Моделирование приоритетного движения автобусов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.10, кандидат технических наук Голеницкий, Юрий Владимирович

• Голеницкий, Юрий Владимирович
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Голеницкий, Юрий Владимирович

Введение.

1. Анализ развития систем управления движением автобусов.

1.1 Функциональное и техническое совершенствование систем управления движением автобусов.

1.2 Автоматизированные системы управления движением автобусов с использованием технологии интеллектуальных транспортных систем.

2. Анализ структуры различных режимов приоритетного движения маршрутного транспорта.

2.1 Аналитическая оценка вероятности различных вариантов приоритетного движения автобусов на регулируемых пересечениях.

2.2 Анализ вероятности различных вариантов приоритетного проезда автобусов при экспоненциальном распределении интервалов между автобусами.

2.3 Частота различных вариантов приоритетного регулирования при нормальном распределении интервалов между автобусами.

2.4 Частота различных вариантов приоритетного регулирования при гиперэрланговском распределении интервалов между автобусами.

3. Исследование задержек на регулируемых перекрестках при организации приоритетного движения маршрутных автобусов.

3.1 Модели определения задержек на регулируемых пересечениях.

3.2 Аналитические модели определения задержек при организации приоритетного движения автобусов.

3.3 Моделирование задержек на перекрестках при автоматическом определении местоположения автобуса и приоритетном движении.

3.4. Экспериментальные исследования параметров движения автобусов на маршрутной сети г. РостоЕа-на-Дону.

3.5 Анализ результатов моделирования задержек на перекрестках при организации приоритетного движения автобусов.

4. Оценка характеристик транспортных потоков при организации приоритетного движения автобусов.

4.1 Модели оценки пропускной способности транспортного потока.

4.2 Определение пропускной способности регулируемых пересечений.

4.3 Моделирование работы перекрестка при изменении транспортной нагрузки.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование приоритетного движения автобусов»

Ускоренные темпы автомобилизации в последние годы ни в коей мере не уменьшили значимость городского пассажирского автомобильного транспорта в общей системе транспортного обслуживания. В настоящее время очевидным фактом является то, что попытки решения проблемы городских транспортных сообщений только посредством увеличения парка индивидуальных автомобилей не привели к ожидаемому результату. Чрезмерно высокие уровни автомобилизации в 500 - 650 автомобилей на 1000 жителей наряду повышением мобильности населения привели к целому комплексу негативных проблем: снижение скорости сообщения автомобилей до пределов, когда они проигрывают маршрутным автобусам, загрязнение окружающей среды, снижение безопасности перевозок. В этих условиях городской пассажирский транспорт вступил в новую фазу своего развития, которая характеризуется, в первую очередь, необходимостью повышения качества транспортных услуг для привлечения пассажиров.

Анализ функционирования транспортных систем городов показывает, что акцент только на развитие улично-дорожной сети не позволяет решить проблемы организации перевозок и движения, улучшить условия движения, устранить причины возникновения заторов, снизить токсичные выбросы автомобилей. Опыт развитых стран показывает, что одним из стратегических путей решения этой проблемы является создание условий для приоритетного развития общественного транспорта для того, чтобы стимулировать переход населения от индивидуального транспорта к автобусам.

Значимость этой проблемы подчеркивается разработкой и реализацией крупномасштабных проектов развития систем управления перевозками и движением в крупных городах. Такие проекты как КОМАРЕ, СОМ

FORT, JUPITER, LLAMD и другие финансируются на межгосударственном уровне Европейским Сообществом и другими организациями.

Возврат к необходимости повышения роли общественного пассажирского транспорта происходит на качественно иной основе. Для того, чтобы составить конкуренцию индивидуальному транспорту применяются автоматизированные системы управления, выполняющие значительно более широкие функции, чем традиционные системы диспетчерского управления автобусными перевозками.

Наибольшую эффективность имеют системы управления городским пассажирским транспортом, построенные по технологии интеллектуальных транспортных систем. На основе системного анализа транспортных процессов, логистических принципов управления, моделирования перевозок и дорожного движения созданы системы, основными особенностями которых являются постоянное определение местоположения автобуса на маршрутной сети, обеспечение приоритетного проезда автобусов на регулируемых пересечениях, информационное обслуживание пассажиров в реальном режиме времени.

