УДК 656.052 Управление транспортными средствами. Навигация. Маневрирование
Сегодня в масштабах малых и средних городов существуют определенные проблемы, связанные с внедрением интеллектуальных транспортных систем (ИТС). Несмотря на наличие одинаковых транспортных проблем, которые характерны сегодня для всех без исключения городов Российской Федерации, в городах с невысокой численностью населения внедрение новых средств управления движением осуществляется не в полной мере, что связано в первую очередь с экономической составляющей проведения такого рода мероприятий. В таком случае необходимым мероприятием является разработка альтернативных методов и подходов, способствующих устранению имеющихся транспортных проблем. С целью рассмотрения транспортной ситуации на одном из проблематичных участков города с малой численностью населения, выполнено исследование магистральной улицы и предложены мероприятия по повышению эффективности управления с учетом экономической составляющей.
ИССЛЕДОВАНИЕ, МАГИСТРАЛЬНАЯ УЛИЦА, КООРДИНИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ, ТРАНСПОРТНЫЕ ПОТОКИ, ЭФФЕКТИВНОСТЬ, ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
На протяжении многих лет координированное управление представляет собой один из эффективных способов управления движением на магистральных улицах. Под таким типом управления понимают определенную связь между последующими и предыдущими перекрестками, входящими в координацию, в результате которой автомобили получают возможность передвигаться от перекрестка к перекрестку на разрешающий сигнал. Вопросу такого типа управления посвящено много научных трудов [1-5], которые рассматривают различные составляющие для оценки координированного управления, связанных как с задержками транспортных средств, расстоянием между перекрестками и скоростью движения. Рассматривая методы расчета программ координации в зарубежной практике [6], можно отметить, что для их применения необходим постоянный мониторинг транспортной сети, который подразумевает использованием различного исполнительного оборудования, входящего в состав ИТС. В отечественной практике, применение ИТС активно развивается [7], но основными объектами внедрения становятся федеральные участки трасс [8], а также территории крупных и крупнейших городов [9], что объясняется в первую очередь необходимостью обеспечению безостановочного процесса перемещения в пределах таких участков. Несмотря на отсутствие определенных ресурсов для обеспечения постоянного мониторинга транспортной ситуации на магистральных улицах в масштабах малых и средних городов, сегодня разработаны определённые методы [10, 11] способствующие оценки эффективности такого типа управления.
С целью оценки экономической составляющей при организации координированного управления на магистральных улицах при реализации постоянного мониторинга и использовании существующих методов оценки, выполнено исследование магистральной улицы г. Павловск. Основные задачи исследования заключаются в анализе транспортной ситуации на объекте исследования; применение разработанного алгоритма оценки эффективности координированного типа управления [10, 11]; оценка экономической составляющей в результате применения разработанных методов и применения постоянного мониторинга в результате внедрении ИТС; сравнение и оценка полученных результатов.
2 Материалы и методы
По состоянию на 2022 год численность г. Павловск составляет около 25 тыс. человек, площадь г. Павловск составляет около 8,8 км2, основной магистральной улицей является ул. 40 лет Октября, протяженность которой составляет около 2 км. На протяжении данного участка имеются регулируемые участки – пересечение с Микрорайоном гранитный, пересечение с ул. Гоголя и пересечение с ул. Лесной, что наглядно отражено на рис. 1.
Рисунок 1 – Вид ул. 40 лет Октября в г. Павловск, где 1 – пересечение с ул. Микрорайоном гранитный; 2 – пересечение с ул. Гоголя; 3 – пересечение с ул. Лесной
Протяженность координируемого участка 844 м, как уже было сказано ранее в координации находятся 3 перекрестка – ул. 40 лет Октября – ул. Микрорайон гранитный (рис. 1 обозначение 1), ул. 40 лет Октября – ул. Гоголя (рис. 1 обозначение 2), ул. 40 лет Октября – ул. Лесная (рис. 1 обозначение 2).
Протяженность между перекрестком №1 и перекрестком №2 составляет 470 м, между перекрестком №2 и перекрестком №3 – 374 м, далее выполнен подробный анализ каждого участка. Натурные исследования магистральной улицы 40 лет Октября с использованием метода краткосрочного анализа интенсивности [12], позволили определить геометрические и транспортные характеристики каждого перекрестка. Первый перекрёсток – ул. 40 лет Октября – ул. Микрорайон гранитный, является Т-образным перекрестком (рис. 2 а),
|
|
|
|
а) геометрические характеристики |
б) транспортные характеристики |
Рисунок 2 – Результаты исследования перекрестка ул. 40 лет
Октября – ул. Микрорайон гранитный
В результате исследований установлено, что значения интенсивности на связной улице – ул. Микрорайон гранитный превышает значение интенсивности на ул. 40 лет Октября (рис. 2 б), учетом разрешенного движения в направлении второстепенной улице по одной полосе, на данном направлении наблюдаются заторы. Среднее значение интенсивности на данном участке составляет 535 ед/ч, с
1. B. Asadi and A. Vahidi. Predictive Cruise Control: Utilizing Upcoming Traffic Signal Information for Improving Fuel Economy and Reducing Trip Time. IEEE Transactions on Control Systems, 19(3):707-714, 2011.
