close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Andronov 0C955451E7

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ
С. А. Андронов
МОДЕЛИРОВАНИЕ
ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ
НА МИКРОУРОВНЕ
Учебно-методическое пособие
в программе VISSIM
УДК 656.1
ББК 39.808
А66
Рецензенты:
д-р техн. наук, проф. А. В. Кириченко;
канд. техн. наук, доц. А. Н. Гардюк
Утверждено
редакционно-издательским советом университета
в качестве учебно-методического пособия
А66
Андронов, С. А.
Моделирование транспортных потоков на микроуровне:
учеб.-метод. пособие в программе VISSIM / С. А. Андронов. –
СПб.: ГУАП, 2018. – 95 с.
Подробно рассмотрены этапы разработки транспортных моделей
и имитационного микро-моделирования в бесплатной студенческой
версии программы PTV VISSIM 7.0 и выше, а также сетевой академической версии. Последовательно изложены основы технологии
транспортного моделирования на микро-уровне в вышеназванном
программном продукте.
Пособие ориентировано на студентов бакалавров и магистров по
направлениям: 23.03.01, 23.04.01 «Технология транспортных процессов» направленность «Организация перевозок и управление в
единой транспортной системе»; 12.04.01 «Приборостроение» направленность «Интеллектуальные транспортные системы»; 09.04.01 «Информатика и вычислительная техника» направленность «Интеллектуальные системы принятия решений в транспортной логистике»,
а также других направлений и специальностей, связанных с транспортными процессами при изучении дисциплины «Интеллектуальные транспортные системы». Материалы пособия могут быть полезны при выполнении дипломных работ, магистерских диссертаций,
индивидуальных заданий, в ходе учебных практик студентов вышеназванных специальностей, а также будущим транспортным инженерам.
УДК 656.1
ББК 39.808
© Андронов С. А., 2018
© Санкт-Петербургский государственный
университет аэрокосмического
приборостроения, 2018
Введение
Основной задачей интеллектуальных транспортных систем (ИТС)
является автоматическое или с минимальным участием человека
формирование управляющих воздействий на объекты транспортной системы в реальном времени с целью балансирования нагрузки
в транспортной сети для: экономии времени, повышения уровня безопасности, психологического комфорта и т. д. участников транспортного процесса.
Реактивное управление транспортным процессом близко
к управлению в ручном режиме и заключается в реагировании на
аварии или внезапно возросшие требования по нагрузке. Особенность про активного подхода к управлению состоит в том, что возможные аварии и ошибки предсказываются на основе полученных
ранее данных и моделирования, что невозможно при отсутствии
транспортной модели. Таким образом, в составе интеллектуальной
системы должна присутствовать модель объекта управления (транспортной системы), на основе работы с которой интеллектуальная
система строит прогнозные варианты развития ситуации и заранее
предпринимает упреждающие меры воздействия.
Необходимость транспортного моделирования при исследовании транспортных потоков (ТП) возникла давно и сегодня это основной инструмент принятия решений на управленческом и инженерном уровне в транспортной отрасли. Среди математических
моделей ТП традиционно выделяют два больших класса: моделианалоги (макроскопические модели), в которых для моделируемого потока применяются газо- и гидродинамические аналоги, и
микроскопические модели, моделирующие поведение отдельных
транспортных средств (ТС) в потоке в различных ситуациях. Разные модели строятся для решения различных задач и имеют различные зоны применимости своих решений. Чаще всего микроскопические модели применяют для решения локальных в территориальном смысле задач, например для расчетов предельных
пропускных способностей различных участков дорожной сети, выбора режимов оперативного управления фазами светофорных объектов и т. п. Макроскопические модели, наоборот, используются
при принятии стратегических решений, например, по изменению
улично-дорожной сети, планированию маршрутов наземного городского транспорта, при строительстве новых жилых и промышленных районов, дорог, развязок и т. п.
3
С помощью транспортного моделирования могут быть решены
такие задачи, как:
– планирование долгосрочного развития:
постановка целей;
получение альтернативных результатов;
оценка последствий решений;
организация движения;
оптимизация ТП;
согласование индивидуального и общественного транспорта
(ОТ);
оптимизация пешеходного движения;
– систематизация транспортных данных;
– экологические оценки, повышение безопасности движения, повышение согласованности решений.