Цель организации приоритетного движения состоит в создании преимуществ автобусам по сравнению с легковыми автомобилями. Приоритетное движение автобусов оказывает прямое и существенное влияние на скорость сообщения, один из основных показателей качества обслуживания пассажиров городскими автобусами. Поэтому обеспечение приоритета маршрутным автобусам рассматривается как средство повышения привлекательности и качества пассажирских перевозок.

Введение приоритетного движения обеспечивает снижение задержек автобусов и пассажиров, значительно повышает регулярность движения при прохождении маршрутов по загруженным участкам улично-дорожной сети. Все это гарантирует поездку в нужное время с расчетными затратами времени на передвижение.

Вследствие этих преимуществ постоянно совершенствуются методы предоставления приоритета, технические средства, критерии оптимизации параметров управления. При организации приоритетного движения автобусов на регулируемых пересечениях необходимо учитывать большее количество факторов, чем при жестком регулировании. Одной из основных проблем является то, что характеристики транспортных потоков, интенсивность движения маршрутных автобусов и объем перевозок, отклонение от расписания движения не могут быть заранее сопоставлены с параметрами регулирования и величиной задержки пассажиров и транспортных средств. Поэтому для оценки эффективности приоритетного движения применяется моделирование движения автомобилей и автобусов, которое позволяет объективно производить выбор вариантов и принимать оптимальные решения. Таким образом, исследование закономерностей изменения факторов, характеризующих качество организации перевозок и движения, является актуальной задачей. Цель и задачи работы.

Целью работы является совершенствование организации движения маршрутных автобусов на улично-дорожной сети городов.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи: проведен анализ направлений развития автоматизированных систем управления городскими пассажирскими перевозками, определены их функциональные возможности, установлены особенности организации приоритетного движения на основе данных навигационных систем; выполнены экспериментальные исследования характеристик движения транспортного потока и маршрутных автобусов на улично-дорожной сети г. Ростова-на-Дону; проведены модельные исследования организации приоритетного движения автобусов на регулируемых пересечениях.

Научная новизна работы: установлены закономерности возникновения различных режимов приоритетного регулирования, структура основных вариантов работы регулируемого пересечения в приоритетном режиме, получены зависимости между частотой каждого режима приоритетного регулирования и интенсивностью движения автобусов; получены зависимости между задержкой пассажиров и частотой движения маршрутных автобусов при различных методах организации приоритетного регулирования; установлены особенности изменения характеристик транспортных потоков при организации приоритетного движения автобусов; определены параметры эффективности приоритетного регулирования при определении местоположения автобуса с помощью навигационных систем.

Практическая ценность: разработано программное обеспечение по моделированию движения автомобилей и автобусов на регулируемом перекрестке с предоставлением приоритета автобусам; определены параметры качества пассажирских перевозок на улично-дорожной сети г. Ростова-на-Дону и выполнен прогноз их изменения при организации приоритетного движения; результаты работы могут быть использованы для комплексной оценки изменения условий движения и перевозок при введении приоритетного движения автобусов.

Реализация работы :

Результаты работы внедрены в Муниципальной транспортной компании "Ростовпассажиртранс" и ГИ БДД г. Ростова-на-Дону.

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 24.04 "Организация до8 рожного движения" в Дорожно-транспортном институте Ростовского государственного строительного университета. Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались на научно-технических конференциях Ростовского государственного строительного университета (1997-99 г.г.), международной научно-технической конференции "Современные проблемы дорожно-транспортного комплекса" (Ростов-на-Дону,

1998 г.), Московском международном логистическом Форуме (Москва,

1999 г), международной научно-практической конференции "Логистика: стратегия и тактика антикризисного управления" (Ростов-на-Дону, 1999 г.), международной научно-практической конференции "Социально-экономические проблемы развития транспорта" (Ростов-на-Дону, 1999 г.), международной научно-технической конференции "Прогресс транспортных средств и систем " (Волгоград, 1999 г.).

