Основи моделювання руху транспортного потоку

Можна відзначити, що на транспортний потік /або потік руху/ впливає цілий ряд факторів, /див. рис.4.1./. І навпаки, можна також показати вплив транспортного потоку на навколишнє середовище, причому для опису такого впливу можна застосувати різний спосіб, наприклад, математичний. Математична модель, якою можна описати якісний вплив транспортного потоку на навколишнє середовище, показаний на рис.4.2.

Рис.4.1.Вплив навколишнього середовища на транспортний потік

Рис.4.2.Математична модель якісного впливу транспортного потоку, на навколишнє середовище комунікації

Теорія транспортного потоку є самою новою науковою галуззю транспортно-інженерної теорії. Вона займається рухом дискретних об'єктів /транспортних засобів/ двомірною мережею в різний час. Деякі новітні досягнення математики дали можливість знайти або математично виразити відносини між транспортними засобами, що рухаються, утворюючи транспортний потік, і показали можливість і умови їхнього використання для регулювання і управління транспортними потоками на дорогах.

Теорія транспортного потоку розглядає основні закономірності і відносини, що дійсні для руху дискретних об'єктів /транспортних засобів/ двомірною мережею в одному або двох напрямках, при дотриманні швидкого безперервного і безпечного руху. Під поняттям "транспортний потік" розуміємо потік різних типів транспортних засобів зі специфічними властивостями, що відрізняють його від подібних явищ - потоків, відомих, наприклад, в області техніки зв'язку, фізики континуума і т.п., тому необхідно підходити до його дослідження особливим образом.

Перш ніж ми пояснимо вплив транспортного потоку, і величину цього впливу на навколишнє середовище, необхідно згадати:

а) при моделюванні транспортного потоку ми створюємо дійсні ситуації визначеної транспортної проблеми, що включає характеристики водія, транспортного засобу, пристрою керування транспортом і дорогою до визначених символів і співвідношень так, щоб вони вірно відтворювали дійсність; така сукупність символів і співвідношень, що дозволяє оцінювати що відбувається як ціле, є моделлю;

б) модель є ідеалізоване представлення реальної дійсності. Вона повинна бути сконструйована таким чином, щоб:

- відтворювала дійсність із прийнятною точністю,

- враховувала, що ніяка абстракція не є ідентичною з реальністю;

в) будь-яка модель транспортного потоку є цільовою абстракцією дійсності, тобто показує з визначених точок зору визначені важливі сторони явища, зневажаючи несуттєвим;

г) відповідно до використовуваних засобів для моделювання розрізняємо модель:

- фізичну,

- символічну,

- що імітує;

фізична модель є зменшення дійсності;

символічна модель - це модель, виражена за допомогою символів — математично, фізично і т.п.;

модель, що імітує, за допомогою різних пристосувань зображує /імітує/, дійсність;

д) відповідно до використовуваної техніки моделювання і застосуванню моделі вона /модель/ може бути:

- аналітична,

- що імітує;

е) аналітичні моделі можна класифікувати з погляду:

- підходу до предмета моделювання,

- підходу до моделювання.

З погляду підходу до предмета моделювання моделі транспортного потоку можна розділити на:

- детерміністичні, коли на підставі визначених, заздалегідь відомих умов ми можемо установити поводження або остаточний стан моделі з визначеним наближенням до реальності. Або ж інакше, математично, заздалегідь можемо сказати, що відбудеться з залежною змінною величиною, якщо в якості незалежної перемінної вибрати визначену константу;

- стохастичні, тобто випадкові, що наступають з математично обумовленою імовірністю, і на відміну від детерміністичних досліджують дійсність за допомогою методів математичної статистики, а появу визначеного явища виражають імовірністю. Або ж дозволяють визначити, що відбудеться з залежною змінною величиною, якщо інші, незалежні перемінні будуть здобувати різні значення;

- статичні - досліджують " монорозмірний " простір, зневажаючи, наприклад, тимчасовим параметром явища;

динамічні - зображують дворозмірність тимчасово-просторових змін у транспортному потоці;

мікроскопічні - досліджують поводження тільки окремих елементів / транспортних засобів / у транспортному потоці і зображають їхню взаємодію;

макроскопічні - досліджують транспортний потік - з погляду спостерігача поза цим потоком як ціле, незалежне від внутрішніх змін транспортної ситуації.

Графічне зображення аналітичних моделей транспортного потоку можна бачити на рис..4.3; крім моделей транспортного потоку, зазначених на рис.4.3. можуть існувати більш складні моделі, складені з часток субмоделей різних типів;

ж) стохастичні моделі транспортного потоку розглядають його як випадковий процес. Ці моделі можуть бути:

- статистичні, тобто окремі величини, що характеризують транспортний потік, вважається випадковими перемінними й описуються їх імовірностними розподілами,

- динамічні, коли для вираження характеристик транспортного потоку використовується, наприклад, теорія масового обслуговування;

з) модель транспортного потоку, що імітує, створюємо в тому випадку, якщо у системі, що моделюється /тобто транспортному потоці/, діє велике число перемінних. Під імітацією розуміємо зображення на моделі функції реальної системи за допомогою комп'ютера, що дозволяє багаторазово і швидко повторювати експеримент. Цей факт обумовлює практичне застосування імітаційних моделей;

и) крім чистих імітаційних моделей є ще аналогові імітаційні моделі, що використовують аналогові обчислювальні машини.

ис.4.3. Аналітичні моделі транспортного потоку.

Рис.4.4.Аналогові і цифрові моделі транспортного потоку.

Поиск по сайту: