Л С Абрамова - Імітаційна модель руху транспортних засобів при маневруванні - страница 1

Страницы:
1 

грами «Автомобільні дороги на техногенно-деформованих територія» // Автошляховик України. - 1996. - №3. - С.35-37.

5.Білятинський О.А., Пеньков В.О. Оцінка впливу підземних гірничих робіт на рі­вність автомобільних доріг // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. - 1997. -Вип.56. - С.159-162.

6.Білятинський О. А., Пеньков В.О. Шилін І.В. Про вплив підземних гірничих ро­біт на профіль дороги та витрати палива // Автомобільні дороги і дорожнє будівництво. - 1998. - Вип.56. - С.118-125.

Получено 16.01.2006

 

УДК 625.72 : 656.11

Л.С.АБРАМОВА, канд. техн. наук, С.В.КАПІНУС

Харківський національний автомобільно-дорожній університет

ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ РУХУ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ ПРИ МАНЕВРУВАННІ

Розглядаються питання взаємодії транспортних засобів у потоці на підставі іміта­ційного моделювання. Наведений алгоритм обгону дає можливість отримання значень параметрів руху транспортних засобів при наявності натурних даних відносно дорожніх умов руху.

Сьогодні в Україні спостерігається стрімкий ріст рівня автомобі­лізації та залежності людини від автомобільного транспорту. Це в свою чергу тягне низку проблем в забезпеченні організації та безпеці дорожнього руху. Безпека руху, швидкість автомобіля в потоці зале­жать в значній мірі від того, як здійснюється маневрування автомобі­лів на дорозі. Зі збільшенням завантаження дороги та зниженням рів­ня зручності руху в порівнянні з вільними умовами, автомобілі в пото­ці починають взаємодіяти між собою (маневрувати). Ця взаємодія ви­ражається в здійсненні обгону, об'їзду, у зміні траєкторії руху, утри­манні дистанції до попереду їдучого автомобіля, підтриманні швидко­сті, близької до швидкості потоку [1]. Маневруючі транспортні засоби мають великий вплив на інтенсивність та швидкість транспортного потоку, а саме при високій інтенсивності та великій кількості маневрів швидкість транспортного потоку різко зменшується, що приводить до великої щільності потоку і аварійності. Головним чином, здійснення маневрів залежить від дорожніх умов. Відомо, що велика кількість маневрів при достатній безпеці руху спостерігається на дорогах з ши­рокою проїжджою частиною та обладнаним узбіччям. Обгін, при змі­шаному русі на дорозі є таким видом маневру, що найбільш розповсю­джений [2]. Інші види маневрів мають характеристики, схожі з харак­теристиками обгону, тому процес обгону надає загальне уявлення про маневри на автомобільній дорозі. Можна зробити висновок, що обгінце базовий маневр транспортних засобів і тому викликає інтерес для дослідження з позиції визначення параметрів його реалізації на дорозі.

Широке застосування для оцінки якості організації руху, а також при рішенні задач, пов'язаних із розробкою схем регулювання дорож­нім рухом може знайти імітаційне моделювання, що припускає алго­ритмічний опис досліджуваного процесу замість аналітичного та до­зволяє проведення модельного експерименту.

Метою даного дослідження є побудова імітаційної моделі манев­рування транспортних засобів у потоці для подальшого застосування у комплексному алгоритмі управління транспортними потоками або са­мостійно для розрахунків параметрів схем організації і регулювання дорожнього руху.

Розроблена імітаційна модель обгону має блочну структуру. Пе­рший блок - це блок введення вихідних даних, другий - розрахунок параметрів обгону в начальній фазі обгону, в третьому - порівняння дистанції безпеки з динамічним габаритом, якщо порівняння викону­ється, розраховується швидкість обгоняючого автомобіля в кінці обго­ну та порівнюється з граничнодопустимою швидкістю на ділянці доро­ги, після чого видається повідомлення про можливість чи заборону маневру обгону.

Описати об'єкт дослідження можна за допомогою схеми обгону, наведеною на рис.1, де відображені наступні позначення: i - обгоняю-чий автомобіль; i +1 - автомобіль, що обганяють; i-1 - автомобіль, що йде позаду обгоняючого; V1, V2, V3 - швидкості автомобіля, що обга­няє, відповідно спочатку, під час обгону і наприкінці обгону, м/с; Ьд -динамічний габарит, м; la - довжина автомобіля, м; d11 - перша диста­нція безпеки між i та i-1 автомобілями, м; d2 - друга дистанція безпе­ки, тобто відстань між автомобілями, що перебудувалися, м.

