
. проведение приемо-сдаточных испытаний;
. корректировка программы и программной документации по результатам испытаний.
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ
Общие сведения о программной платформе и среде разработки
Среда разработки С++ Builder позволяет быстро разработать удобный для пользователя графический интерфейс на основе библиотеки vcl.h и предоставляет мощные механизмы отладки сложных многопоточных приложений.
Язык С++ один из самых быстрых язаков программирования, что является решающим фактором при разработке системы реального времени. Кроме того набор встроенных элементов Borlan C++ Builder предоставляет удобные средства для работы с динамически распределяемыми данными.
Обоснование выбора темы
Для поиска эффективных стратегий управления транспортными потоками в мегаполисе, оптимальных решений по проектированию улично дорожной сети и организации дорожного движения необходимо учитывать широкий спектр характеристик транспортного потока, закономерности влияния внешних и внутренних факторов на динамические характеристики смешанного транспортного потока.
Теория транспортных потоков развивалась исследователями различных областей знаний - физиков, математиков, специалистов по исследованию операций, транспортников, экономистов. Накоплен большой опыт исследования процессов движения. Однако, общий уровень исследований и их практического использования не достаточен в силу следующих факторов:
· транспортный поток нестабилен и многообразен, получение
объективной информации о нем является наиболее слож
ным и ресурсоемким элементом системы управления;
· критерии качества управления дорожным движением про
тиворечивы: необходимо обеспечивать бесперебойность дви
жения одновременно снижая ущерб от движения, наклады
вая ограничения на скорость и направления движения;
· дорожные условия, при всей стабильности, имеют непредсказуемые как в части отклонения погодно-климатических параметров так и, собственно, дороги;
|
|
|
· исполнение решений по управлению дорожным движением всегда неточно при реализации и, учитывая природу процесса дорожного движения, приводит к непредвиденным эффектам.
Таким образом, трудности формализации процесса движения транспортного потока стали серьезной причиной отставания результатов научных исследований от требований практики.
Можно ли обойтись без математических моделей и численных экспериментов, ограничившись результатами инженерных расчетов? К примеру, для расчета разгрузки дорожного участка, требуется знать, какое количество автомобилей поворачивает на некотором перекрестке направо. До сих пор никто туда не поворачивал - данных для расчетов нет. Приходится опираться на грубые экспертные оценки. Более того, транспортный поток все время подстраивается под управляющие воздействия. Эффект просчитанной разгрузки исчезает через некоторое время, за счет перераспределения транспортного потока. Если в связи с флуктуациями или случайными факторами резко возрастает количество заторов, на следующий день интенсивность движения, как правило, снижается.
Следовательно, моделирование необходимо в силу следующих свойств транспорной системы:
· компенсация увеличения пропускной способности при развитии сети увеличением спроса и перераспределением его в новых условиях;
· непредсказуемость поведения каждого водителя - выбор маршрута, манера вождения и проч.;
· влияние случайных факторов (ДТП, погода и проч.) и флуктуаций, связанных с сезонами, выходными и праздничными днями и т.п.
Классификация моделей транспортных потоков
В моделировании дорожного движения исторически сложилось два основных подхода - детерминистический и вероятностный (стохастический).
В основе детермининированных моделей лежит функциональная зависимость между отдельными показателями, например, скоростью и дистанцией между автомобилями в потоке. В стохастических моделях транспортный поток рассматривается как вероятностный процесс.
Все модели транспортных потоков можно разбить на три класса [35]: модели-аналоги, модели следования за лидером и вероятностные модели.
|
|
|
· В моделях-аналогах движение транспортного средства уподобляется какому либо физическому потоку (гидро и газодинамические модели). Этот класс моделей принято называть макроскопическими.
· В моделях следования за лидером существенно предположение о наличии связи между перемещением ведомого и головного автомобиля. По мере развития теории в моделях этой группы учитывалось время реакции водителей, исследовалось движение на многополосных дорогах, изучалась устойчивость движения. Этот класс моделей называют микроскопическими.
· В вероятностных моделях транспортный поток рассматривается как результат взаимодействия транспортных средств на элементах транспортной сети. В связи с жестким характером ограничений сети и массовым характером движения в транспортном потоке складываются отчетливые закономерности формирования очередей, интервалов, загрузок по полосам дороги и т. п. Эти закономерности носят существенно стохастический характер.
В последнее время в исследованиях транспортных потоков стали применять междисциплинарные математические идеи, методы и алгоритмы нелинейной динамики. Их целесообразность обоснована наличием в транспортном потоке устойчивых и неустойчивых режимов движения, потерь устойчивости при изменении условий движения, нелинейных обратных связей, необходимости в большом числе переменных для адекватного описания системы.
|
|
|
