Устройство для моделирования движения транспорта
ОПИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских.Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 01.Х.1966 (№ 1104733/26-24) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 07.V.1968. Бюллетень ¹ 16
Дата опубликования описания 5л"П1.1968
Кл. 42m4, 7/48
42m4, 7/76
MHK, G 06g
G 06@
УДК 681.332.001.57:
:711.73.001.12 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
В. М. Бойченко, А. А, Нерсесянц и П. М. Рыбаков
Таганрогский радиотехнический институт
Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДВИЖЕНИЯ
ТРАНСПОРТА
Предложенное устройство в отличие от известных устройств для моделирования движения транспорта позволяет решить более широкий круг задач, связанных с движением транспорта по улицам города.
Устройство позволяет решить следующие задачи:
1) найти оптимальное распределение потоков транспорта по магистралям города и определить степень загруженности улиц и перекрестков;
2) определить время, затрачиваемое транспортом на проезд между различными точками города;
3) найти общий экономический эффект or строительства отдельных магистралей, мостов, туннелей и пр. и определить в соответствии с полученными данными оптимальные этапы строительства, Особенностью данного устройства является использование переменной линии задержки, регулируемой функциональным блоком управления в зависимости от числа импульсов, накопленных в счетчике, соответствующих количеству машин, проходящих по улице, Схема модели одной улицы представлена на фиг. 1, Схема содержит стохастический блок имитации потоков транспорта; модели перекрестков 2 и 8; управляемые линии задержки
4 и 5; блок б — имитатор точки выезда и въезда; счетчики 7 и 8 числа машин, находящихся на перекрестке и перед ним, генераторы 9 и 10 импульсов потоков освобождения; счетчики 11 и 12 числа машин, проезжающих по улице соответственно по одну и по другую сторону от блока б; функциональный блок управления 18.
Пунктирной линией обведена модель 14 улиц и перекрестков.
Иа фиг. 2 дана схема управляемой линии задержки с линейной зависимостью времени задержки от числа импульсов в счетчике.
Схема содержит участки линии задержки
15, ключи 1б, триггеры 17 счетчика.
Блок 1 представляет собой устройство, вырабатывающее с ьероятностью R потоки импульсов Х,1, имитирующие потоки машин от улицы i до улицы j. Этим устройством мо20 жет быть I,к-полюсник, универсальная ЭВМ с согласующим устройством, магнитная лента или барабан с записью кодов пар ij и др.
При работе с I,ê-полюсником на вход его поступают импульсы пуассоновского генератора случайных импульсов, плотность которых соответствует общему числу машин, выезжающих из разных пунктов города в единицу времени. Этот поток импульсов разбивается I,к-полюсником на отдельные потоки, 3Q соответствъюп1ие числ машин, кототтые выез217744 жают из одного определенного пункта города в другой в единицу времени, Улицы моделируются с помощью линий задержек 4 и 5, время задержки которых соответствует времени проезда транспорта по улице с учетом задержек на прилегающих перекрестках и определяется следуюгцей суммой:
У+ + и+ л где t,, t — функции пропускной способности улицй и ьеличины потока машин. Они соответствуют времени проезда по данной улице, а l „, tÄ вЂ” функции пропускной способности прилегающих перекрестков и чисел машин, находящихся на них и перед ними. t„ и t„ соответствуют половине времени задержки машин на каждом из прилегающих перекрестков.
Благодаря применению управляемых линий задержки можно найти оптимальный путь (в смысле минимума времени проезда) и автоматически уменьшить имитируемый машин через перегрухкенные участки пути, что соответствует такой реальной ситуации, когда водители выбирают более длинный путь в объезд перегруженных участков дорог и перекрестков.
Схемы моделей перекрестков 2 и 8 спроектированы так, что позволяют импульсу находить кратчайший путь по линиям временных задержек из одного пункта в другой. Генераторы 9 и 10 вырабатывают поток освобождения перекрестков. Для конкретного перекрестка этот генератор дает регулярный поток импульсов с частотой, соответствующей средней частоте потока отъезжающих с т-го перекрестка машин.
Счетчики 7 и 8 содержат числа, соответствующие количеству машин, находящихся на перекрестке и перед ним в ожидании проезда. Счетчики 11 и 12 считают число импульсов, прошедших по данной модели улицы в одном и другом направлениях за единицу времени. Функциональный блок управления
18 соединен со всеми четырьмя счетчиками и управляет задержками модели улицы. Зависимость времени задержки от показания счетчиков сводится в основном к зависимости скорости движения от интенсивности потока Л.