Публикации.

По материалам исследований опубликовано 5 статей.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация автомобильного транспорта», Голеницкий, Юрий Владимирович

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате анализа развития систем управления городским пассажирским транспортом установлено, что основными функциями этих систем являются обеспечение автобусам приоритета на регулируемых пересечениях, мониторинг местоположения автобусов на маршрутной сети с помощью навигационных систем, информационное обеспечение пассажиров в реальном режиме времени. Изучение влияния организации приоритетного движения автобусов на эффективность перевозок и качество организации дорожного движения в условиях такого расширения методов и критериев предоставления приоритета является актуальной задачей.

2. Установлены вероятности возникновения различных вариантов работы регулируемого пересечения в приоритетном режиме. При интенсивности движения автобусов менее 75 ед/ч в одном направлении существуют значительные колебания структуры различных вариантов приоритетного регулирования. При большей интенсивности движения автобусов устанавливается стабильная структура вариантов проезда автобусов в безостановочном режиме: вероятность проезда автобуса без корректировки зеленого сигнала составляет около 25%, вероятность продления продолжительности зеленого сигнала на основном направлении - 37%, вероятность прибытия автобуса в момент красного сигнала на основном направлении, но до истечения минимальной продолжительности зеленого сигнала на конфликтующем направлении - 17%, вероятность сокращения длительности красного сигнала на конфликтующем направлении - 21%. Структура основных вариантов работы регулируемого пересечения в приоритетном режиме получена для различных типов распределения интервалов между автобусами и интенсивности движения автобусов.

3. Разработано программное обеспечение по моделированию движения автомобилей и автобусов на регулируемом пересечении в условиях определения местоположения автобуса с использованием навигационных систем.

4. Установлено, что при интенсивности движения автобусов от 30 до 140 авт/ч организация приоритетного движения приводит к снижению совокупной задержки пассажиров автобусов и автомобилей на перекрестке на 29 - 32%. Если приоритет обеспечивается с использованием навигационных систем, величина снижения задержки пассажиров может достигать 40% по сравнению с организацией движения автобусов без приоритета.

5. Получены зависимости между задержкой транспортных средств и расстоянием до стоп - линии, с которого производится идентификация автобуса при использовании навигационных систем для определения критерия оптимальности предоставления приоритета. При увеличении расстоянии идентификации до 125 - 140 м обеспечивается снижение задержки пассажиров на 15-18% по сравнению с постоянным расположением приоритетного детектора на расстоянии около 40 м.

6. В результате модельных экспериментов получены зависимости между характеристиками транспортных потоков при организации приоритетного движения. Установлено, что пропускная способность перекрестка при введении приоритетного движения не снижается. Организация приоритетного движения обеспечивает сохранение достаточно высокой скорости сообщения при плотных транспортных потоках на полосах для другой категории транспортных средств. При сложных условиях движения на обычных полосах скорость сообщения падает до 10 км/ч, на полосе приоритетного движения сохраняется на уровне 30 км/ч.

7. Результаты исследований используются Администрацией и ГИБДД г. Ростова - на - Дону для совершенствования работы городского пассажирского транспорта и повышения уровня организации дорожного движения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Голеницкий, Юрий Владимирович, 1999 год

1. Автомобильные перевозки и организация дорожного движения. Справочник /Пер. с англ.; У. Рэнкин, П. Клафи, С. Халберт и др. - М.: Транспорт, 1981. - 592 с.

2. Аксенов В.А., Попова Е.П., Дивочкин O.A. Экономическая эффективность рациональной организации дорожного движения. М.: Транспорт, 1987. - 128 с. -М.: Транспорт, 1981.-592 с.

3. Антошвили М.Е., Варелопуло Г.А. Хрущев М.В. Организация городских автобусных перевозок с применением математических методов и ЭВМ. М.: Транспорт, 1974. 103 с.

4. Артынов А. П., Скалецкий В. В. Автоматизация процессов планирования и управления транспортными системами. М.: Наука, 1981. -279с.

5. Афифи А. А., Эйзен С. Статистический анализ. Подход с использованием ЭВМ. Пер. англ. М.: Мир, 1982. - 488с.