Программный комплекс PTV VISSIM, использованию которого посвящен настоящий практикум, является эффективным инструментом при анализе проектных и организационных решений
на транспорте. Система имитации PTV VISSIM состоит из двух отдельных программ, которые взаимодействуют друг с другом с помощью интерфейса, в котором происходит обмен данными измерений
детекторов и данными о состояниях систем регулирования. Результат имитации – это анимация движения транспорта в виде графики
в режиме реального времени и последующая выдача всевозможных
транспортно-технических параметров, таких как, например, распределение времени в пути и времени ожидания, дифференцированных
по группам пользователей. Зависящая от транспортного движения
логика регулирования моделируется с помощью внешних программ
регулирования светосигнальных установок. Программа для логического управления запрашивает параметры детекторов в такте от 1
секунды до 0.1 секунды (в зависимости от настройки и типа светофорных установок). Из полученных значений и временных интервалов программа определяет состояние всех систем регулирования для
следующего шага имитации и вносят их в имитацию ТП.
В программе VISSIM используется модель слежения за впереди
идущим автомобилем с целью отображения движения в колонне, а
также модель смены полосы движения. Реализована, так называемая,
психофизическая модель восприятия Видемана (WIEDEMANN), идея
которой в том, что водитель ТС, движущегося с более высокой скоростью, начинает тормозить при достижении своего индивидуального
порога восприятия к лидеру. Так как он не может точно оценить ско4
рость впереди идущего ТС, то его скорость будет падать ниже скорости
впереди идущего ТС до тех пор, пока он не начнет снова немного ускоряться после достижения своего порога восприятия, когда он начнет
воспринимать возникшую между ним и впереди идущим ТС дистанцию как слишком большую. Это ведет к постоянному легкому ускорению и замедлению. С помощью функции распределения для скорости
и дистанции имитируется различное поведение водителей.
Имитационная модель этого типа относятся к семейству carfollowing, на ряду с: Gazis-Herman-Rothery (GHR); Collision
Avoidance model (CA) – Модели
Kametani и Sasaki, Гиппс, Крауса; Psychophysicalor Action Point
model (AP) – Модель WIEDEMANN`а; Linear model – Модели Helly,
Hanken и Rockwell, Burnham и Seo, Aron Xing; Fuzzy logic-based
model (28.06.2010) – Модели Rekersbring, Henn, McDonald и Wu.
Модели семейства car-following ориентируются на характеристики индивидуального ТС. Модель WIEDEMANN`а, являясь «психофизической», выигрывает по количеству учитываемых факторов
в моделировании транспортного потока на микро-уровне. Она включает в себя характеристики водителя, самого ТС и представляет
«золотую середину» между клеточными автоматами и остальными
классами моделей семейства car-following. После многочисленных
эмпирических исследований, проведенных техническим университетом города Карлсруэ, эта модель следования за впереди идущим
ТС стала эталонной. Более актуальные измерения доказывают, что
изменившаяся за последние годы манера езды и технические возможности ТС корректно отображаются в данной модели.
Математические аспекты моделирования, модели ТП, движения
пешеходов, в том числе заложенные в VISSIM, подробно рассмотрены в пособии [1], составляющего теоретическую базу курса «Интеллектуальные транспортные системы».
Перечислим основные задачи, решаемые с помощью PTV VISSIM:
– моделирование существующих и прогнозируемых интенсивностей и пассажиропотоков (базовый вариант);
– создание транспортных моделей любого размера и уровня детализации индивидуального, общественного и грузового транспорта;
– оптимизация работы ОТ, включая расчёт рентабельности
маршрутов;
– графический и количественный анализ ТП;
– подготовка транспортных прогнозов на основе сценариев «что
будет, если...»;
5
– использование в качестве ядра для ИТС.
