WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 |
Министерство образования и наук

и Грузии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АКАКИ ЦЕРЕТЕЛИ

На правах рукописи

БОБОХИДЗЕ МЕРАБИ БУДУЕВИЧ КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ ПАРАМЕТРАМИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ ОПЕРАТИВНОЙ ОБРАБОТКОЙ КОНТРОЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ Специальность: 05.11.13. – Средства и методы контроля среды, веществ, материалов и изделий АВТ ОР Е ФЕ Р АТ диссертации, представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук Кутаиси 2006 Диссертационная работа выполнена на кафедре «Транспортные системы» Кутаисского государственного технического университета им. Нико Мусхелишвили (КГТУ).

Научный консультант:

МГАЛОБЛИШВИЛИ КАРЛО ДАВИДОВИЧ доктор технических наук, полный профессор

Официальные оппоненты:

ТКЕШЕЛАШВИЛИ МУРМАН ЛЕВАНОВИЧ доктор технических наук, полный профессор ДЖОХАДЗЕ ГЕОРГИЙ ДОМЕНТЬЕВИЧ доктор технических наук, профессор, директор ооо Научный экспертный центр безопасности дорожного движения

Защита диссертации состоится 15 декабря 2006 года в 1300 часов на заседании Диссертационного совета Т05.02N8 Государственного университета Акаки Церетели (ГУЦ) Адрес: ГУЦ. Корпус 1, аудитория 101. Ахалгазрдобис гамзири, 98.

4614, Кутаиси, ГРУЗИЯ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке КГТУ.

Автореферат разослан 15 ноября 2006 года

Ученый секретарь Диссертационного совета, Ассоциированный профессор ОЦХЕЛИ ВАЛЕРИЙ НИКОЛАЕВИЧ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В современном мире актуален вопрос глобализации, с которым связана интенсификация транспортных связей между странами. Одним из таких транспортных коридоров является известный с древних времен так называемый "великий шелковый путь", связывающий Европу с Азией. Проект его возрождения и строительства принят и утвержден многими развитыми странами мира. В перспективе заложено развитие этой дороги в направлении Север – Юг.

Наша задача состоит в упорядочении магистральной сети в соответствии с требованиями стандартов ISO. В результате дорога будет работать не только в сложившейся в настоящее время ситуации, а сможет пропускать более мощные транспортные потоки.

Для устранения недостатков существующей дорожной сети, повышения ее пропускной способности и безопасности движения актуальна разработка автоматизированной системы контроля и управления дорожным движением (АСКУ).

Предмет и проблематика исследования. Предметом исследования является организация движения на евразийском транспортном коридоре, которая не предусматривала скачкообразного развития перевозок в перспективе.

Проблематика исследования связана с увеличением пропускной способности дороги за счет создания автоматизированной системы контроля и управления.

Объектом исследования являются автомобильные магистрали и новое средство организации движения - автоматизированная система контроля и управления.

Цель и задачи исследования. Цель исследования – учет контрольных параметров потока автомобилей на магистральных дорогах и совершенствование методов организации движения с использованием автоматизированной системы. Для этого необходимо решение следующих задач:

• Разработка схемы специального устройства для обеспечения автоматизации процесса учета и передачи с целью последующей обработки контрольных параметров потока автомобилей;

• Создание специального программного обеспечения для обработки собранной статистической информации и для принятия управляющего решения, корректирующего процесс движения;

• Разработка схемы и принципа работы универсального прибора для технического обеспечения организации дорожного движения на магистралях;

• Исследование разработанного программного обеспечения и системы в целом в виртуальном эксперименте.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использованы: теория безопасности, организации и управления дорожным движением; теория массового обслуживания; теория организации и управления процессами; основы теории автоматики, телемеханики и информационных систем; математическая статистика и теория вероятностей;

современная методология математического моделирования и экспериментальных исследований; методы натурных исследований дорожного движения.

Научная новизна:

• Разработана концептуальная схема автоматизированной системы регистрации контрольных параметров дорожного движения, их обработки и управления;

• Создана принципиальная схема счетно-регистрирующего устройства для учета контрольных параметров в автоматическом режиме;

• Разработано компьютерное программное обеспечение автоматизированной системы контроля и управления;

• Предложено применение нового технического средства организации дорожного движения – универсального дорожного знака.