6. Барышев М.Л. Пути повышения эффективности использования АСУД. // Системный анализ дорожно транспортных происшествий. Сб. научн. трудов МАДИ. - М.: МАДИ, 1989. - с. 4 - 8.

7. Бекел П., Доксам К. Математическая статистика. Вып. 1. М.: Финансы и статистика, 1983. - 278 с.

8. Бекел П., Доксам К. Математическая статистика. Вып. 2. М.: Финансы и статистика, 1983. - 254 с.

9. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М.: Наука, 1965. - 460 с.

10. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования. М.: Наука, 1965. - 460с.

11. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974. - 464 с.

12. Блатнов М.Д. Пассажирские автомобильные перевозки. М.: Транспорт, 1981. 198 с.

13. Брайловский Н. О., Грановский Б. Н. Моделирование транспортных систем. М.: Транспорт, 1978. - 125с.

14. Браунли К. А. Статистическая теория и методология в науке и технике. М.: Наука, 1977. - 408с.

15. Вайншток М.А. Организация городских автобусных перевозок. -М.: Транспорт, 1979. 189 с.

16. Варелопуло Г.А. Организация движения и перевозок на городском пассажирском транспорте. -М.: Транспорт, 1981. 95 с.

17. Ветлинский В.Н., Осипов A.B. Автоматические системы управления движением автотранспорта. М.: Машиностроение, 1986. -216 с.

18. Вол М., Мартин Б. Анализ транспортных систем. М.: Транспорт, 1989. - 514 с.

19. Гаврилов A.A. Моделирование дорожного движения. М.: Транспорт, 1980.- 190 с.

20. Галушко В.Г. Случайные процессы и их применение на автотранспорте. -Киев.: Вищашкола, 1980. 271 с.

21. Герами В.Д., Дукаревич Г.В. Организация и управление городскими пассажирскими автомобильными перевозками: учебное посо-бие/МАДИ. -М.: 1994. 144 с.

22. Геронимус Б.Л. Совершенствование планирования на автомобильном транспорте. -М.: Транспорт, 1985. 222 с.

23. Гудков В.А., Миротин Л.Б. Технология, организация и управление пассажирскими автомобильными перевозками. Учеб. для вузов/под ред. Л.Б. Миротина. М.: Транспорт, 1997. 254 с.

24. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: Финансы и статистика, 1986. - 366 с.

25. Дрю Д. Теория транспортных процессов и управление ими. -М.: Транспорт, 1972. 424 с.

26. Зырянов В.В. Критерии оценки условий движения и модели транспортных потоков. Кемерово.: Кузбасский политехнический институт, 1993. - 164 с.

27. Зырянов В.В. Развитие систем управления транспортным процессом в городах. // Комплексное решение территориальных проблем дорожного движения. Сб. научн. трудов МАДИ. М.: МАДИ, 1983. - с. 5760.

28. Иносэ X. , Хамада Т. Управление дорожным движением. М.: Транспорт, 1983. - 248 с.

29. Капитанов В.Т., Хилажев Е.В. Управление транспортными потоками в городах. М.: Транспорт, 1985. - 94 с.

30. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движения: Учебник для вузов . М.: Транспорт, 1997. - 231 с.

31. Коноплянко В.И., Гуджоян О.П., Зырянов В.В., Косолапов A.B. Организация и безопасность дорожного движения. Кемерово.: Кузбас-свузиздат, 1998. - 236 с.

32. Коноплянко В.И., Мельников А.Ф., Косолапов A.B. Системы информации в дорожном движении. М.: МАДИ, 1991. - 59 с.

33. Костин А. М. Расчетный метод определения скоростей движения на городских магистралях. М.: МГЦНТИ, 1984. 36с. (Современное состояние и тенденция развития больших городов в СССР и за рубежом; вып. 7).

34. Красников А. И. Закономерности движения на многополосных автомобильных дорогах. М.: Транспорт, 1988. - 111с.

35. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движения. М.: Транспорт, 1990. - 254 с.