2. Naumova, N. A. Modelling of optimal scheme of traffic flows distribution in urban transportation networks : / N. A. Naumova, O. N. Safonova. - Краснодар : Кубанский государственный технологический университет, 2020. - 144 p.
3. Иваненко М.А. Координированное управление движением транспортных потоков как метод повышения пропускной способности городской дорожной сети крупных городов / Иваненко М.А. // Вестник транспорта. 2011. № 10. С. 31-32.
4. Петров Е.А., Рябоконь Ю.А. Технология координированного управления транспортными потоками высокой интенсивности / Петров Е.А., Рябоконь Ю.А. // В сборнике: Прогрессивные технологии в транспортных системах. Сборник докладов шестой российской научно-технической конференции. Рассоха В.И. (ответственный редактор), Архирейский А.А. (ответственный секретарь). 2003. С. 163-165.
5. Пильгейкина, И. А. Влияние эффекта координации на задержку транспортных средств / И. А. Пильгейкина // Мир транспорта и технологических машин. 2020. № 1 (68). С. 59-64.
6. Highway Capacity Manual: A Guide to Multimodal Mobility Analysis. 6th ed. Transportation Research Board, Washington, D.C., 2016
7. Жанказиев, С. В. Интеллектуальные транспортные системы : Учебное пособие / С. В. Жанказиев. - Москва: Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ), 2016. - 120 с.
8. Shevtsova, A. Development of an approach to determination of coupling qualities of road covering using weather-climate factor / A. Shevtsova, A. Novikov // . - 2021. - Vol. 19, No. 1. - P. 30-36. - DOIhttps://doi.org/10.5937/jaes0-26642.
9. Зырянов, В. В. Управление дорожным движением и перевозки : монография / В. В. Зырянов; М-во образования и науки Российской Федерации, Федеральное гос. бюджетное образовательное учреждение высш. проф. образования "Ростовский гос. строительный ун-т". - Ростов-на-Дону : Ростовский гос. строительный ун-т, 2012. - 148 p.
10. Дорохин, С. В. Оценка эффективности работы координируемого участка / С. В. Дорохин, А. Ю. Артемов // Воронежский научно-технический Вестник. - 2022. - Т. 2, № 2(40). - С. 64-73. - DOIhttps://doi.org/10.34220/2311-8873-2022-64-73.
11. Артемов, А. Ю. Разработка алгоритма оценки эффективности координированного управления / А. Ю. Артемов, С. В. Дорохин // Мир транспорта и технологических машин. - 2022. - № 4-2(79). - С. 88-94. - DOIhttps://doi.org/10.33979/2073-7432-2022-2(79)-4-88-94.
12. Организация дорожного движения: справочное пособие / к.т.н. А.Л. Рыбин, к.т.н. И.Ф. Живописцев, к.т.н. А.А. Шевяков, к.э.н. В.А. Аксенов. Под общ. ред. д.э.н., проф. С.В. Федотова. - М.: ФГУП «РОСДОРНИИ», 2010. - 416 с.
13. Шевцова, А. Г. Обзор существующих методов исследования интенсивности движения / А. Г. Шевцова, М. В. Медведева // Международная научно-техническая конференция молодых ученых БГТУ им. В.Г. Шухова, посвященная 160-летию со дня рождения В.Г. Шухова, Белгород, 01-20 мая 2013 года. - Белгород: Шухова, 2013. - С. 1307-1312.
14. Шевцова, А. Г. Обзор новых технических средств организации дорожного движения / А. Г. Шевцова, Ю. А. Мочалина // Альтернативные источники энергии в транспортно-технологическом комплексе: проблемы и перспективы рационального использования. - 2015. - Т. 2, № 2(3). - С. 672-677. - DOIhttps://doi.org/10.12737/19521.
15. Моделирование процесса движения на магистральной улице Г. Воронеж в программной среде Any Logic / С. В. Дорохин, Д. В. Лихачев, А. Ю. Артемов, А. В. Марусин // Воронежский научно-технический Вестник. - 2022. - Т. 4, № 4(42). - С. 73-84. - DOIhttps://doi.org/10.34220/2311-8873-2022-73-84.
16. Артемов, А. Ю. Моделирование транспортных потоков: аналитический обзор / А. Ю. Артемов, С. В. Дорохин // Технология транспортных процессов - настоящее и будущее : Материалы Всероссийской научно-практической конференции, Воронеж, 15 марта 2021 года / Отв. редактор В.А. Зеликов. - Воронеж: Воронежский государственный лесотехнический университет им. Г.Ф. Морозова, 2021. - С. 20-26. - DOIhttps://doi.org/10.34220/TPTPF2021_20-26.
17. Sergey Dorokhin, Alexander Artemov, Dmitry Likhachev, Alexey Novikov, Evgeniy Starkov, "Traffic simulation: an analytical review", IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol.918, pp.012058, 2020.
