Проектирование дорог для движения транспортных потоков как путь повышения эффек­тивности работы автомобильных дорог. Взаимодействие автомобилей в транспортном потоке. Макроскопические теории транспортного потока, страница 39


Рис. 111.3. Граф состояния системы


Рис. 111.4. Граф состояния потока ав­томобилей


Рис. 111.5. Граф возможных состояний транспортного потока при введении за­прета обгонов и ограничения скорости движения

Рассмотрим возможный граф состояния потока автомобилей на участке дороги определенного протяжения (рис. 111.4). Выде­лим, например, следующие состояния: Sо—начальное состояние потока; S1 — какой-либо автомобиль догнал впереди идущий; S2произошел обгон; Sз — выехал новый автомобиль на данный уча­сток; S4 автомобиль покинул данный участок.

Для этого потока можно определить вероятности: совершения обгона в пределах рассматриваемого участка дороги, вероятности догона быстро движущимся автомобилем медленно движущегося и т. п.

В п. V.5 рассмотрено статистическое моделирование транспорт­ного потока по принципу особых состояний, основанных на цепях Маркова. Цепи Маркова могут быть также использованы для оценки состояния потока автомобилей при выезде на основную дорогу или загрузке стоянки автомобилями. В этом случае состоя­ние системы определяется числом автомобилей в очереди или на стоянке.

На рис. 111.5 показан граф возможных состояний транспортно­го потока, вероятность существования которых определяется по. дифференциальным уравнениям (111.32), полученным Н. Н. Чуклиновым и М.Т. Работягой.

Понятие цепей Маркова было использовано В. В. Филипповым для изучения характеристик движения потока автомобилей, в част­ности для оценки вероятности движения быстро движущегося ав­томобиля в свободном режиме [84].

III. ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ РАЗЛИЧНЫХ МОДЕЛЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ В ТРАНСПОРТНОМ ПОТОКЕ

Важным показателем движения потока автомобилей низкой плотности является распределение интервалов между движущими­ся друг за другом автомобилями. Это распределение служит осно­вой расчета всех характеристик взаимодействия автомобилей в по­токе автомобилей низкой плотности. От того, насколько надежны теоретические результаты интервалов, зависит и надежность оцен­ки всех характеристик потока.

Были определены области практической применимости следую­щих закономерностей: экспоненциальных распределений, распреде­ления смеси, распределения Пирсона III типа, логарифмически нормального распределения. Нормальные кривые распределения и смеси этих кривых наиболее надежно описывают распределение значений скоростей   движения [23], поэтому в данном парагра­фе они не рассмотрены. Д. Дрю предложил также использовать для описания распределения ско­ростей распределение Пирсона I типа [24]. Видимо, эта кривая лучше описывает распределение скоростей при значительном сме­щении моды кривой распределе­ния вправо (или влево), т. ё. при преобладании в потоке какой то скоростной группы автомобилей.


Рис. 111.6. Применимость распреде­ления Пуассона:

1— четырехполосная автомагистраль; 2— шестиполосная автомагистраль

Критерий проверки  надеж­ности распределения. Наиболее

нагляден критерий В. И. Романовского, основанный на примене­нии критерия согласия  [62]:

                      R =  ,                                            (111.33)

где ν — число степеней свободы.

При R ≥ 3 расхождение считается существенным, при R<.3— случайным.

Применимость экспоненциальных распределений. Наиболее ха­рактерным и простейшим представителем этого класса распределе­ний является распределение Пуассона [уравнение (111.5)]. Была оценена возможность применения этого распределения на горизон­тальных прямых участках различных типов дорог: на двухполос­ных дорогах и на автомагистралях с четырьмя и шестью полосами движения (рис. 111.6,111.7).





Рис. 111.7. Распределение интервалов во времени на многополосных автомагистралях с осреднением по кривой распределения Пуассона (по данным А. Н.. Красникова):

а — четырехполосная автомагистраль; б — шестиполосная автомагистраль;

1 -  N =400 авт/ч (R =1,8);   2 — N = 1160 авт/ч  (R =9,4);   3 - N= 1020 авт/ч (R = 1,45); 4 -N = 2090 авт/ч (R= 8,3);