_____________________ Ъ                                        

Запропонований модельний алгоритм процесу обгону враховує параметри швидкості спочатку ділянки обгону, під час самого обгону і наприкінці обгону, а також відстань безпеки руху між учасниками об-



Y^^'—1-—' ------------ -^у-


Опишемо ситуацію обгону, на якій розглянемо запропонований алгоритм.

(1)

Швидкість вільного руху швидкохідного автомобіля V (м/с) з наближенням до попутного автомобіля падає, приймаючи перед обго­ном мінімальне значення V, м/с, яке можна визначити за формулою, одержаною при статистичній обробці результатів спостережень [3]:

k1(13 - k2V0) +15

V = V0 +AV1 = V0 +­де k - коефіцієнт, що характеризує використання ширини проїжджої частини автомобілем, що обганяють; k\ - коефіцієнт, що враховує умови видимості перед обгоном; k2 - коефіцієнт, що враховує вплив умов руху перед обгоном; Vq - швидкість руху автомобіля, що обга­няють, м/с; l - довжина автомобіля, що обганяють, м.

Коефіцієнт k визначає використовувану автомобілем, що обга­няють, ширину проїжджої частини і дозволяє оцінювати вплив ефек­тивної ширини на швидкість перед обгоном іншого транспортного за­собу. Він розраховується за формулою [3]

k = П / В , (2) де П - динамічний габарит автомобіля, що обганяють [3]:

П = + с) / 2 + 0,85 + 0,01 Vq , (3)

де а - ширина кузова автомобіля, м; с - ширина колії автомобіля, м; В - ширина проїжджої частини, м.


Автомобіль, що йде попереду, обмежує поле зору для водія авто­мобіля, що обганяє, заважаючи йому оцінювати обстановку. Коефіці­єнт k1 , значення якого наведено в табл.1, залежить від типу автомобі­ля, що обганяють, і встановлює взаємозв'язок між характером обме­ження поля зору і швидкістю перед обгоном [3,4].або рівна динамічному габариту Lg, м:

dx £ Ld, (4)

d1 = 0,0256k!2 + 4, (5) Lg = Vxtp +ASt + la + lo, (6) де V _ швидкість автомобіля, що обганяє, м/с; tp - час реакції водія

(3 с); la - довжина автомобіля, м; lo - зазор безпеки, 1 м; ASt - різ­ниця гальмівних шляхів позаду і попереду їдучого автомобілів, м.

ЛО    V2(К3Э - Кп ) 254(р± i)

де р - коефіцієнт зчеплення; i - подовжній ухил дороги; - кое­фіцієнт ефективності гальмування заднього автомобіля; К" - коефіці-

2

єнт ефективності гальмування переднього автомобіля; V - середня швидкість між швидкостями переднього і заднього автомобілів.

Якщо ця умова виконується, то можна здійснити обгін. Припус­тивши, що швидкість з початку обгону зростає за лінійним законом, можна визначити V2 , м/с, за формулою [3, 4]

V2 = Vo +AV2 = Vo +7 2d1a + AV12, (8) де a - прискорення автомобіля, що обганяє м/с2.

a = 1,5 - 0,024(V1 + V), (9)

 

де V - швидкість вільного руху на досліджуваній ділянці дороги, м/с.

Таким чином, маємо можливість визначити V? залежно від умов

руху і співвідношення швидкостей автомобілів перед обгоном.

Якщо ця умова не виконується, то оцінити чи немає позаду більш швидкохідного автомобіля:

d11 > Lg , (10)

d11 = 0,0256V121 + 4, (11)

Tr     Tr   fe(13 - k2V1) +15

V11 = Vi +-^  4^         , (12)де Уц - швидкість автомобіля м/с.

У цьому випадку, якщо йц > Lg , то розраховується У2 і дозво­ляється обгін.

Якщо йц £ Lg , то автомобіль рухається із швидкістю автомобі­ля, який він обганяє .

Наприкінці обгону швидкохідний автомобіль має швидкість У,

яка залежить від умов руху перед обгоном і дорожньої обстановки при його завершенні.

Згідно з наведеним [3, 4] аналізом експериментальних даних, мо­жна стверджувати, що швидкість наприкінці обгону У3 , м/с, можна визначити за формулою

У3 = У0 + k3DV2 = У0 + k3^2d1a + Лу2 , (13)

де k3 - коефіцієнт, що враховує умови руху в завершальній фазі обго­ну.


Схеми обгону з різними умовами руху при обгоні наведені в табл.3 [3, 4].

Якщо умови руху при завершенні обгону відповідають схемам 1 і 2, то k3=1,0. Для схем 3-6 характерні відповідно такі значення k3: 0,85; 1,20; 1,40; 0,20.

Наприкінці обгону потрібен розрахунок дистанції безпеки d2 (м) між автомобілями, що перебудувалися:

d2 = 0,0201У32 + 4, (14)де У3 - швидкість обгоняючого наприкінці обгону, м/с.

