WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

В главе 3 представлены результаты численного моделирования. В параграфе 1 сформулирована задача о движении однополосного, однонаправленного транспортного потока. Для описания динамики потока получается система (1). Начальные условия: на участке длиной, считая от входа, магистраль занята потоком машин плотности, движущимся с максимальной безопасной для данной плотности скоростью, а при магистраль свободна от машин. Граничные условия на концах рассматриваемого участка (): при отсутствии «пробки»: ;. В условиях подвижной или неподвижной «пробки», примыкающей к входному участку дороги,. Наличие или отсутствие «подвижной пробки», примыкающей к левой границе расчетной области, определяется по критерию: если и, то имеется «подвижная пробка». При ставится условие «свободного выхода»:,. Представлена модель регулирования движения потока при помощи светофора. Основными параметрами светофора являются длительность частей цикла его работы: зеленого, желтого и красного сигналов, соответственно и система ограничения скорости потока, которая называется «лежачими полицейскими», она моделируется заданием максимальной скорости движения в месте расположения «лежачих полицейских», расположенных на расстоянии друг от друга. Проводится сравнение аналитических решений полученных в параграфе 4 главы 2 и результатов численного моделирования. Анализ профилей плотности и скорости показывает, что алгоритм обладает требуемой точностью. Проведен сравнительный анализ двух систем регулирования дорожного движения на основе численных расчетов. В расчетах варьировалась плотность входящего потока и. Результаты исследования зависимости величины предельной начальной плотности потока, при которой не образуется «подвижная пробка», от длительности зеленого сигнала светофора описывается формулой:, где – параметры, зависящие от многих факторов, включая длительность красного сигнала. Расчеты показывают, что при прохождении потоком машин участка локализации «лежачих полицейских» образуются два участка повышенной плотности, что при не препятствует свободному прохождению потока через препятствия. Если же, то образуется «подвижная пробка». Исследовано влияние частоты переключения сигнала на пропускную способность светофора. В расчетах варьировалась частота переключения сигнала светофора, - отношение длительности красного сигнала светофора к длительности зеленого сигнала,,. Получена зависимость предельной начальной плотности потока . Расчеты показывают, что при увеличении частоты, увеличивается незначительно, для соответствующих значений. Изучено влияние расположения «лежачих полицейских» на уменьшение скорости потока транспорта. В расчетах варьировались дистанция между полицейскими и величина расстояния принятия решения. В результате проведения серии расчетов получены зависимости и, где - максимальная скорость, развиваемая потоком на участке между «лежачими полицейскими». Результаты представлены на рис. 1. Проведено сравнение результатов численного эксперимента с аналитическими исследованиями, проведенными в работе [Greenberg H. Operations Research. 1959, Vol. 7.]. На рис. 2 изображены аналитическое решение и результаты численного эксперимента. В параграфе 2 формулируется задача о движении двухполосного транспортного потока регулируемого светофором, учитывающая межрядовые перестроения. Рассматривается однонаправленный поток машин по двухполосной дороге. Для описания динамики автотранспортного потока получается система (1). При на участке длиной, считая от входа, магистраль занята потоком машин плотности, движущимся со скоростью, при магистраль свободна от машин. Плотности транспортных средств на полосах при :,,,, – процент транспортных средств, которые должны оказаться на левой полосе до светофора.

Рис. 1. Зависимость предельной начальной плотности потока, при которой не образуется «подвижная пробка», от дистанции между полицейскими (м), для значений расстояния принятия решения и м.

Рис. 2. Зависимость предельной начальной плотности потока, от длительности зеленого сигнала светофора. Сплошной линией изображена зависимость, полученная Гринбергом, точками – результаты численного эксперимента.

Граничные условия такие же как и в параграфе 1. Изучено влияние перестроений транспортных средств на пропускную способность магистрали и Т-образного перекрестка.

В Главе 4 вычисляется и анализируется величина выбросов загрязняющих веществ транспортным потоком. В параграфе 1 транспортный поток рассматривается как линейный источник выбросов. Зависимости среднего и мгновенного выброса загрязняющих веществ от координаты расчетной области выполнены на основе моделей, предложенных в главе 2. По известной скорости, плотности и ускорению, на основе методики [Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов. - М.: Государственный комитет Российской Федерации по охране окружающей среды, 1999. С. 7-8.], вычисляется величина выбросов. В работе использованы зависимости расхода топлива от скорости, приведенные в [Луканин В.Н., Буслаев А.П., Трофименко Ю.В., Яшина М.В. Автотранспортные потоки и окружающая среда-2. 2001]. Расчеты выбросов выполняются для следующих веществ:,,,, соединения свинца, формальдегид, бензапирен. Выброс i-го загрязняющего вещества (г/мин) автотранспортным потоком определяется по формуле: при, где - значения пробеговых выбросов для различных загрязняющих веществ (г/км), - скорость автомобиля (км/ч), - безразмерный коэффициент, учитывающий изменение количества выбрасываемых вредных веществ в зависимости от скорости автомобиля, - значение пробегового выброса (г/мин) для автомобилей, работающих на холостом ходу. Вычисляется среднее значение выброса i-го загрязняющего вещества(г/мин·м):, где - средняя длина автомобиля (м). В случае положительного ускорения, где - безразмерный поправочный коэффициент.