Движение транспорта имитируется для различных граничных
условий, например, разделение полос движения, состав ТП, регулирование светосигнальных установок и учет индивидуального и
ОТ. Ниже представлен перечень некоторых аспектов применения
рассматриваемого программного комплекса при планировании дорожного движения:
– оценка влияния типа пересечения дорог на пропускную способность (нерегулируемый перекрёсток, регулируемый перекрёсток, круговое движение, ж/д переезд, развязка в разных уровнях);
– проектирование, тестирование и оценка влияния режима работы светофора на характер ТП;
– оценка транспортной эффективности предложенных мероприятий;
– анализ управления дорожным движением на автострадах и городских улицах, контроль за направлениями движения как на отдельных полосах, так и на всей проезжей части дороги;
– анализ возможности предоставления приоритета ОТ и мероприятия, направленные на приоритетный пропуск трамваев;
– анализ влияния управления движением на ситуацию в транспортной сети (регулирование притока транспорта, изменение расстояния между вынужденными остановками транспорта, проверка
подъездов, организация одностороннего движения и полос для движения ОТ);
– анализ пропускной способности больших транспортных сетей
(например, сети автомагистралей или городской улично-дорожной
сети) при динамическом перераспределении ТП (это необходимо,
например, при планировании перехватывающих парковок);
– анализ мер по регулированию движения в железнодорожном
транспорте и при организации стоянок ожидания (например, таможенных пунктов);
– детальная имитация движения каждого участника движения;
– моделирование остановок ОТ и станций метрополитена, причём учитывается их взаимное влияние;
– расчет аналитических показателей (более 50 различных оценок
и аналитических коэффициентов), построение графика (в Microsoft
Excel) временной загрузки сети и т. п.
Построение транспортной модели в PTV VISSIM включает создание концептуальной модели, сбор и обработку исходных данных,
операции с растровой основой.
6
Основные проблему при управлении ТП, как известно, составляют перекрестки, поэтому в пособии акцент сделан именно на моделирование таких участков.
Чтобы создать модель движения ТС и пешеходов на перекрёстке
в среде PTV VISSIM необходимо, как минимум, выполнить следующие действия:
– выбрать интересующий нас перекрёсток, открыть карту города, где он находится (например, в Яндекс или Google), сделать
скриншот экран увеличенного перекрёстка и обрезать получившееся изображение так, чтобы хорошо было видно сам перекрёсток;
– измерить заранее расстояние на карте между какими-либо выбранными объектами в непосредственной близи от перекрёстка для
того, чтобы потом отмасштабировать изображение;
– загрузить выбранную подложку перекрёстка и отмасштабировать её;
– создать отрезки, которые будут являться дорогами в модели, а
затем соединить их, чтобы получилась транспортная развязка;
– сделать дорожную разметку выбранного перекрёстка для наглядности направлений движения;
– задать входящие транспортные потоки на каждое направление
движения и указывать их интенсивность;
– добавить статические маршруты, по которым будут ездить ТС;
– решить конфликтные зоны, т. е. кто кому должен отдать приоритет в движении при прохождении перекрёстка;
– ввести светофорное регулирование;
– ввести пешеходное движение: создаются специальные пешеходные зоны (зебры), а также зоны, которые являются пунктами
«отправления» и назначения пешеходов, добавляются пешеходные
потоки и пешеходные маршруты;
– запустить имитацию и наладить движения автомобилей и пешеходов: чтобы автомобили пропускали пешеходов, а пешеходы бы
не шли на красный свет;
– если модель работает исправно, выполнить анализ имитационной модели перекрёстка в целом (выявляется время в пути ТС и
длины затора на том или ином отрезке).
Результаты моделирования должны соответствовать требованиям технического задания на проект и содержать отчет. Приведем
примерный перечень материалов, которые должны включаться
в отчет по рекомендациям разработчиков [3]:
1. Описание используемых исходных данных.
7
2. Описание критериев и методики оценки транспортной ситуации.
3. Наличие картограмм (средняя скорость, плотность, уровень
обслуживания и т. д.)
4. Количественные показатели (время задержки, время в заторе,
время в пути, длина затора и т. д.).
5. Выводы и рекомендации по результатам сравнения различных вариантов на одной модели (если данное требование указано
в техническом задании на проект).
Данным перечнем следует руководствоваться студентам при
оформлении отчетов к лабораторным работам. Также при выполнении лабораторных работ в VISSIM 7.0 студенты должны учитывать
следующие особенности работы программы:
1. Необходимо исключить столкновения ТС (проезд через друг
друга) при пересекающихся потоках при визуализации.
2. Обеспечить взаимодействие со светофорами (остановка ТС
у стоп-линий на запрещающий сигнал светофора).
