Динамические модели транспортного потока, Макроскопические модели - Эффективное управление дорожным движением
Большинство динамических моделей транспортных потоков условно можно разделить на 3 класса:
- - Макроскопические (гидродинамические модели) - Кинетические (газодинамические модели) - Микроскопические модели
Макроскопическими моделями называют модели описывающие движение автомобилей в усредненных терминах (плотность, средняя скорость и другие). В таких моделях транспортных поток подобен движению жидкости, поэтому такие модели называют гидродинамическими.
Микроскопическими моделями являются те модели, в которых явно моделируется движение каждого автомобиля.
Промежуточное место занимает кинетический подход, при котором транспортный поток описывается как плотность распределения автомобилей в фазовом пространстве. Особое место в классе микромоделей занимают модели типа клеточных автоматов, благодаря тому, что в данных моделях принято сильно упрощенное дискретное во времени и пространстве описание движение автомобилей, из-за этого достигается высокая вычислительная эффективность данных моделей.
Макроскопические модели
Первая из моделей основанная на гидродинамической аналогии.
Основным уравнением данной модели является уравнение непрерывности, выражающее "закон сохранения количества автомобилей" на дороге:
Формула 1
Где - плотность, V(x, t) - средняя скорость автомобилей в точке дороги с координатой x в момент времени t.
Предполагается, что средняя скорость является детерминированной (убывающей) функцией плотности:
Поставляя в (1) получаем следующее уравнение:
Формула 2
Это уравнение описывает распространение нелинейных кинематических волн со скоростью переноса
В реальности плотность автомобилей, как правило, не меняется скачками, а является непрерывной функцией координат и времени. Для устранения скачков в уравнение (2) был добавлен член второго порядка, описывающий диффузию плотности, который приводит к сглаживанию профиля волны:
Формула 3
Однако использование данной модели не адекватно реальности при описании неравновесных ситуаций, возникающих вблизи неоднородностей дороги (съезды и выезды, сужения), а также в условиях так называемого "stop-and-go" движения.
Для описания неравновесных ситуаций вместо детерминированного соотношения (3) было предложено использовать дифференциальное уравнение для моделирования динамики средней скорости.
Где
Недостатком модели Пейна является устойчивость к малым возмущениям при всех значениях плотности.
Тогда уравнение скорости при такой замене приобретает вид :
Для предотвращения разрывов в правую часть добавляется диффузионный член,, аналог вязкости в уравнениях гидродинамики
Неустойчивость стационарного однородного решения при значениях плотности, превышающих критическое, позволяет эффективно моделировать возникновение фантомных заторов - режимов stop-and-go в однородном потоке, возникающих в результате малых возмущений.
Описанные выше макроскопические модели сформулированы в основном на основе аналогий с уравнениями классической гидродинамики. Существует еще способ вывода макроскопических моделей из описания процесса взаимодействия автомобилей на микроуровне с использованием кинетического уравнения.
Похожие статьи
-
Введение - Эффективное управление дорожным движением
Рост количество автомобилей, и как следствие увеличение их числа на дорогах крупных городов становиться все более и более важной проблемой на сегодняшний...
-
Для определения нормальных реакций дороги RZ, действующих на автомобиль, стоящий на горизонтальной опоре, можно использовать уже известные данные о...
-
Методы и модели транспортного моделирования - Эффективное управление дорожным движением
Математические модели, используемые для анализа транспортных сетей можно классифицировать, основываясь на функциональной роли моделей, то есть на тех...
-
Рассматривая более подробно проблемы, изложенные выше, мы должны обратиться к существующим телеметрическим системам сбора информации о транспортной...
-
Управление в сфере безопасности движения является, приемы управления техническими средствами организации дорожного движения, их устройство и...
-
Необходимое число полос определяется исходя из пропускной способности одной полосы Р, (для транспортных средств - РТ = 600 - 700 ед./ч.; для пешеходов...
-
Яндекс пробки - веб-сервис, занимающийся сбором и обработкой информации о транспортной ситуации в Москве и других городах России и мира. Анализируя...
-
Обоснование актуальности проблемы Ни для кого не секрет, что многие крупные мегаполисы мира испытывают огромные проблемы в транспортной сфере. Транспорт...
-
Протокол IP является единственным протоколом сетевого уровня семейства TCP/IP, поэтому все транспортные протоколы стека TCP/IP используют сервисы...
-
Итак, словарь транспортных протоколов состоит из сообщений - так называемых TPDU, которые инкапсулируют передаваемые данные. Сам TPDU в свою очередь...
-
Каждый из нижележащих уровней осуществляет управление скоростью передачи данных. Физический уровень ответственен за синхронизацию записи и сканирования...
