Описание работы модели

Октябрь 27, 2010 Главный редактор 1

Транспортная модель Екатеринбурга создана в программном комплексе PTV Vision® Visum. Модель позволяет проводить расчеты как для индивидуального, так и для общественного транспорта. Условно транспортную модель можно разделить на две части: транспортное предложение (сеть) и транспортный спрос (данные статистики о расселении жителей, подвижности населения).
Транспортное предложение состоит из узлов (перекрестки), отрезков (участки улично-дорожной сети), поворотов (поворачивающие направления на перекрестках), транспортных районов (источники и цели транспортных корреспонденций) и примыканий.


Рис. 1. Пример сети для индивидуального транспорта.

Дополнительно для общественного транспорта в транспортное предложение включаются остановки, маршруты общественного транспорта, расписания.


Рис. 2. Пример сети для общественного транспорта.


Рис. 3. Редактор расписания общественного транспорта.

На основе транспортного предложения рассчитываются временные затраты на совершение корреспонденций, которые далее используются при формировании транспортного спроса.

Транспортный спрос формируется в первую очередь на основе статистических данных о количестве населения, трудящихся, студентов, рабочих мест, учебных мест и рабочих мест в сфере услуг. Все данные статистики привязаны к каждому зданию, что позволяет произвольно формировать границы транспортных районов, включая туда те или иные здания.

Соответственно, все корреспонденции разбиты разбиты на группы источник-цель:

Дом-работа,
работа-дом,
дом-прочее,
прочее-дом,
прочее-работа,
работа-прочее,
прочее-прочее,
работа-работа,
дом-учеба,
учеба-дом,
прочее-учеба,
учеба-прочее,
учеба-работа
работа-учеба.

Соотношение между этими группами корреспонденций получено путем опросов населения. В ходе опросов также получены значения количества корреспонденций на одного человека, соотношение поездок между различными видами транспорта, средняя продолжительность корреспонденций.

Далее на основе затрат и данных статистики формируются матрицы корреспонденций – матрицы, ячейки которых означают количество корреспонденций совершаемых из района в район.

Последний этап расчета – перераспределение. В результате перераспределения получаются нагрузки индивидуального (авт./сутки) и общественного (чел/сутки) транспорта.


Рис. 4. Результат перераспределения индивидуального транспорта (авт/сутки).


Рис. 5. Результат перераспределения общественного транспорта (чел./сутки).

Новые возможности редактирования перекрёстков.

В 11 версии PTV Vision Visum появился новый модуль для детального моделирования перекрестков – ICA (Intersection Capacity Analysis). Расчеты в ICA основываются на модели, описанной в Highway Capacity Manual, документа, изданного US Transportation Research Board и содержащего рекомендации по расчету уровня сервиса (Level of Service, LOS) и других параметров производительности перекрестка. Расчеты основаны на анализе геометрии перекрестка и вида регулирования на перекрестке.

С точки зрения интерфейса программы ICA представлен в виде обновленного редактора узла. Есть возможность для каждого узла редактировать параметры узла, входящих отрезков, отдельных поворотов, геометрии перекрестка.

Редактор геометрии узла:

Задаются полосы движения и разрешенные направления движения по этим полосам. Также есть возможность задать уширения на перекрестке. Полученная геометрия учитывается не только при расчетах задержек на поворотах, но и при экспорте в Vissim.


Рис. 6. Редактор геометрии узла.

Редактор узла:

Задаются приоритеты движения и способ регулирования (нерегулируемый без знаков приоритета, нерегулируемый со знаками приоритета, регулируемый).


Рис. 7. Редактор узла.

Редактор входящих отрезков:

Задаются параметры входящих отрезков (кол-во полос, пропускная способность, скорость).


Рис. 8. Редактор входящих отрезков.

Редактор поворотов:

Задаются параметры каждого поворачивающего направления.


Рис. 9. Редактор поворотов.

Редактор светофорного объекта:

Задаются фазы, сигнальные группы, для каждой сигнальной группы задаются поворачивающие полосы.


Рис. 10. Редактор светофорного объекта.

В результате расчетов в ICA для каждого поворачивающего направления перекрестка, а также для всего перекрестка в целом рассчитываются такие параметры, как среднее время задержки, средняя длина очереди, нагрузка, LOS.

В модуле ICA заложены алгоритмы для 5 видов регулирования на перекрестках:

  1. Нерегулируемые перекрестки без знаков приоритета.
  2. Нерегулируемые перекрестки со знаками приоритета.
  3. Светофорное регулирование.
  4. Круговое движение
  1. All way stops (на всех направлениях висят знаки «движение без остановки запрещено») – широко применяется в США.

Важным моментом в использовании детального расчета параметров узла с помощью ICA является возможность более простого экспорта из макромодели в микромодель для дальнейшей оптимизации участка сети.
Экспортировать можно как всю городскую сеть, так и отдельные её фрагменты. Основное достоинство данного технологического приёма заключается в том, что в микромодель экспортируются рассчитанные интенсивности транспортных потоков и распределение их по маршрутам движения. Переход на микроуровень моделирования возможен как с суточными интенсивностями, так и интенсивностями в утренний и вечерний часы-пик. Для анализа в микромодели целесообразным представляется моделирование сети с нагрузками, соответствующими часу-пик

При переходе на микроуровень в Visum были сделаны следующие изменения для более точной детализации экспортируемых фрагментов:

  1. Внесение «дворовых» въездов и выездов (примыкания), вместо примыканий к перекресткам.
  2. Занесение существующих циклов работы светофоров.
  3. Добавление уширений проезжей части на перекрестках.
  4. Уточнение знаков движения по полосам на перекрестках.
  5. Редактирование желаемой скорости на отрезках.
  1. Редактирование остановочных комплексов.

По сравнению с макроуровнем микромоделирование позволяет получать результаты работы участка с учетом:

  1. Возникновения препятствий из-за конфликтных пешеходных потоков.
  2. Более детальной настройкой работы светофорных объектов (помимо дополнительных модулей в Visum, оптимизирующих смещения светофорных циклов в сети).
  1. Возникающих препятствий на отдельных полосах движения транспортных потоков (припаркованные автомобили, остановка маршрутов общественного транспорта на проезжей части).


Рис. 11. Экспорт модели из Visum в Vissim.

Алгоритм расчета транспортной модели

Рис. 12. Алгоритм расчета транспортной модели.

Определяющие соотношения, используемые в транспортной модели.

1. Генерация спроса (Trip Generation)


Рис. 13. Генерация спроса.

2. Распределение спроса (Trip Distribution)


Рис. 14. Распределение спроса.

3. Выбор режима (Mode Choise)


Рис. 15. Выбор режима.

4. Перераспределение (Assignment)


Рис. 16. Перераспределение.

Поделиться