3. После каждой итерации (запуск имитации) в папке с проектом
появляется файл с расширением *.err, в котором присутствует описание найденных в модели ошибок. Необходимо, чтобы их количество было минимальным (в зависимости от размера модели).
4. Необходимо удостовериться, что количественные результаты
были получены после проведения нескольких итераций (не менее 5)
с различным стартовым случайным числом.
5. Необходимо проверить значения скорости установленных на
поворотах для всех типов ТС.
6. Обеспечить отсутствие пропадания ТС при движении по маршрутам с одного отрезка на другой при визуализации.
7. Проконтролировать внесенные исходные данные (состав ТП,
интенсивности входящих потоков, распределение по маршрутам,
расписания движения ОТ, время ожидания на остановках ОТ и
т. д.).
Предлагаемый лабораторный практикум включает пять лабораторных работ, демонстрирующих возможности программы. Опираясь на изложенный материал, студенты смогут выполнять индивидуальные задания по моделированию «узких» мест в транспортной
сети мегаполиса.
8
Лабораторная работа № 1
ИЗУЧЕНИЕ ИНТЕРФЕЙСА ПРОГРАММЫ VISSIM
Данная работа является введением в лабораторный практикум,
где от студента требуется освоение интерфейса программы, что
чрезвычайно важно для выполнения остальных работ. Необходимо
пройти по всем нижеприведенным элементам интерфейса и при защите уверенно продемонстрировать владение указанными элементами по требованию преподавателя.
1. Знакомство с интерфейсом
1.1. Поведение при выполнении щелчка правой кнопкой мыши
В качестве базовой была использована студенческая версия программы VISSIM 7.0. При первом ее запуске пользователь видит окно
(рис. 1.1).
Если выбрать первую опцию («Контекстное меню»), то будут
определены следующие комбинации:
– щелчок правой кнопки мыши (ПКМ)– открытие контекстного
меню;
– щелчок ПКМ + нажатая клавиша Ctrl – создание нового объекта;
Рис. 1.1. Принятие решения, что будет происходить
в редакторе сети при нажатии правой кнопки мыши
9
Рис. 1.2. Окно – интерфейс пользователя – редактор сети
Если выбрать вторую опцию («Создать новый объект»), то комбинации будут следующие:
– щелчок ПКМ – создание нового объекта;
– щелчок ПКМ + нажатая клавиша Ctrl – открытие контекстного
меню.
Для определенности выберем первый вариант (стандартный).
Во всех других окнах щелчок ПКМ всегда открывает контекстное
меню, независимо от этой настройки в пользовательских настройках. Следует отметить, что при использовании второй опции необходимость удерживания клавиши Ctrl отпадает и новые объекты
создаются быстрее.
Если подобное диалоговое окно не появилось при первом запуске
программы и появилось изображение Карты мира, либо Вы хотите
изменить настройки, то на панели меню следует выбрать Редактор/
Пользовательские настройки. В открывшемся окне, в меню слева
нужно перейти на вкладку Интерфейс пользователя, а в раскрывшемся списке на Редактор сети (рис. 1.2).
1.2. Смена языка использования
Для представления программы в русскоязычном варианте необходимо выбрать в меню пункт Edit / User Preferences. В открывшем10
Рис. 1.3. Выбор языка пользователя
ся диалоговом окне в разделе Language можно выбрать необходимый для работы язык(рис. 1.3).
1.3. Боковые панели
В пункте меню Вид пользователь может выбрать необходимые
для работы наборы функции и закрепить их в рабочем окне программы. Например, можно активировать ряд окон (объекты сети,
уровни, фоны и пр.) удобно разместив их (рис. 1.4) относительно основного окна или, например, «склеить» их в левой боковой панели.
1.4. Панель объектов сети
На панели объектов сети существует 5 экранных кнопок для
каждого типа объектов сети (рис. 1.5): Видимость (символ), Выбор
(символ замка), Режим вставки (имя), Надпись («A”) и Графические
параметры (предварительный просмотр).
Показ столбцов Выбор, Надпись и Графические параметры можно деактивировать в контекстном меню боковой панели. Это относится также к строкам объектов сети, которые нужны только для
транспортного движения или только для пешеходов.
Для лучшего понимания работы элементов интерфейса на этом
этапе из пункта меню Справка полезно загрузить тестовую модель
из папки с примерами.