36. Лобанов Е.М. Транспортная планировка городов. М.: Транспорт, 1990. - 240 с.

37. Обыденнов A.A. Управление автомобильным транспортом с применением ЭВМ. -М.: Транспорт, 1989. 147 с.

38. Оптимизация планирования и управления транспортными системами/под ред. В.Н. Лившица. -М.: Транспорт, 1987. 224 с.

39. Павленко Г.П., Половников B.C., Лопатин А.П. Автоматизированные системы диспетчерского управления движением пассажирского городского транспорта. -М.: Транспорт, 1979. 111 с.

40. Поллард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики. М.: Мир, 1982. 344 с.

41. Самойлов Д.С. Городской транспорт. М.: Стройиздат, 1983.384 с.

42. Сильянов В. В. Теория транспортных потоков в проектировании дорог и организации движения. М.: Транспорт, 1977. 303с.

43. Сильянов В. В. Транспортно эксплуатационные качества автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1984. -287с.

44. Сильянов В. В., Лобанов Е. М., Ситников Ю. М., Санегин Л. Н. Пропускная способность автомобильных дорог. М.: Транспорт, 1972. -152с.

45. Справочник по прикладной статистике. / под ред. Ллойда Э., Ледермана У., Тюрина Ю.Н. М.: Финансы и статистика, 1989. - 510 с.

46. Статистические методы для ЭВМ. М.: Наука, 1986. - 464 с.

47. Трояков А.Н. Исследование условий движения автобусов на городских маршрутах. // Повышение качества организации движения и автомобильных перевозок. Сб. научн. тр. МАДИ. М.: МАДИ, 1986. - с. 114-118.

48. Фишельсон М.С. Городские пути сообщения. М.: Высшая школа, 1980. - 296 с.

49. Харафас Д.Н. Системы и моделирование. М.: Мир, 1967. 420с.

50. Хастингс Н., Пикок Дж. Справочник по статистическим распределениям. М.: Статистика, 1980. - 96 с.

51. Хомяк Я.В. Организация дорожного движения. Киев.: Высшая школа, 1986. - 276 с.

52. A partnership for progress. Traffic Technology International. Oct. / Nov. 1998, p. p. 21-23.

53. Bossom R. A System Architecture for ROMANSE. Traffic Technology International, Oct./ Nov. 1997, p. p. 95 99.

54. Brugali V., Oldani E. Florence keeps tabs on its buses. Traffic Technology International. Annual Rev 1997, p. 40-43.

55. Bus Net gets on board. Traffic Technology International. Apr. / May 1999, p. 126.

56. Carnow A. Enviro city goes higher - tech. Using technology to achive sustainable transport in Leicestershire. Traffic Technology International, Dec. 1996/ Jan. 1997, p. p. 74 - 76.

57. Chang G., Vasudevan M., Su C. Modelling end evaluation of adaptive bus preemption control with and without automatic vehicle location systems. Transpn. Res., vol. 30, № 4, 1996, p. p. 251 - 268.

58. Chang M.F., Herman R. Trip time versus stop time and fuel consumption characteristics in cities. "Transp. Sci.". 1981, vol. 15, №3. p.p. 183209

59. Cooperative, lasting traffic management. Traffic Technology International. June / July 1997, p. p. 61 63.

60. Crook B. Creared for take off. Telematics keep Heathrou moving. Traffic Technology International. Apr. / May 1998, p. p. 90 94.

61. Duncan N.C. A further look at speed/flow/concentration. "Traffic Eng. And control". 1979, vol.20, p.p 482-483

62. El Reedy T., Ashworth R. The effect of bus detection on the performance of a traffic signal controlled intersection. Transpn Res., vol. 12, 1978, p. p. 337-342.

63. Elvis T. Deterring bus lane bandits. Traffic Technology International. Annual Rev. 1998, p. p. 192 194.

64. Gerlough D., Hueber M. Traffic flow theory A Monograph. Transportation Research Board. Special Report 165, Washington O. C. 220.

65. Gerlough D.L., Huber M.J. Traffic flow theory a monograph. Transpn. Res. Board, Special report, №165. 1975. 220 p.

66. Gipps P., Wilson B. Multsim: A computer package for simulating multilane traffic flows. Proc., 4th Biennial Conf., Simulation Soc. Aust., 1980.