Практическая ценность работы. Предложенная система в условиях ожидаемого увеличения транспортных потоков на магистральных дорогах Грузии дает возможность осуществления контроля и управления движением большой интенсивности в автоматическом режиме, что снизит риск задержек на отдельных участках дороги и связанных с ними различных проблем.

Положения, выносимые на защиту:

• Система оперативного контроля и управления дорожным движением;

• Схема и принцип действия устройства для учета контрольных параметров в автоматическом режиме;

• Структура и алгоритм программного обеспечения автоматической системы;

Результаты исследования программного обеспечения в виртуальном эксперименте;

• Принципиальная схема универсального технического средства организации дорожного движения.

Надежность и обоснованность результатов работы обеспечивается использованием современных методов исследований и не противоречит данным практики и статистики дорожного движения.

Реализация результатов работы связана с большими технологическими и техническими трудностями, поэтому осуществлена лишь апробация в виртуальном эксперименте программного обеспечения в Главном управлении департамента патрульной полиции Имерети.

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на международных конференциях motauto’97 (г. Руссе, болгария, 1997); motauto’98 (г. София, болгария, 1998); motauto’99 (г. Пловдив, болгария, 1999); и motauto’02 (г. София, болгария, 2002); на научном семинаре департамента "транспортные системы" гуц (2006 год).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей и получен патент грузии на полезную модель.

Структура и объем работы.

Работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и приложения. Работа содержит 130 страниц, 12 таблиц, 47 рисунков, перечень использованной литературы включает 123 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, рассмотреныее сущность, основные цели и задачи.

В первой главе даны аннотации родственных теме диссертаций, научных трудов и авторских свидетельств; а также обзор литературы и полученной с помощью Интернета информации.

Приведенные в обзоре материалы посвящены существующим методам изучения исследования дорожного движения, сложившегося на трассах положения, использованию информационных технологий в процессе контроля и управления дорожным движением, необходимости применения в управлении новейших технологий. В конце первой главы рассмотрены существующие сегодня проблемы организации движения. В результате сформулированы задачи, подлежащие решению.

Наиболее существенное влияние на проведенные исследования оказали труды следующих ученых: Сильянов В., Дрю Д., Васильев А., Ситников И., Эштон Д., Юрген П., Боровский Б., Зотов Б., Бабков В., Шевяков В., Лукьянов В., Мишурин В., Фримштейн М., Блинкин М., Кременец И., Хазарадзе Г.. Мшвидобадзе Б., Кочиашвили И., Квирикашвили И., Хамада И. и т.д.

В трудах этих авторов, в основном, рассмотрены теоретические исследования эффективности управления контрольными параметрами автомобильных потоков, хотя меньше внимания уделено применению автоматизированных систем в процессе управления. Как известно, в настоящее время для контроля и диагностики параметров автомобильных потоков, в основном, используются натурные наблюдения и технические методы, с помощью которых данные регистрируются и накапливаются.

Полученные статистические данные, в основном, накапливаются в виде документов и обрабатываются камерально. На основе обработки накопленной информации вырабатываются управляющие решения и соответствующие им реализуемые непосредственно на дороге организационные мероприятия. Осуществление этого процесса требует довольно много времени, из-за чего теряется оперативность контроля и управления. Вследствие вероятностного характера процесса имеют место неточности при выработке управляющих решений.

Во второй главе описано аппаратное обеспечение автоматизированной системы контроля и управления (АСКУ) и схема учета и передачи информации, что упрощает и ускоряет процесс сбора информации и ввода ее в компьютер.

Основными контрольными параметрами системы являются: интенсивность, средняя скорость, плотность, структура, задержки, длина ряда. Для оперативного контроля этих параметров нами предложно устройство так называемый «автоматический пост», принципиальная схема которого дна на рис. 1.

Ультразвуковые радары (1 и 2) этого поста определяют, находится ли автомобиль в контролируемой точке в каждый момент времени. Интервал между последовательными импульсами выбран так, что до возврата первого импульса второй импульс не излучается.