11
Рис. 1.4. Боковые панели
Рис. 1.5. Панель объектов сети
12
Щелчком на символ Видимость можно включить или выключить показ объектов этого типа в окне сети. Например, нажатием
на эту кнопку можно включить или отключить показ конфликтных
зон в транспортной модели в активном окне сети. Активацией символа замка для видимого типа объекта предотвращается изменение
объектов этого типа (по ошибке) и изменение/смещение в окне сети.
Например, при работе с конфликтными зонами можно заблокировать изменение объектов Отрезки. Невидимые объекты, так или
иначе, не могут быть выбраны. Режим Вставки реализуется следующим образом. Пусть надо вставить новый отрезок сети. Выделяем объект сети Отрезки, затем нажимаем Alt, удерживаем правую
кнопку мыши и тянем. В результате в окне сети появиться новый
отрезок. Таким образом, можно добавить любой объект сети. Функция Надписи («A») используется, чтобы отображать и скрывать надписи для объектов этого типа в окне сети. Наконец, «Графические
параметры» предназначены для того, чтобы изменять атрибуты
объектов сети (например, цвет объекта, цвет или шрифт надписи).
Если открыто несколько окон сети, то все эти настройки относятся только к последнему активному окну сети. Объекты типа, который выбран для режима вставки (щелчком на имя типа, вследствие
чего выделяется вся строка), всегда видимы и могут выбираться во
всех окнах сети (исключение составляет случай, когда их уровень
скрыт или блокируется). Для маршрутов, зон и препятствий подтип (Статически / Частичный маршрут / ... или Полигон / Прямоугольник), который может быть вставлен, показывается в скобках
(рис. 1.6) и может выбираться в поле, которое открывается одним
Рис. 1.6. Подтипы маршрутов ТС
13
Рис. 1.7. Элементы интерфейса окна сети
щелчком на маленький указатель (или вторым щелчком на имя
типа объекта).
1.5. Окно сети
В данном окне (рис. 1.7) происходит создание транспортной
модели. С помощью панели инструментов окна сети можно получить доступ к базовым графическим параметрам и графическим
параметрам 3D, переключаться между видом сетки (аналог осей) –
включается сочетанием Ctrl+A и обычным видом, а также 2D и 3D
(включается сочетанием Ctrl+D), регулировать процесс синхронизации с окнами списков и другими окнами сети (Сместить фрагмент / Приблизить) и осуществлять навигацию в сети (Увеличить
/ Уменьшить фрагмент, Предыдущий / следующий фрагмент, Режим смещения, в 3D режим вращения, Режим полета, Позиция камеры и Чувствительность мыши). В режиме 2D есть возможность
запуска быстрой имитации («Быстрый режим» или Ctrl+Q), когда
машины исчезают, но расчет выполняется. Рядом с этой кнопкой
расположен кнопка режима простого изображения сети.
1.6. Боковая панель «Быстрый вид»
Эта боковая панель показывает значения определенного пользователем подмножества всех атрибутов выделенных объектов (в
14
Рис. 1.8. Окно «Быстрый вид» выделенного отрезка
окнах сети и синхронизированных окнах списков). Показываемые атрибуты и форматирование могут выбираться пользователем
в окне Выбор атрибутов (рис. 1.8), которое открывается щелчком
на символ гаечного ключа в этом окне. Такая операция позволяет
настроить показ списка атрибутов.
1.7. Окно списков
Окна списков (рис. 1.9) могут быть открыты с помощью меню
«Списки» (для всех объектов сети) или с помощью меню «Базовые
Рис. 1.9. Окно списков
15
данные», «Транспортное движение», «ССУ-регулирование», «Анализ» и «Презентация» (для соответствующих типов объектов). Они
могут быть открыты также в контекстном меню панели объектов
сети (щелчком ПКМ на желаемую строку) или в контекстном меню
окна сети. Вариант показа: Списки\Сеть\Объекты. Содержание
списка может сортироваться по любому столбцу.
Экранные кнопки алфавита панели инструментов, любой выбор
ячеек в списке может копироваться в буфер обмена и опять вставляться в другие приложения (например, MS Excel) и наоборот. Окно
списков показывает все объекты сети того или иного типа, по одной
строке на объект и одному столбцу для каждого атрибута. Показываемые атрибуты могут быть выбраны пользователем в окне «Выбор
атрибута», которое откроется после щелчка на символ гаечного
ключа в панели инструментов окна списков.