У результаті виконання алгоритму порівнюємо швидкість У3 із швидкістю граничнодопустимою на цій ділянці дороги УрГей (м/с), після чого перевіряємо умову: якщо У3 > УрГей видається коментар про заборону обгону або якщо У3 < Ургей - про можливість обгону.

Таким чином, оператор за результатами алгоритму видає рекоме­ндації про можливість дозволу на досліджуваній ділянці дороги тако­го маневру, як обгін. Якщо обгін не дозволений, то встановлюється відповідний знак (3.25, 3.27, 3.29, 3.31, 5.30) [6].

Імітаційна модель розроблена у вигляді програми на алгоритміч­ній мові програмування середовища MATLAB.

Згідно з технологією комп'ютерного моделювання, застосованою у дослідженнях, після програмної реалізації моделі слід провести пла­нування модельних експериментів [5]. Для розробки плану експери­ментів були обрані реальні вихідні дані, отримані з актів ДАІ обсте­ження місць скоєння ДТП на ділянках автомобільних доріг Харківсь­кої області.

Наведемо приклад розрахунку програми для ділянки автомобіль­ної дороги:

1 Валки - Пархомовка км:24+000 >> XADI

Введите скорость авто 15.8 Введите длину авто 4.2 Введите ширину кузова 1.9 Введите ширину колеи 1.35 Введите ширину проезжей части 9

Введите коэф-т эффективности торможения заднего авто 0.9

Введите коэф-т эффективности торможения переднего авто 0.95

Введите коэф-т K1 1.5

Введите коэф-т K2 1

Введите коэф-т K3 1

Введите коэф-т Fi 0.6

Введите коэф-т уклона дороги 0

Введите скорость V 15.28

Введите пред. скорость 16.67

V3 = 20.75

Скорость обгона превышает предельно допустимую скорость

>> 

Останній оператор містить практичну рекомендацію щодо мож­ливості здійснення маневру обгону на досліджуваній ділянці дороги.

Таким чином, після виконання програмного експерименту було отримано рекомендації щодо можливих режимів руху транспортнихзасобів: швидкість обгону перевищує допустиму швидкість, тобто об­гін заборонено. Ці висновки підтверджують факт скоєння ДТП на цих ділянках, тому що ділянка небезпечна з точки зору дорожніх умов та швидкісних режимів руху.

Отримані при моделюванні результати мають певну практичну значимість. Розроблена модель при дослідженні режимів та параметрів дорожнього руху на проблемних ділянках доріг із складними умовами руху, дозволяє визначити можливість здійснення на них маневрів, а також дає можливість розробити схему розташування відповідних тех­нічних засобів регулювання [6]. Модель може бути застосована у складі алгоритму управління дорожнім рухом, а також при проекту­ванні доріг.

1 .Бируля А.К. Методы исследования движения на автомобильных дорогах // Тру­ды ХАДИ. Вып.17. - Харьков, 1964.

2.Бегма И.В. Исследование движения автомобилей при обгоне // Известия вузов. Сер. «Строительство и архитектура». Вып.2. - Новосибирск, 1960.

3.Сильянов В.В. Теория транспортных потоков и проектирование дорог и органи­зация движения. - М.: Транспорт, 1977. - 303 с.

4.Гаврилов А.А. Моделирование дорожного движения. - М.: Транспорт, 1980. -

189 с.

5.Гультяев Ю.С. Имитационное моделирование в программе MATLAB. - СПб.: Питер, 2003. - 263 с.

6.Правила дорожного движения Украины. - Харьков: Светофор, 2002. - 88 с.

Отримано 06.01.2006

 

УДК 656.062

А.А.МИХАЛЬЧЕНКО, канд. техн. наук

Белорусский государственный университет транспорта, г.Гомель (Республика Беларусь)

РАЗВИТИЕ ЛОГИСТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ ГОРОДСКОГО ТРАНСПОРТА

Рассматриваются вопросы управления ресурсами транспортных предприятий и городской администрации при организации внутригородских пассажирских перевозок различными видами транспорта.

Логистика изначально рассматривалась как товаропроводящая система промышленной отрасли и к пассажирским перевозкам не при­менялась. Однако с развитием пассажирских внутригородских перево­зок стали возникать проблемы, которые потребовали комплексного их решения. Лучшим вариантом постановки и поиска путей решения про­блем внутригородского пассажирского транспорта стало использова­ние принципов логистики, адаптированных под решаемые задачи. Од­ним из ключевых пунктов использования принципов логистики при

Страницы:
1 


Похожие статьи

Л С Абрамова - Імітаційна модель руху транспортних засобів при маневруванні