В качестве функционального блока управления могут быть использованы различные устройства в зависимости от сложности модели и от требуемой точности. Например, это может быть универсальная ЭЦВМ, которая последовательно опрашивает все счетчики и подсчитывает по заранее составленной программе величину временной задержки и соответствующую управляющую реакцию. B самом простом случае при линейной аппроксимации зависимости времени проезда от числа движущихся машин функциональный блок управления представляет собой группу вентилей, управляемых непосредственно с триггсров двоичных счетчиков и включающих элементы секционированных линий задержек.
При моделировании движения транспорта сделаны следующие допущения:
1) потоки транспорта распределены по пуассоноьскому закону (это допущение не противоречит статистическим данным);
2) машины покидают перекресток через разные промежутки времени (допущение является вполне реальным, так как машины проходят приблизительно, один и тот же путь с одной и той же скоростью);
3) движение автомашины начинается от середины одной улицы и кончается на середине друтои;
4) водители стремятся проехать по оптимальному пути.
Устройство работает следующим образом.
Блок 1 вырабатывает по пуассоновскому закону импульсы для имитации проезда транспорта между всеми парами улиц i и 1.
Один из таких импульсов поступает на имитатор точки выезда улицы i и начинает распространяться от этой точки через линии задержки и перекрестки во всех направлениях для поиска оптимального пути. После прихода этого импульса по одному из возможных маршрутов в блок 6 улицы j, номер которой тоже находится с помощью блока 1, в обратном направлении, но без задержки посылается импульс, который, проходя через перекрестки и улицы, фиксирует в соответствующих счетчиках проезд одной машины.
При изменении числа в счетчиках соединенный с ними функциональный блок управления вырабатывает соответсгвующую реакцию на управление длительностью задержки линий задержки 4 и 5.
40 Счетчики 7 и 8 являются реверсивными и имеют по два входа, На суммирующие входы поступают импульсы входного потока, на вычитающие — импульсы освобождения перекрестка.
4> По показаниям счетчиков можно судить о степени загружс:шости улиц и перекрестков.
Среднсс время, необходимое для проезда транспорта от одной улицы до другой, опредсляется с помощью схемы, показанной на фиг. 3, Схема измеряет время задержки ответного импульса прибытия автомашины в пункт назначения относительно импульса поиска оптимального пути. Эта задержка накапливается от нескольких требований. Счетчик 18 считает число импульсов N», проходящих от улицы i до улицы j (число требований), а счетчик 19, соединенный с блоком б через триггер 20 и схему «И» 21 — суммарную за<0 держку Л,„ответных импульсов. Частота генератора 20 соответствует единице измерения гремени. Так как импульс поиска оптимального пути идет с задержкой, а ответный импульс без задержки, то среднее время проезда
65 определится формулой:
217744
Фиг. 1
1V
tcp. пр — К
% в где К вЂ” коэффициент пропорциональности между реальным временем проезда и периодом следования импульсов генератора 20.
Введением в модель улиц световой индикации можно определять оптимальные пути для проезда транспорта.
С помощью предложенного устройства, используя схему для нахождения среднего времени проезда транспорта, можно найти суммарный выигрыш по времени проезда транспорта по всем потокам путем сравнения двух различных вариантов городской сети улиц и перекрестков по формуле
Sb — — Х (Cri tv — С1 tv) где Cii — поток машин между и I-é улицами; — время проезда между и j-й улицами.
Если окажется, что $ )0, то второй вариант обладает большей пропускной способностью. Используя S, можно найти общий экономический эффект от строительства дорожных объектов и сроки окупаемости или определить оптимальные этапы их строительства.
Предмет изобретения
Устройство для моделирования движения транспорта, содержащее стохастический блок для имитации потоков транспорта, сетевую модель перекрестков и улиц, состоящую из блока имитации точек выезда и въезда, входы которых соединены с выходами блока имитации потоков транспорта, счетчиков и генераторов импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно дополнительно содержит функциональный блок управления, а в моделях улиц установлены переменные линии задержки, причем вход первой линии задержки соединен с выходом модели перекрестка и со входом первого счетчика, выход ее соединен через блок имитации точек выезда и въезда со второй линией задержки, выход которой соединен со вторым счетчиком и со входом модели следующего перекрестка, выходы моделей обоих перекрестков, а также ьыходы генераторов импульсов соединены соответственно со входами реверсивных счетчиков, выходы всех счетчиков соединены cG входами функционального блока управления, выходы которого подсоединены к управляющим входам линий задержки.
217744
Bx,Ë
Фиг.2
5 б
Фиг,3
Составитель Л. Б. Дмитриева
Редактор О. Б. Привезенцева Техред Р. М. Новикова Корректоры: О. Б. Тюрина и 3, И. Тарасова
Заказ 2032/20 Тираж 530 Подписное
ЦИИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Центр, пр. Серова, д. 4
Типография, пр. Сапунова, 2
