Моделирование транспортных потоков.

В настоящее время остро стоит проблема управления транспортными потоками, особенно в больших городах. Увеличение количества транспортных средств (ТС) как личных, так и общественных, приводит к перегруженности городских дорог, многочасовым пробкам, затруднению движения пешеходов и увеличению количества аварий.

В 2006 году ООО «ПЕРМГРАЖДАНПРОЕКТ» совместно с ПГТУ проводил работы по компьютерному моделированию дорожного движения на реконструируемых участках улиц Героев Хасана и Шоссе Космонавтов г. Перми с целью прогнозирования проблем управления транспортными потоками.
Метод компьютерного моделирования применялся в нашем городе впервые. Данный метод заключается в сознании подробнейшей модели улично-дорожной сети (УДС) и имитации всех ситуаций, происходящих на дорогах.

В качестве среды моделирования был использован программный продукт немецкой компании PTV AG – ptv vision® VISSIM. Данная система позволяет осуществлять весь спектр задач планирования транспортных систем и организации дорожного движения.
Программа предоставляет средства анализа данных и изучения сценариев, инструментарий для нахождения решений, отвечающих любым требованиям оптимальности. VISSIM включает в себя следующие функции:
1. Построение дорожной сети;
2. Моделирование транспортных потоков с учетом различных параметров.
3. Моделирование условий движения (ограничение скорости,
светофорное регулирование и др.);
4. Моделирование движения общественного транспорта;
5. Имитация движения транспорта;
6. Вывод параметров созданной модели на экран;
7. Возможность редактировать параметры в режиме реального
времени.

Разработка компьютерной модели.
Первым шагом моделирования является создание геометрической модели. На создание геометрической модели нужно обратить наибольшее внимание, потому что от модели требуется полное сходство с реальной улично-дорожной сетью. Для начала выбирается топооснова, на которой будет размещаться вся УДС. Для получения точной модели сети в VISSIM нужно использовать как минимум одну географическую карту с расширением *.bmp (в VISSIM могут использоваться растровые основы в виде аэрофотосъёмки, чертежей AutoCAD). Также в качестве топоосновы могут использоваться файлы с расширениями: *.bmp, *.jpg, *.gif, *.tga, *.tif, *.dwg, *.dxf , *.wmf. Ниже приведены образцы, которые могут служить топоосновой в VISSIM:

Снимок перекрестка Шоссе Космонавтов – ул. Свиязева

После того, как топооснова выбрана, указывается реальный масштаб. Чтобы масштаб был точный, желательно на топооснове иметь какие-нибудь объекты, реальные размеры которых известны.

Выбор масштаба

На этом предварительный этап создания геометрии модели завершен, и можно переходить ко второму этапу – построению улично–дорожной сети. Построение УДС состоит из следующих частей:
• Нанесение существующей или проектной дорожной сети;
• Нанесение остановочных пунктов;
• Нанесение парковочных площадей.

Главными элементами дорожной сети являются отрезки и соединительные отрезки. Порядок нанесения отрезков таков:
• задать главные магистрали;
• установить число направлений на перекрестке;
• установить количество полос на отрезке и на перекрёстке соответственно;
• установить число полос на поворотах.

Как правило, отрезки проходят по линии трассы. Один отрезок не может состоять из нескольких участков, которые отличаются количеством полос. В случае разного количества полос нужно добавлять к каждому участку по одному отрезку. Проведение отрезков состоит из следующих частей:
• Сначала моделируем отрезок с помощью промежуточных пунктов;
• Вставляем соединяющие отрезки, чтобы смоделировать повороты или уширения (сужения) проезжей части;
• По возможности отрезки должны заканчиваться (начинаться) в середине перекрестка.

Для отрезков можно задать следующие признаки:
• Номер: собственный номер отрезка (изменению не подлежит)
• Имя: название или комментарий
*• Тип: определяет цвет отрезка и стиль вождения
транспортных средств, которые используют отрезок. В пределах одного типа отрезка может различаться стиль вождения различных классов транспортных средств.*
• Количество полос: число полос
• Ширина полос: Ширина проезжей части по полосам

Признаки отрезка

Соединяющие отрезки необходимы для создания дорожной сети путём соединения отрезков друг с другом. Соединяющие отрезки могут вводиться только между 2 отрезками (причём данные отрезки не должны быть соединяющими). Соединяющие отрезки используются так же, как и отрезки, кроме того, они используются для моделирования поворотного движения на перекрёстках.
• Пересечения отрезка и соединяющего отрезка должны быть минимальными, во избежание ошибки при моделировании;
• Соединяющий отрезок автоматически принимает тот же тип что и отрезок, с которого он начинается.

На примере создание геометрии выглядит так:

После того, как геометрическая модель готова, следующими этапами моделирования являются задание параметров транспортных потоков, расстановка приоритетов движения, моделирование работы светофоров и движения общественного транспорта. Когда все эти пункты будут выполнены, то можно считать модель готовой и остается только её анализ.

Готовая модель перекрестка ул.Попова –ул. Коммунистическая

По материалам статьи
Ширинкина Макcима.