67. Herman R., Malakhoff L. A., Ardekani S. A. Trip time-stop time studies of extreme driver behaviors. " Transp. Res.". 1998, vol.22A, №6.p.p. 427-433.

68. Heydecker B. Capacity at a signal controlled junction where there is priority for buses. Transpn. Res., vol. 17B, 1983, p. p. 341 -357.

69. Holmberg P. Gloria in Gothenburg. Traffic Technology International. Oct. / Nov. 1997, p. p/ 117 -118.

70. Holroyd E., Scraggs D. Waiting times for buses in Central London. Traffic Engng and Control 8(3), 1966, p. p. 158 160.

71. Hooker J. Optimal driving for single vehicle fuel economy. Transportation Research, 1988, vol. 22A, p. p. 183 - 201.

72. Ilin G. Radio data transmission for public transport priority. Traffic Technology International. Oct. / Nov. 1996, p. 105.

73. Jacobson J., Sheffi Y. Analytical model of traffic delays under bus signal preemption: theory and application. Transpn Res., vol. 15B, 1981, p. p. 127- 138.

74. Jellison M. Busman's holiday for optical priority control. Traffic Technology International. Annual Rev. 1998, p. p. 247 249.

75. Jordan W., Turnquist M. Zone scheduling of bus routes to improve service reliability. Transp. Sci., vol. 13, № 3,1979, p. p 242 268.

76. Kabjorn A. Swedish time travel. Traffic Technology International. Aug./Sept. 1998, p. p. 76-79.

77. Knight T. An approach to the evaluation of changes in travel unreliability: a 'safety margin' hypothesis. Transpn. 3(4), 1974, p. p. 393 408.

78. Larson R., Korsak A. A dynamic programming successive technique with convergence proofs. Automatica, vol. 6, 1970, p. p. 245 - 260.

79. Leicester's environmental road pricing trial targets modal shift. Tooltrans. Oct. / Nov. 1997, p. p. 52 -54.

80. Lin F. Predictive Models of traffic actuated cycle splits. Transportation Research, vol. 16 B , № 5, 1982, p. p. 361 - 372.

81. Lin F., Mazdeyasna F. Delay model of traffic actuated signal controls. Transp. Res. Rec., № 905. p.p. 33 -38.

82. Linton B. Countdown to deploument. Traffic Technology International, Dec. 1996/ Jan. 1997, p.p.32 34.

83. MacGowan J., Fullerton I. Development and testing of advanced control strategies in the urban traffic control system. Pub. Rds 43, 1979, p. p. 97 105.

84. Macleod C.J., Al-Kahili A.J. Modelling of urban traffic networks. "Transp. Res.". 1978 , vol.12, p.p. 121-130

85. Maki K. Boomtawn solutions. ITS planning for the highway rollers of Las Vegas. Traffic Technology International. Oct. / Nov. 1997, p. p. 47 50.

86. Moraldo D. Tracking London buses from France. Traffic Technology International. Feb. / Mar. 1997, p. 109.

87. Morris R., Pak Poy P. Intersection control by vehicle - actuated signals. Traffic engineering and control. Oct. 1967, p. p. 288 - 293.145

88. Mowatt M., Brincker Roff P. Transit signal priority, a regional implementation. Traffic Technology International. Oct. / Nov. 1996, p. p/ 62 68.

89. Nor M. Strand K. A public priority. Traffic Technology International. Aug. / Sept. 1998, p. p. 81 83.

90. Nuttal I. Will the tigers roar ? ITS market potential in ASEAN region. Traffic Technology International. Dec. / Jan. 1998, p. p. 60 64.

91. Rivett P. Catching the bus on time. Traffic Technology International. Aug. / Sept. 1996, p. p. 84 86.

92. Sands M. ROMANSE gets cleverer. Traffic Technology International, Dec. 1996/ Jan. 1997, p. 110.

93. Shin M. Seoul's happy passengers. Traffic Technology International. June / July 1997, p. 116.