Расстояние между двумя ультразвуковыми радарами выбрана таким образом, чтобы они могли зафиксировать величины всех необходимых параметров: скорость транспортного средства, структура потока, задержка, возникновение очереди. Учтены случайные погрешности измерений контрольных параметров.

Результаты измерений записываются:

X ± Z, (1) где X – результат измерения;

Z – доверительная погрешность результата измерения.

Метод измерения определяет величину X, а рассчитывают по формуле Z = (tq) S (2) где (tq) – коэффициенты, соответствующий q–процентной точке случайного распределения композиции;

S – композиция среднеквадратичных отклонений (СКО) композиции неисключаемых остатков случайных и систематических отклонений.

2 L = SV - Sx (3) В этом выражении Sx – оценка СКО среднеарифметического отклонения (или оценка дисперсии результатов измерения).

S S = (4) X n SV – оценка суммы СКО неисключенных остатков систематических отклонений.

Установлено соотношение между систематическими (Q) и случайными SX Q отклонениями, позволяющее учитывать или пренебрегать одним из них. При < 0,Sx систематическими погрешностями пренебрегают, и случайные погрешности рассчитывают по формуле:

Z = (tq) SX (5) X Q если же > 0,8, погрешности не учитываются и расчет производится по формуле Sx Z = Q, т.е. в этом случае все погрешности определяются системными отклонениями.

Приведенные формулы составляют метод расчета погрешностей. Более подробное рассмотрение расчета погрешностей считаем нецелесообразным.

Общая достоверная оценка погрешности измерений А=±Za (6) где а – достоверная вероятность.

Автоматический пост кроме радаров включает:

• процессор, выполняющий все вычисления, учет времени, формирование контрольных параметров для передачи в блок накопления данных;

• блок накопления, где накапливаются считанные за базовый период времени параметры и подготавливаются для передачи на центральный компьютер;

• передаточный блок, который по истечении базового периода времени передает информацию из блока накопления на центральный компьютер.

В зависимости от ситуации, возникающей на конкретном участке дороги, управление потоком автомобилей с следующими управляющими воздействиями: ограничение максимальной и минимальной скоростей, запрет на обгон, регулирование зон ограничений, временное перекрытие менее интенсивных присоединений, включение регулирования светофором.

Основная задача АСКУ – регулирование процессом дорожного движения с использованием управляющих решений центрального компьютера в автоматическом режиме.

Исследования показывают, что в зависимости от дорожной ситуации на одном и том же участке дороги в разные моменты времени необходимо менять дорожные знаки, что позволит максимально приблизить параметры движения потока автомобилей к оптимальным значениям.

Предложено использовать в качестве изменяемых дорожных знаков экранные табло.. В работе приведена принципиальная схема такого дорожного знака. Жидкокристаллические, лазерные или электроннолучевые экраны позволяют высвечивать дорожные знаки любого содержания, в соответствии с переданным по каналам высокочастотной радиосвязи цифровым управляющим сигналом центрального компьютера АСКУ.

В третьей главе рассмотрено программное обеспечение АСКУ. Для более точной оценки влияния многочисленных факторов на изменение параметров движения потока автомобилей по дорогое с двумя полосами использовано имитационное моделирование.

На изучаемом участке дороги состояние потока автомобилей в имитационной модели характеризуется 10 группами одновременно действующих переменных:

1. Удаление автомобилей от исходного пункта, при этом их нумерация ведется от автомобиля, первым вошедшим в зону действия АСКУ;

2. Скорости всех автомобилей в зоне АСКУ в данный момент времени;

3. Расстояния от данного до впереди идущего автомобиля;

4. Границы диапазона расстояний между парами последовательных автомобилей в каждый данный момент времени;

5. Соотношение скоростей пар автомобилей и возможность реализации обгона;

6. Величины временных интервалов изменения режимов движения;

7. Моменты входа каждого автомобиля в данный режим движения;

8. Моменты выхода каждого автомобиля из зоны действия АСКУ;

9. Время движения каждого автомобиля в режиме ограничений;

10. Потери времени каждого автомобиля в зоне действия АСКУ.

Pages:     || 2 |






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