1.8. Ввод растровой основы
При запуске программы PTV VISSIM перед пользователем открывается карта мира от OpenStreetMap (рис. 1.10). Это встроенная растровая основа, которая в студенческой версии представлена
в виде плана. Спутниковая карта, требуемая для моделирования,
здесь заблокирована. Поэтому в дальнейшем карту будем отключать, используя пиктограмму гаечного ключа на панели инструментов вверху рабочей области модели. Сделать это можно убрав галоч-
Рис. 1.10. Карта мира
16
Рис. 1.11. Включение/отключение показа фоновой карты
ку с пункта Показать фоновую карту или с помощью пиктограммы
земного шара (рис. 1.11).
Отметим, что в режиме 3D функция отображения карты не поддерживается.
Для ввода растровой основы от внешнего источника надо перейти в браузер, например, Google Chrome и с помощью картографической службы Яндекс. Карт https://yandex.ru/maps (или https://
www.google.ru/maps ) загрузить спутниковую карту города. Затем
надо найти необходимое пересечение и тем или иным способом сделать скриншот выбранного участка (как вариант можно вырезать
область использовав программу «Ножницы» для Windows) и сохранить его в папке проекта. Далее в боковом меню с помощью левой
клавиши мыши выбираем пункт Фоны. Активный пункт бокового
меню будет подсвечен, как показано на рис. 1.12.
Рис. 1.12. Выбор подложки (пункт Фоны)
17
Рис. 1.13. Контекстное меню для работы с фонами
Чтобы загрузить фон, переведите курсор мыши на свободное
пространство рабочей области и кликните Ctrl+ПКМ. Откроется
следующее контекстное меню (рис. 1.13).
В контекстном меню необходимо выбрать пункт «Добавить Фон»,
после чего, в открывшемся окне, выбрать файл с фоном (подосновой)
для проекта. Далее наживаем на кнопку Показать всю сеть, чтобы
данный фон вписался в экран.
В один проект можно загрузить сразу несколько подложек. Процедура загрузки второй подложки та же самая, что и для первой.
Посмотреть список доступных подоснов можно через контекстное
меню, при нажатии правой клавиши мыши на произвольном свободном участке рабочей области и при активной вкладке «Фоны»
боковой панели инструментов.
1.9. Масштабирование растровой основы
Получившуюся растровую основу необходимо отмасштабировать. Для этого, во-первых, выберите вставленную подоснову, кликнув по ней левой кнопкой мыши, кликните на ней ПКМ и в открывшемся контекстном меню выберите пункт «Масштабировать выбор» (рис. 1.14).
Подоснова будет развернута по размеру рабочей области. Затем,
нужно также, правой кнопкой мыши, при выделенной подоснове,
которую вы хотите отмасштабировать, кликнуть для открытия
контекстного меню, в котором выбрать пункт «Задать масштаб»
(рис. 1.15). После этого, щелкните левой кнопкой мыши и, не отпуская ее, провидите линию вдоль известного вам реального размера,
например, по стене дома. В сервисе Яндекс. Карт размер определяется инструментом Линейка. В открывшемся окошке задайте величину найденного размера (рис. 1.16).
Подоснова теперь отмасштабирована. При необходимости можно
изменить положение растровой основы относительно координатной
18
Рис. 1.14. Масштабирование выбора
Рис. 1.15. Выбор пункта Задать масштаб
19
Рис. 1.16. Окно задание величины размера масштаба
сетки (например, если при импорте проекта с другого компьютера положение дорожной сети оказалось сдвинутым по отношению
к растру). Для этого выберите подоснову, кликнув на ней левой
кнопкой мыши. Фон будет выделен и теперь с помощью левой кнопки мыши, зажав ее на подоснове, можно ее переместить.
При помощи Режима смещения (пиктограмма раскрытой ладони на панели инструментов вверху рабочей области программы) и
приближения колесиком мышки, находим интересующую область.
Чтобы подоснова не двигалась для нанесения новых объектов или
для взаимодействия с уже выполненными Режим смещения должен
быть отключен (символ замочка при кнопке Фоны).