-
Задача За счет использования более консервативного механизма определения максимальной доступной ПС, протокол ARTCP во всех случаях должен обеспечивать...
-
Ширина бокового предохранительного пространства устанавливается от края транспортного габарита к внешней стороне. Необходимая ширина зависит от...
-
Перевозка леса и пиломатериалов неспециализированным автотранспортом осуществляется при условии оборудования его специальными приспособлениями (кониками,...
-
Система, поддерживающая ARTCP, может быть также совместима с TCP. Для этого, инициатор соединения, поддерживающий ARTCP, помещает в заголовке...
-
Сравнительно простой, он связан с большой трудоемкостью расчетно-графических операций, поэтому он эффективен при небольшом числе светофорных объектов....
-
Данный механизм разработан в докторской диссертации В. К. Тумей [22] и в него входит не только спецификация транспортного протокола, но и целая система...
-
Общие принципы Управление потоками в коммуникационных сетях обозначает регулировку скорости отправки данных в сеть с целью достижения максимального...
-
Предмет исследования Одним из важнейших направлений научно-технического прогресса в настоящее время являются коммуникационные системы, представляющие...
-
ВВЕДЕНИЕ - Совершенствование организации дорожного движения на автомобильной дороге г. Майкоп
Организация и безопасность дорожного движения играют важнейшую роль в системе жизнедеятельности человека. От взаимодействия различных элементов системы...
-
Разметкой называются линии, надписи и другие обозначения на проезжей части и элементах дорожных сооружении, устанавливающие порядок движения или...
-
При изучении любого процесса методом моделирования в первую очередь необходимо построить математическое описание или математическую модель изучаемого...
-
Обобщая полученную информацию, мы можем прийти к выводу о том, что сервис предоставляет весьма полезную информацию (как режиме онлайн, так и в режиме...
-
Главный цикл программы вызывает метод обработки прерывания proc_int() всех элементов топологии модели (host, link, router). В результате эмулируется ход...
-
Доступ к сервису ТСР можно получить путем создания на конечных машинах точек доступа (Sockets). Каждая такая точка имеет адрес, состоящий из IP адреса...
-
Для того, что бы определить среду исполнения протокола TCP или его предложенной модификации ARTCP необходимо рассмотреть принципы функционирования...
-
Предлагаемый в данной работе новый протокол Adaptive Rate Transmission Control Protocol (ARTCP) заимствует некоторые механизмы от протокола TCP. В ARTCP...
-
Задача Превосходство ARTCP над TCP должно наиболее ярко проявляться при работе по каналам, с ненулевой вероятностью битовых ошибок, поскольку в отличие...
-
Для проведения измерений при разных значениях числа потоков были произведены эксперименты на 10-ти вариантах сетевой топологии, содержащих от 2 до 20...
-
Итак, задача данной работы в создании нового механизма управления потоком для транспортного протокола в архитектуре сети с коммутацией пакетов (TCP/IP)....
-
Для перевозки обрезной доски на автомобиле КАМАЗ 5410 с прицепом, водитель должен обладать категорией D1E (Автомобили категории DE с прицепом, масса...
-
Недостатки протокола TCP К наиболее существенным недостаткам протокола TCP в области управления потоками относится следующее: 1. К основному недостатку...
-
Принципы разработки и исследования любой сложной системы предполагают расчленение ее на части меньшего объема и сложности, которые можно исследовать по...
-
Прогноз великого классика подтвердила Эльвира Набиуллина, министр экономического развития и торговли РФ, заявив, что, если не изменить подход к...
-
Понятие интенсивности транспортного потока Интенсивность движения - количество ТС, которые прошли в обоих направлениях через сечение дороги за единицу...
-
Экспертиза дорожно-транспортных происшествий предназначена для исследования причин, установления факторов, способствующих возникновению и развитию...
-
Проблема пробок остро стоит во многих странах мира, а попытки ее разрешить многочисленны и разнообразны. Во многих странах Европы и в Японии созданы...
-
Понятие интенсивности транспортного потока Интенсивность движения - количество ТС, которые прошли в обоих направлениях через сечение дороги за единицу...
-
Данный веб-сервис можно рассматривать как один из методов улучшения управления дорожным движением (далее УДД) в Москве. На основе информации портала мы...
-
Шкала баллов - Эффективное управление дорожным движением
В Москве, Санкт-Петербурге и других крупных городах сервис Яндекс. Пробки оценивает ситуацию по 10-балльной шкале (где 0 баллов -- свободное движение, а...
Динамические модели транспортного потока, Макроскопические модели - Эффективное управление дорожным движением