Рис. 3. Профили зависимости среднего выброса ( мг/м/сек) от координаты расчетной области (, м), при.

В случае отрицательного ускорения. В параграфе 2 проводится анализ выбросов на основе численных расчетов. Рассматриваются выбросы загрязняющих веществ однополосным транспортным потоком, регулируемым светофором. При расчетах варьировалась частота переключения сигнала светофора, длительности различных этапов цикла работы светофора и плотность входящего потока. Получены зависимости среднего и мгновенного выброса загрязняющих веществ от координаты расчетной области. На рис. 3 а – д изображена зависимость среднего выброса от. Длительности работы сигналов светофора даны в табл. 1, плотность входящего потока, что соответствует свободному движению потока. Суммарный выброс () снижается при увеличении частоты. Представлены результаты моделирования выбросов однополосным и двухполосным транспортными потоками для различных режимов движения.

Табл. 1. Интегральная величина выброса на всем рассматриваемом участке в зависимости от частоты переключения сигнала светофора.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

  • Построена модель движения однополосного транспортного потока, учитывающая стремление водителей привести свою скорость в соответствие с максимальной безопасной скоростью и влияние автомобилей идущих впереди, на ускорение последующих транспортных средств.
  • Проведено исследование основных характеристик предлагаемой системы для случаев постоянной и переменной скорости распространения возмущений в потоке транспорта. Для переменной скорости распространения возмущений проведен эксперимент по определению значения этой скорости при начале движения потока.
  • Проведен численный расчет динамики автотранспортного потока, с учетом основных элементов регулирования дорожного движения, для случая регулирования движения однополосного потока транспорта «лежачими полицейскими», впервые получена зависимость предельной начальной плотности потока, не приводящей к образованию «затора», от длины дистанции между «лежачими полицейскими».
  • При регулировании движения однополосного потока светофором, получена зависимость предельной начальной плотности потока, не приводящей к образованию «затора», для различных режимов работы светофора.
  • Построена модель движения двухполосного транспортного потока учитывающая перестроения, использован подход механики многофазных сред.
  • На основе построенной модели движения двухполосного транспортного потока проведен численный расчет движения транспорта по Т-образному перекрестку, регулируемому светофором. Изучено влияние перестроений на пропускную способность участка магистрали, на основе проведенных расчетов сделан вывод о том, что наличие перестроений снижает пропускную способность дороги в среднем в 2 раза.
  • На основе полученных значений скорости, плотности и ускорения потока транспорта, вычислена величина выбросов загрязняющих веществ потоком транспорта, как линейным источником выбросов.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРАЦИИ

  1. Киселев А.Б., Кокорева А.В., Никитин В.Ф., Смирнов Н.Н. Математическое моделирование автотранспортных потоков на регулируемых дорогах // ПММ. 2004. Т. 68. Вып. 6. С. 1035–1042.
  2. Киселев А.Б., Кокорева А.В., Никитин В.Ф., Смирнов Н.Н. Математическое моделирование движения двухполосного автотранспортного потока, регулируемого светофором. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 1. Матем. Механ. 2006. № 4. С. 35–40.
  3. Киселев А.Б., Кокорева А.В., Никитин В.Ф., Смирнов Н.Н. Математическое моделирование динамики автотранспортных потоков на регулируемых дорогах. - Ломоносовские чтения. Научная конф. Секция механики. Апрель 2003 года. Тезисы докладов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2003. - С. 70.
  4. Киселев А.Б., Кокорева А.В., Никитин В.Ф., Смирнов Н.Н. Динамика автотранспортных потоков на регулируемых участках дорог – поиск стратегии оптимального регулирования. - Ломоносовские чтения. Научная конф. Секция механики. Апрель 2004 года. Тезисы докладов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2004. - С. 94.
  5. Киселев А.Б., Кокорева А.В., Никитин В.Ф., Смирнов Н.Н. Оптимальное регулирование автотранспортных потоков. - Ломоносовские чтения. Научная конф. Секция механики. Апрель 2005 года. Тезисы докладов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. - С. 115-116.
  6. Киселев А.Б., Кокорева А.В., Никитин В.Ф., Смирнов Н.Н. Некоторые задачи моделирования автотранспортных потоков. - Ломоносовские чтения. Научная конф. Секция механики. Апрель 2006 года. Тезисы докладов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2006. - С. 82-83.
  7. Киселев А.Б., Кокорева А.В., Никитин В.Ф., Смирнов Н.Н. Моделирование автотранспортных потоков методами механики сплошных сред. - Ломоносовские чтения. Научная конф. Секция механики. Апрель 2007 года. Тезисы докладов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 2007. - С. 84-85.
  8. Kiselev A.B., Kokoreva A.V., Nikitin V.F., Smirnov N.N. Computational modelling of traffic flows // European Conf. on Computational Fluid Dynamics (Egmond aan Zee, The Netherlands, 5-8 Sept. 2006). Book of Abstracts.Delft: 2006. – P. 265.
  9. Kiselev A.B., Kokoreva A.V., Nikitin V.F., Smirnov N.N. Computational modelling of traffic flows // European Conf. on Computational Fluid Dynamics (Egmond aan Zee, The Netherlands, 5-8 Sept. 2006). Proc. on CD-ROM. – 10 p.
Pages:     | 1 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»