Отмасштабированную подоснову необходимо сохранить в папке
проекта.
На этом введение в интерфейс программы считаем законченным
и можно переходить к разработке транспортной модели.
Следующим обязательным этапом при создании модели реального участка транспортной сети является тщательное изучение его
на местности или средствами электронных карт. При выполнении
индивидуальных заданий на данном этапе студенты должны подготовиться к заданию в среде VISSIM фактических параметров транспортного участка: основа (фон), масштаб, дорожные полосы, разметка, знаки, главная дорога, интенсивность и состав движения, светофоры, фазы, пешеходные переходы и т. д.
20
Лабораторная работа №2
ПОСТРОЕНИЕ Т-ОБРАЗНОГО ПЕРЕСЕЧЕНИЯ
В данной лабораторной работе студентам предлагается построить простейшую модель перекрестка Т – образное пересечение. Работа начинается с отрисовки дорог.
Используя объект Отрезки находящийся в окне Объекты сети,
расположенном в левой части экрана выполняем отрисовку дорог.
Для этого, при зажатой правой кнопке мыши проводим участок дороги. Важно, что направление, в котором отрисован отрезок дороги,
должно совпадать с направлением движения транспортного потока.
Для наглядности, при наведении или выборе отрезка дороги по его
краям отображаются стрелочки, обозначающие направление движения. Если программа выдает ошибку, то вероятно превышен размер сети и надо приблизить участок сети, например до 5 м.
В открывшемся окне Атрибуты отрезка (рис. 2.1) мы можем увидеть длину выполненного участка, дать имя отрезку (удобно вписать название улицы), задать количество полос, а также настроить
Рис. 2.1. Окно атрибутов отрезка
21
тип поведения на дороге (выбираем Городской (моторизованный),
отображающийся тип дорожного покрытия и уровень при выполнении многоуровневой развязки (выбираем Нулевой или Базовый).
Для определения количества полос и их ширины нужно перейти
в сервис Яндекс. Карт. Ширина полос определяется инструментом
Линейка, а число полос в режиме Панорамы. В нашем примере для
определенности зададим 2 полосы и добавим встречное движение.
Для чего наводим курсор на построенный отрезок щёлкаем ПКМ.
В выпадающем меню (рис. 2.2) выбираем пункт Встречное движение и щёлкаем по нему левой кнопкой мыши.
В открывшемся окне (рис. 2.3) выбираем количество полос
встречного направления (пусть также 2). Заметим, что того же результата можно добиться копированием, вставкой и изменением направления.
Таким же образом достраиваем перекрёсток до Т-образного, добавив ещё один участок 2-х полосной дороги в каждом направлении
(рис. 2.4).
Если необходимо более точное сопряжение построенных отрезков с подосновой, то можно отрезки подвинуть, удерживая их за
желтые точки.
Рис. 2.2. Выбор пункта Встречное движение
22
Рис. 2.3. Задание количества полос встречного движения
Рис. 2.4. Заготовка чертежа T-образного перекрестка
23
Далее строим соединительные отрезки. Для этого при активированной кнопке Отрезки в окне Объекты сети выделяем левой кнопкой мыши начальный отрезок и с помощью Ctrl+ПКМ тянем соединительный отрезок от первого (выделенного) ко второму (рис. 2.5).
При этом появляются желтые точки, которые соединяются направляющей.
Если вертикальная и горизонтальные части дороги не соприкасаются, то правильным является соединение крайней желтой точки вертикального отрезка с крайней черной точкой соответствующей части горизонтальной дороги.
В появившемся диалоговом окне указываем имя отрезка (в реальном проекте удобно задать название улицы). Затем нужно задать
правило поворота направо. В реальном проекте необходимо зайти
в браузер в режим Панорамы (подсказку даст знак «движение по направлению»). Поскольку в программе отсчёт полос движения происходит справа налево (1-я полоса это та, которая ближе к обочине) соединяем только те полосы, которые участвуют в повороте направо. Соединяющий отрезок должен соединять равное количество
Рис. 2.5. Построение соединительного отрезка
24
полос. Указываем количество, промежуточных точек, не менее 6
(рис. 2.6). Параметр Вынужд. ост. («вынужденная остановка») должен быть не менее 5 м, значение параметра перестроиться (200 м
по умолчанию) можно изменить, например, увеличить, если нужно
заранее выполнить перестроение. Все операции с соединением отрезков лучше выполнять в режиме осей (Ctrl+A).
