Оценка основных параметров транспортных потоков на улично-дорожной сети города на основе обработки навигационных данных городского пассажирского транспорта

Современное общество нуждается в постоянном увеличении объема транспортного сообщения, повышении его надежности, безопасности и-качества. Бурный рост автомобилизации в нашей стране привел к резкому возрастанию величины транспортного потока, который ведет себя нестабильно и многообразно. В результате обостряется противоречие между возрастающей потребностью населения в качественных транспортных услугах и ограниченными возможностями их реализации, особенно в крупных городах. Разрешение данного противоречия как у нас в стране, так и за1 рубежом осуществляется впоследние десятилетия на основе разработки и внедрения1 специализированных общегородских систем управления транспортными потокамииспользующих терминальные технические средства — детекторы, камеры, видеонаблюдения и другие устройства, которые устанавливаются на главных магистральных дорогах и в наиболее напряженных точкахулично-дорожной сети. Характерными зарубежными примерами могут служить проект управления главными’магистралями города Лас-Вегас (США), проект управления окружной скоростной дорогой М25, проходящей вокруг города Лондона. В Москве такой системой является система «Старт» Центрателеавтоматического управления движением транспорта.

Основной причиной «медленного» развертывания подобных автоматизированных систем управления является их сложность, масштабность, дороговизна. Их внедрение затрагивает многие элементы городской системы управления. Отрицательным фактором можно также считать быстрое моральное и физическое старение специализированной терминальной аппаратуры. системы. Соответственно, резко возрастает потребность в альтернативных, а, также — в любых дополнительных источниках информации для повышения информированности участников транспортных процессов и всех заинтересованных потребителей информации о состоянии дорожного движения.

Одним из источников исходных данных может являться обработанная специальным, образом спутниковая (ГЛОНАСС/ОРБ) навигационная информация, получаемая от двигающегося в общем транспортном потоке подвижного состава городского пассажирского транспорта (ПС ГГТГ), работающего под контролем автоматизированной спутниковой навигационной системы диспетчерского управления пассажирскими перевозками.

Изложенное выше обосновывает актуальность настоящей работы, направленной на формирование альтернативных и дополнительных методов получения информации о параметрах транспортных потоков на улично-дорожной сети (УДС) города, региона.

Объектом исследования являются транспортные потоки на улично-дорожной сети городов.

Предметом исследования является навигационная информация, получаемая от контролируемого диспетчерской системой ПС ГПТ, выполняющего маршрутизированные перевозки и специальные алгоритмы ее обработки с целью получения оценок параметров транспортных потоков.

Научная гипотеза состоит в предположении о возможности получения достаточно точных оценок основных параметров транспортного потока с помощью специальных методов обработки навигационных данных, полученных от ПС ГПТ, контролируемого диспетчерской системой.

Целью исследованиям является формирование дополнительных источников информации о параметрах транспортных потоков на участках улично-дорожной сети на основе использования1 спутниковых навигационных технологий (ГЛОНАСС/СРБ) автоматизированных диспетчерских систем управления городским пассажирским транспортом.

Направление исследованияразработка научного, методического и алгоритмического обеспечения процессов мониторинга параметров транспортных потоков на основе обработки данных о маршрутизированном движении ПС ГПТ, работающего под контролем автоматизированной спутниковой навигационной системы диспетчерского управления.

Основные задачи исследования:

1) Определение статистических зависимостей между параметрами движения1 ПС ГПТ и параметрами движения других участников совокупного транспортного потока на участках УДС города.

2) Разработка математических моделей и методических подходов для расчета основных параметров транспортного потока на участках УДС города на основе обработки навигационных данных о движении транспортных средств городского пассажирского транспорта, контролируемых диспетчерской системой.

3) Учет особенностей движения транспортных средств городского пассажирского транспорта при разработке методов оценки параметров транспортных потоков на основе обработки навигационной информации.

4) Проведение экспериментальных исследований по оценке сопоставимости результатов натурных обследований транспортных потоков с результатами модельных расчетов, выполненных на основе обработки навигационных данных.

5) Разработка рекомендаций по практическому применению предложенных методов и моделей.

Научная новизна заключается:

1. В разработке метода получения точечных оценок параметров транспортных потоков на основе обработки данных спутниковой навигации от ПС ГПТ, работающего под контролем автоматизированной спутниковой навигационной системы диспетчерского управления.

2. В получении и исследовании статистических зависимостей между параметрами движения ПС ГПТ и параметрами движения* транспортного-потока на участках УДС города.

3. В разработке математических моделей и алгоритмов расчета параметров, ламинарного транспортного потока на участках улично-дорожной сети для' различных условий движения на основе обработки данных спутниковой навигации, поступающих в диспетчерскую систему от ПС ГПТ.

4. В разработке математических моделей и алгоритмов расчета среднего времени задержки транспортных средств на участках УДС, оканчивающихся! } ^ регулируемым, перекрестком, на основе обработки данных спутниковом' навигации от ПС ГПТ, контролируемого диспетчерской системой.

Достоверность результатов проведенных в работе исследований обеспечивается экспериментальным подтверждением основной гипотезы^ согласованностьюрезультатов теоретических исследований, получаемых на основании анализа, разработанных математических моделей для расчета основных параметров* транспортного потока, с результатами проведенных натурных экспериментов.

На защиту выносятся:

— методический. подход, математические модели, алгоритмы расчета и оценки параметров транспортных потоков на основе обработки спутниковых навигационных данных, полученных от ПС ГПТ, работающего под контролем автоматизированной спутниковой навигационной системы, диспетчерского управления;

— рекомендации, по практическому использованию разработанного подхода для оценки параметров транспортного потока.

Практическая ценность заключается в разработке:

— рекомендаций по практическому использованию разработанного подхода для оценки параметров транспортного потока;

— рекомендаций по расчету основных показателей, характеризующих транспортную работу автомобильных дорог.

Внедрение и реализация результатов работы.

Проделанная работа явилась составной частью методического обеспечения системы формирования данных о скорости транспортных потоков на участках дорожной сети муниципальных образований Московскойобласти (данный проект был внедрен для 9 городов Московской области).

Основные результаты исследования приняты к использованию на уровне Департамента государственной политики в области автомобильного-и городского пассажирского транспорта Минтранса России и ЗАО*' «НПП Транснавигация» (г. Москва).

Апробация работы. Результаты исследований доложены, обсуждены и одобрены, на научно-технических и научно-исследовательских конференциях МАДИ, г. Москва 2008, 2009, 2010 гг., на заседании. Научно-технического совета Министерства транспорта Московской области в ноябре 2008 г., на научно-практической'конференции «Современные технологии на пассажирском транспорте» ноябрь 2008 года (г. Коломна), на 5-й Международной научно-практической конференции «Геопространственные технологии и сферы их применения" — 2009 т., на 3-м Международном форуме по спутниковой"навигации, 2009 г., на 9-й Международной научно-практической-конференции: по безопасности дорожного движения, сентябрь 2010 г. (г. Санкт-Петербург).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, общим-объемом, 5−1 п.л., в том числе 5 статей в журналах, включенных в Перечень ведущих рецензируемых научных изданий ВАК РФ.