Страница 8: Методическое руководство по стратегии управления транспортными потоками в системах автоматизированного регулирования движения на автомобильных магистралях (АРДАМ) (54147)

1.3. Методика проведения эксперимента по изучению отклика транспортного потока на управляющие воздействия заключалась в экспозиции над каждой полосой движения дорожных знаков, ограничивающих скорость движения, и проведении автоматической покадровой киносъемки через 1 с участка дороги, находящегося за знаком. Съемка производилась непосредственно в месте установки знаков и за 200, 500 и 1200 м за ними. Знаки, ограничивающие скорость движения, устанавливались над полосами движения в следующей последовательности: 40 и 40 км/ч, 40 и 60 км/ч, 60 и 60 км/ч, 60 и 80 км/ч, 600 и 100 км/ч (рис. 1, прилож. 1).

Экспозиция каждой пары знаков менялась после прохода под ними 500 - 600 автомобилей. Знаки имели III-й типоразмер и были изготовлены в соответствии с ГОСТ 13508-74. Съемка велась на 16 мм кинопленку с электромеханическим спусковым устройством, позволяющим менять время между съемкой последовательных кадров в пределах от 0,25 до 3 с.

1.4. Обработка данных съемки проводилась путем проектирования кадров на масштабный экран и измерения перемещений автомобилей за время между двумя соседними кадрами. Полученные таким образом данные затем обрабатывались на ЭВМ для определения необходимых статистических характеристик.

1.5. В результате обработки данных были получены:

1. Средние значения скоростей движения автомобилей (без разделения по составу), дисперсия скоростей и распределение их величин для каждой полосы движения (табл. 1, прилож. 1).

2. То же, для легковых автомобилей (табл. 2, прилож. 1)

3. То же, для грузовых автомобилей (табл. 3, прилож. 1).

4. Интенсивность движения за каждую минуту по полосам и типам автомобилей совместно со средними скоростями движения за эти же интервалы.

5. Уровни факторов и дисперсионный анализ массива скоростей в трехфакторной схеме (фактор знака, полосы движения и типа транспортного средства) отражены в табл. 4, прилож. 1.

6. Зависимость уровней загрузки отдельных полос при различной интенсивности движения по магистрали (см. рис. 1, прилож. 1).

Рис. 1. Загрузка полос движения на автомагистрали:

а - четырехполосной; б - шестиполосной; в - восьмиполосной (1, 2, 3, 4 - полосы движения)

Рис. 2. Распределение величин приемлемых интервалов при въезде автомобилей на магистраль:

1 - сходу; 2 - после остановки

7. Распределение величин приемлемых интервалов автомобилей на въезде на магистраль (рис. 2 прилож. 1).

1.6. Полученная в результате обработки данных информация позволила выполнить ряд операций по обработке отдельных блоков алгоритма управления в системе АРДАМ на реальных данных:

произвести оптимизацию работы программных управлений в заторовых ситуациях;

определить параметры фильтров случайного процесса изменения интенсивности движения и фазовых переменных транспортного потока;

исследовать работу съездов на магистраль, работающих в режиме поиска разрыв в потоке.

Результаты обработки приведены выше при описании блоков 4, 12, 13, 14.

1.7. Влияние каждого из рассматриваемых факторов можно увидеть на более подробном анализе материалов массива, полученного непосредственно за знаком.

Значение , уровни факторов таковы:

фактор состава -

легковые                                              T1 + 3,508

грузовые                                              T2 = -3,508,

фактор полосы -

1                                                            L1 = -4,558,

2                                                            L2 = +4,558,

фактор знака, км/ч -

40                                                          E1 = -3,259,

60                                                          E2 = 0,088,

80                                                          E3 = 3,892,

100                                                        E4 = 1,842

отсутствие знака: E0 = 1,785.

Значение уровней факторов T и L являются вполне логичными и соответствуют средней разности между скоростями легковых и грузовых автомобилей 7,016 км/ч, между полосами движения - 9,116 км/ч. Уровни факторов знака находятся в логическом соответствии с содержанием соответствующих знаков, но их количественные значения находятся весьма далеко от разностей между указанными на знаках скоростях.

1.8. Анализ распределения скоростей движения в месте установки дорожного знака, ограничивающего скорость движения, показывает, что попытки резкого ограничения скорости без дополнительной информации, поясняющей причину такого ограничения, не приводят к желаемому результату. Кроме того, это вызывает значительное расширение диапазона скоростей движения транспортных средств, так как лишь небольшая часть водителей начинает двигаться с установленной скоростью, что приводит к появлению в потоке большого числа обгоняющих автомобилей и увеличению шума ускорения. Тем самым значительно ухудшаются условия безопасности движения.

Анализ изменения величин средних скоростей движения по длине дороги за местом установки знака приведен на рис. 3 прилож. 1, где показано изменение скоростей движения после установки знаков по отношению к скорости движения на этом же участке до установки знаков. Из этого рисунка видно, что изменение скорости движения транспорта на первой и второй полосе различно. На первой полосе, где транспортные средства на подходе к знаку имеют невысокие скорости движения (порядка 60 км/ч), наличие знаков ограничения скорости движения до 40 и 60 км/ч одинаково вызывало снижение до уровня 0,9 от первоначального значения. Максимальное снижение скорости наблюдалось на участке от 200 до 600 м за знаком. Далее скорость движения восстанавливалась до первоначального значения.

На второй полосе, где средняя скорость движения транспорта до установки знаков была довольно высока (более 60 км/ч), знаки ограничения скорости вызывали более резкое (до уровня 0,75) изменение скорости в месте установки знака. Увидев, что это ограничение не имеет каких-либо оснований, они восстанавливают свою первоначальную скорость движения и, чтобы компенсировать потерю времени, начинают двигаться с повышенной скоростью. Причем водители грузовых автомобилей, имеющие, как правило, больший опыт работы, после снижения скорости движения под знаком сразу начинают ее увеличивать и на расстоянии 600 м полностью восстанавливают ее до первоначального значения. Водители легковых автомобилей, в числе которых большой процент любителей, после снижения скорости под знаком движутся с пониженной скоростью около 400 м, а затем на расстоянии 1000 м восстанавливают ее первоначальное значение.

Рис. 3. Изменение величин средних скоростей движения за местом установки знаков:

а - на первой полосе; б - на второй полосе; 1 - легковые; 2 - грузовые автомобили

Таблица 1

Средние значения скоростей движения автомобилей (без разделения по составу), дисперсия скоростей и распределение их величин для каждой полосы на шестиполосной магистрали

Таблица 2

Средние значения скоростей движения легковых автомобилей, дисперсия скоростей и распределение их величин для каждой полосы шестиполосной магистрали

Таблица 3

Средние значения скорости движения грузовых автомобилей, дисперсия скорости и распределение их величин для каждой полосы шестиполосной магистрали

Таблица 4

Результаты дисперсионного анализа