Введение
Глава 1. Обзор подходов к моделированию малых и средних транспортных систем 10
1.1. Понятие имитационного моделирования 10
1.2. Имитационное моделирование транспортных систем 13
1.3. Существующие подходы к мелкомасштабному моделированию транспортных систем 16
1.3.1. Моделирование трафика с помощью клеточных автоматов 16
1.3.2. Непрерывное моделирование трафика 18
1.4. Агентный подход к построению имитационных моделей 18
1.5. Области применения агентного моделирования 19
1.6. Алгоритмы. агентного мелкомасштабного моделирования транспортных систем 20
1.6.1. Алгоритмы следования 20
1.6.2. Алгоритмы смены полос 24
1.7. Выделение проблем, не имеющих удовлетворительного решения 27
1.8. Выводы и постановка задач исследования 28
Глава 2. Модель поведения участника дорожного движения 29
2.1. Допущения и принципы построения модели 29
2.2. Структура модели агента-участника движения 32
2.3. Модель поведения агента на стратегическом уровне 34
2.3.1. Граф транспортной системы 34
2.3.2. Типы поведения агентов при планировании маршрута поездки... 35
2.3.3. Алгоритм планирования маршрута поездки 37
2.4. Модель поведения агента на тактическом уровне 38
2.4.1. Выбор предпочтительной полосы движения 40
2.4.2. Принятие решения о перестроении. Смена полосы движения 41
2.4.3. Следование за впереди идущим агентом 46
2.4.4. Построение траектории движении агента при возникновении препятствия на его пути 48
2.5. Модель поведения агента на оперативном уровне 55
2.5.1. Принципы выбора ускорения на оперативномуровне 55
2.5.2. Выбор ускорения для избежания столкновений с ближайшими агентами 55
2.6. Выводы 58
Глава 3. Программная реализация модели агента-участника движения
3.1. Поддержка агентного моделирования в AnyLogic 59
3.1.1. Среда функционирования агентов 59
3.1.2. Программный интерфейс класса Agent 61
3.1.3. Синхронизация агентов 63
3.1.4. Расширение функциональности класса агента 63
3.1.5. Вычисление пространственных характеристик агента 64
3.1.6. Оптимизация вычисления геометрических параметров агента 66
3.1.7. Определение точного момента попадания агента в заданную область 68
3.2. Универсальная среда обитания агентов 69
3.2.1. Реализация среды 70
3.2.2. Получение информации о структуре дорожной сети 70
3.3. Библиотека вспомогательных геометрических вычислений 71
3.3.1. Классы библиотеки 72
3.3.2. Алгоритмы геометрических расчетов, реализованные в библиотеке 73
3.3.3. Оптимизация геометрических вычислений» 78
3.3.4. Интеграция библиотеки со средой AnyLogic 80
3.4. Библиотека вычислений на графах 82
3.4.1. Существующие аналоги. Необходимость разработки библиотеки82
3.4.2. Основные классы библиотеки. Абстрактное хранение графов 83
3.4.3. Алгоритмы вычислений на графах 86
3.4.4. Обобщенная реализация взвешенных графов 87
3.5. Оценка сложности и производительности алгоритмов предложенной модели агента 88
3.6. Выводы 90
Глава 4. Методика исследования возможности повышения эффективности светофорного регулирования 92
4.1. Постановка задачи исследования 92
4.2. Преимущества агентного подхода 93
4.3. Методика 96
4.3.1. Общая структура предлагаемой методики 96
4.3.2. Сбор данных для моделирования 96
4.3.3. Разработка модели исследуемого участка 100
4.3.4. Использование оптимизатора OptQuest 100
4.3.5. Идентификация параметров агента 101
4.3.6. Нахождение оптимизированной схемы светофорного регулирования 102
4.4. Выводы 103
Основные результаты работы 104
Список литературы 105
