Курсовой проект по "Моделированию дорожного движения"

ВВЕДЕНИЕ

С каждым годом возрастает интенсивность движения на улицах и  автомобильных дорогах страны. Однако очевидно, что процесс автомобилизации  не должен сопровождаться ростом числа  дорожно-транспортных происшествий (ДТП), гибелью и ранениями людей. Для  этого в нашей стране планомерно осуществляется комплекс мер, направленных на повышение безопасности дорожного движения.

Проблема безопасности движения является актуальной и для других промышленно развитых стран. Сегодня  она превратилась в острую социальную проблему современности. Анализ этой проблемы показывает, что она может решаться лишь при участии широкого круга специалистов разного профиля.

Важное значение для обеспечения безопасности движения имеет совершенствование дорожных условий. В особенности это относится к тем участкам дорог, на которых движение сопровождается выполнением различных маневров, и, в первую очередь, к участкам дорог в населенных пунктах. Для своевременного принятия мер по повышению безопасности необходима количественная оценка условий движения в автомобильных потоках. Очевидно, что в этих целях определенную научную и практическую ценность имеют такие способы и критерии, которые основаны на моделировании реальных ситуаций дорожного движения с учетом психофизиологических особенностей поведения человека.

Их практическое применение позволит подойти к прогнозированию  условий движения с учетом его  безопасности и решать целый ряд  задач прикладного характера  в области проектирования дорог  и организации движения.

Дорожно-транспортная ситуация (ДТС) рассматривается как вероятностное  состояние процесса дорожного движения. Оценка ситуации производится с учетом необходимости обеспечения в процессе движения таких условий, при которых маневр выполняется удобным и безопасным образом. Это, в частности, означает, что при моделировании предполагается соблюдение водителями и пешеходами требований правил дорожного движения. Предусмотрено также, что они принимают правильные, безошибочные решения при выполнении маневра в желаемом для водителя или пешехода режиме.

По значению этих показателей  можно судить о том, благоприятны условия в дорожном движении для  выполнения маневра или нет. При  этом учитывается важная психофизиологическая особенность поведения водителя или пешехода, так как благоприятными условиями предлагается считать  такие, когда в ситуации задержки маневра водитель или пешеход  еще не теряют терпения (т. е. когда  продолжительность задержки невелика). Ведь именно такие условия способствуют безошибочности функционирования человека и, следовательно, уменьшению аварийности на дорогах.

Критерии оценки получены на основе рассмотрения характеристик  автомобильного и пешеходного движения как случайных величин с соответствующими законами их распределения. Это способствует более точному решению задач, связанных, например, со скоростями движения, с продолжительностью ожидания безопасных условий для выполнения маневра, а также задач по улучшению  организации движения. При решении  же задач по обоснованию мероприятий, направленных на улучшение условий движения, целесообразно пользоваться, как это общепринято, средними значениями критериев оценки и характеристик движения.

Целью выполнения курсового  проекта является выявление степени  усвоения полученных знаний по дисциплине «Моделирование дорожного движения».

Задачами курсового проектирования являются: систематизация, закрепление  и расширение теоретических и  практических знаний по курсу «Моделирование дорожного движения» и применение этих знаний для решения конкретных вопросов, связанных с обеспечением безопасности и эффективности дорожного  движения, развитие навыков ведения  самостоятельной работы; закрепление  основ исследования и экспериментирования  при решении разрабатываемых  в курсовом проекте вопросов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ЗАДАНИЕ НА  КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Требуется выполнить оценку дорожных условий на нерегулируемом пересечении двух автомобильных  дорог.

Исходные данные:

Вид покрытия – сухое  асфальтобетонное.

Вид маневра – пересечение.

Средний интервал запаздывания – ∆t = 1 с.

Динамический габарит  автомобиля – 6 м.

Интенсивность движения основного  потока – n = 400 авт/час.

Интенсивность движения бокового потока – λ_б = 200 авт/час.

Требуемый интервал для безопасного  выполнения маневра – θ₀ = 4с.

Требуется рассчитать:

• число объектов, задерживающихся из-за помех от убывающей очереди;
• продолжительность простоя первого объекта и i-го объекта в очереди;
• среднюю задержку объекта в цикле с очередью;
• простой объектов за год;
• вероятность отсутствия ситуации, позволяющей совершить манёвр безопасным образом и без задержек;
• вероятность того, что случайный цикл в движении по главной дороге есть цикл прибытия;
• число объектов, выполняющих маневр без задержки в течение 1 часа;
• число объектов, задерживающихся у главной дороги за 1 час;
• пропускную способность 1 полосы движения;
• возможность возникновения заторового состояния.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. ЧИСЛО ОБЪЕКТОВ, ЗАДЕРЖИВАЮЩИХСЯ ИЗ-ЗА ПОМЕХ ОТ  УБЫВАЮЩЕЙ ОЧЕРЕДИ

По таблице 1 выбираем длительность помехи γ_∑, с, на двухполосной дороге в зависимости от интервала θ₀, необходимого для безопасного выполнения маневра:

 

По таблице 2 выбираем значения функции распределения p_k и η(γ) в зависимости от интенсивности движения на одной полосе:

 

 

По формуле определяем интервал m движения автомобилей по главной дороге:

 

По формуле определяем длительность Ц цикла:

 

По формуле определяем вероятность p_γ занятости места пересечения потоков автомобилями главной дороги:

 

По формуле определяем средний интервал m₁ движения между объектами бокового потока:

 

По формуле определяем общее число А_Д циклов в движении по главной дороге:

 

По формуле определяем количество циклов, в которых действительно  задерживаются объекты по причине  возникновения первой ситуации занятости:

 

По формуле определяем среднее число  объектов, задерживающихся на одной полосе движения второстепенной дороги из-за помех от движения по главной дороге:

 

По формуле определяем продолжительность второй ситуации занятости места пересечения  транспортных потоков:

 

По формуле определяем вероятность того, что в цикле  с очередью из объектов, объект поступает за время убывания этой очереди:

 

По формуле определяем среднее число  объектов, задерживающихся из-за помех от убывающей очереди:

 

По формуле определяем количество циклов с задержкой маневра, в которых имеется по задерживающихся автомобилей:

 

По формуле определяем общее количество автомобилей, задерживающихся за час на второстепенной дороге:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ  ПРОСТОЯ ПЕРВОГО И i-ГО ОБЪЕКТА В ОЧЕРЕДИ

По таблице 3 находим время  от начала помехи до остановки первого  объекта:

 

По формуле определяем продолжительность простоя первого  объекта в очереди:

 

По формуле определяем средний интервал между моментами  появления задержек в цикле:

 

По формуле определяем продолжительность простоя i-го объекта в очереди:

 

 

 

 

 

 

 

 

4. СРЕДНЯЯ ЗАДЕРЖКА  ОБЪЕКТА В ЦИКЛЕ С ОЧЕРЕДЬЮ

По формуле определяем суммарную задержку всех объектов в очереди за время существования первой ситуации занятости:

 

По формуле определяем средний интервал времени между  задержками во второй ситуации занятости:

 

По формуле определяем суммарную задержку всех объектов в рассматриваемом цикле типа С за время убывания основной очереди:

 

По формуле определяем суммарный простой объектов на одной  полосе второстепенной дороги при выполнении маневра рассматриваемого вида:

 

По формуле определяем среднее число задержек в одном  цикле из тех, в которых возникают  очереди из-за ситуаций, неблагоприятных  для выполнения маневра:

 

По формуле определяем среднюю задержку объекта в цикле  с очередью:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. ПРОСТОЙ ОБЪЕКТОВ  ЗА ГОД

По формуле определяем величину часового простоя объектов из-за задержек маневра:

 

По формуле определяем простой объектов за год для всех полос движения на второстепенной дороге:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. ВЕРОЯТНОСТЬ  ОТСУТСВИЯ СИТУАЦИИ, ПОЗВОЛЯЮЩЕЙ  СОВЕРШИТЬ МАНЕВР БЕЗОПАСНЫМ  ОБРАЗОМ И БЕЗ ЗАДЕРЖЕК

По формуле определяем вероятность отсутствия ситуации, позволяющей  совершить маневр безопасным образом  и без задержек:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. ВЕРОЯТНОСТЬ ТОГО, ЧТО СЛУЧАЙНЫЙ ЦИКЛ В ДВИЖЕНИИ ПО ГЛАВНОЙ ДОРОГЕ ЕСТЬ ЦИКЛ ПРИБЫТИЯ

По формуле определяем вероятность того, что в любом  из А_Д циклов имеется ситуация для безопасного выполнения требуемого маневра без задержки:

 

По формуле определяем вероятность того, что случайный  цикл в движении на главной дороге есть цикл прибытия, и в нём объект застаёт благоприятные условия для выполнения маневра без задержки:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. ЧИСЛО ОБЪЕКТОВ, ВЫПОЛНЯЮЩИХ МАНЕВР БЕЗ ЗАДЕРЖКИ  В ТЕЧЕНИЕ ОДНОГО ЧАСА

По формуле определяем число объектов, выполняющих маневр без задержки в течение одного часа:

 

где λ_П – интенсивность движения потока объектов для циклов прибытия, λ_П = λ_б, шт/час.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. ЧИСЛО ОБЪЕКТОВ, ЗАДЕРЖИВАЮЩИХСЯ У ГЛАВНОЙ ДОРОГИ  ЗА ОДИН ЧАС

По формуле определяем число объектов, задерживающихся  у главной дороги за один час:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. ПРОПУСКНАЯ  СПОСОБНОСТЬ ОДНОЙ ПОЛОСЫ ДВИЖЕНИЯ

По формуле определяем количество автомобилей в очереди  в каждом цикле:

 

По таблице 4 определяем среднюю  скорость движения конца очереди  автомобилей:

 

По формуле определяем время, приходящееся на один объект для  ликвидации очереди применительно  к каждому из А_Д циклов:

 

По формуле определяем пропускную способность одной полосы движения:

 

 

 

 

 

 

 

11. ВОЗМОЖНОСТЬ  ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЗАТОРОВОГО СОСТОЯНИЯ

Проверяем возможность возникновения  заторового состояния выполнением условия превышения пропускной способностью полосы движения интенсивности движения на данной полосе:

200 < 814,5, то есть λ_б < П_б – отсутствует возможность возникновения затора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бабков В.Ф. и др. Дорожные условия и режимы движения автомобилей. 2-е изд., перераб. и доп. М.: «Транспорт», 1992.

2. Кисляков В.М., Филиппов  В.В. Математическое моделирование  и оценка условий движения  автомобилей и пешеходов. М.: «Транспорт», 1994.