Введение
Глава 1. Состояние вопроса исследования 12
1.1 Подходы к моделированию автотранспортных потоков 12
1.1.1 Макромодели 12
1.1.1.1 Закон сохранения потока 13
1.1.1.2 Фундаментальная диаграмма транспортного потока 14
1.1.1.3 Модель Лайтхилла-Уизема 17
1.1.2 Мезомодели 17
1.1.2.1 Модель распределения временных интервалов 18
1.1.2.2 Кластерная модель 18
1.1.2.3 Газокинетическая модель Пригожина-Германа 19
1.1.3 Микромодели 21
1.1.3.1 Модели следования за лидером 21
1.2 Клеточные автоматы в моделировании дорожного движения . 25
1.2.1 Основы теории клеточных автоматов 25
1.2.2 Переменные и обозначения 30
1.2.3 Однополосные модели 31
1.2.3.1 Правило 184 31
1.2.3.2 Модель Нагеля-Шрекенберга 35
1.2.3.3 Модель медленного старта 37
1.2.4 Многоклеточные модели 38
1.2.4.1 Модель Хелбинга-Шрекенберга 39
1.2.4.2 Модель стоп-сигнала 40
1.2.4.3 Модель Кернера-Клёнова-Вольфа 43
1.2.5 Многополосные модели 45
1.2.5.1 Однонаправленные модели 45
1.2.5.2 Двунаправленные модели 47
1.3 Выводы 48
Глава 2. Разработка математической модели дорожного движения 51
2.1 Однонаправленная многополосная модель 51
2.1.1 Перестроения 55
2.1.1.1 Определение необходимости смены полосы движения 55
2.1.1.2 Определение возможности смены полосы движения 56
2.1.2 Передвижение 59
2.2 Пространственно-временные и фундаментальные диаграммы модели 62
2.3 Модель улично-дорожной сети 63
2.3.1 Перекрёстки 64
2.3.2 Узлы 67
2.3.3 Светофоры 67
2.3.4 Нерегулируемые пешеходные переходы 71
2.4 Программная реализация модели 72
2.4.1 Хранение и загрузка информации об улично-дорожной сети 72
2.4.2 Визуализация модели дорожной сети 74
2.5 Выводы 75
Глава 3. Оценка адекватности модели. Применение модели к решению практических задач 77
3.1 Сбор опытных данных 77
3.1.1 Обработка данных 79
3.1.2 Метод определения скорости транспортных средств 80
3.1.2.1 Оценка надёжности 82
3.1.2.2 Пример использования 85
3.1.2.3 Условия применения 87
3.2 Определение параметров и калибровка модели 87
3.3 Анализ адекватности модели 91
3.3.1 Условия проведения экспериментов 92
3.3.2 Выбор статистического метода 93
3.3.3 Моделирование движения по маршруту 97
3.3.3.1 Случай высокой интенсивности движения 98
3.3.3.2 Случай низкой интенсивности движения 100
3.3.3.3 Средняя скорость потока машин 104
3.4 Оценка возможности оптимизации улично-дорожной сети 105
3.4.1 Минимизация помех движению по маршруту 106
3.4.2 Замена полотна трамвайного переезда 107
3.4.3 Замена нерегулируемого перехода регулируемым 108
3.5 Применение модели к оценке выбросов загрязняющих веществ 113
3.5.1 Методика оценки 113
3.5.2 Расчёт выбросов движущегося автотранспорта 114
3.6 Выводы 117
Заключение 120
Литература 124
Приложение А. Схема алгоритма работы модели 134