Важно, чтобы пересечение отрезка и соединяющего отрезка были
минимальными во избежание ошибок моделирования. В результате получим соединительный отрезок, изображённый на рис. 2.7.
Аналогичным образом строим ещё три соединительных отрезка
(рис. 2.8). С левой полосы мы поворачиваем налево (1-я полоса – 1-я
полоса). Для изображения длинных поворотов указываем несколько большее количество промежуточных точек 10–12. Построенные
отрезки полезно проконтролировать в режиме 3D.
Далее следует задать существующую разметку на основе данных
спутниковой карты. Разметка задается в пункте Объекты сети \ Разметка с помощью контекстного меню на выбранном участке сети.
Рис. 2.6. Задание промежуточных точек
25
Рис. 2.7. Вид соединительного отрезка
Рис. 2.8. Задание поворотов
В соответствии с тремя имеющимися направлениями движения
задаём входящие потоки. В реальном проекте следует использовать
данные реальных замеров по видам транспорта из паспорта перекрестка.
Вначале надо задать состав ТП. Для этого заходим в меню Базовые данные\ 2D/3D модели. Здесь можно добавить отсутствующие в списках, встроенных недостающие 3D модели. Для разных
моделей легковых автомобилей здесь можно задать долю из присутствия в потоках. Недостающие типы ТС задаются в меню Базовые
26
данные \ типы ТС. Далее добавленные типы ТС в соответствующем
меню объединяют в классы (Базовые данные \ класс ТС): например, городской пассажирский транспорт (ГПТ) и индивидуальный
транспорт (ИТ).
С помощью меню Транспортное движение \ составы ТС по всем
направлениям (в данном примере – 3 направления) вводится состав
потока ТС. Здесь на основе паспорта перекрестка задается распределение ТП по введенным выше типов ТС. По типам ТС вводится
скорость и интенсивность (относительная нагрузка) – количество
ТС в час.
Наконец, надо задать движение ТС. Активируем пункт Входящие потоки в окне Объекты сети. У нас три направления, поэтому 3
входящих потока задаем в 3-х точках.
Кликаем ПКМ в начале отрезка правой полосы вертикальной
дороги откроется контекстное меню для добавления входящего потока (рис. 2.9) или используем комбинацию Ctrl + ПКМ. Появляется
черная полоска, на которую наводим мышь с двойным кликом. Появляется меню, в котором можно задать имя потока и другие параметры. В частности, параметры имитации – Интервал (0 до max),
Нагрузка и Тип нагрузки (в нашем случае, стохастический). Также
Рис. 2.9. Добавление входящего потока с помощью контекстного меню
27
интенсивность и состав входящего потока можно задать в меню Быстрый
вид (рис. 2.10).
В нашем случае состав ТС зададим
по-умолчанию. Таким образом, задаем входящий поток по умолчанию
и часовую интенсивность, например
–500. При необходимости можно создать новый состав ТС.
Аналогично задаем ещё два входящих потока (рис. 2.11, 2.12) на горизонтальной части дороги справа
Рис. 2.10. Задание параметров
аналогично (пусть, например, интенвходящего потока
сивность равна 650) и слева – направо
(нижняя дорога – интенсивность –
300). Важно, что в каждом из потоков в реальности можно задать
свой состав.
Следующим этапом задаём маршруты движения ТС, суть которых – указать транспортным потокам маршруты распределения.
Для того чтобы задать решение маршрута, необходимо активиро-
Рис. 2.11. Входящий поток для левого направления
28
Рис. 2.12. Входящий поток для правого направления
вать позицию Маршруты ТС в окне Объекты сети. Затем нажать
Ctrl+ПКМ на выбранном отрезке – входящем подходе к перекрестку, где необходимо начать маршрут (розовая черта), и потом левой
кнопкой мыши на отрезке, где его нужно закончить (голубая черта).
Маршрут подсветиться жёлтым цветом (рис. 2.13).
Далее программа предложит проложить из той же начальной
точки другие возможные маршруты. Ничего больше не нажимая
начинаем поиск второго маршрута. Находим его и тащим маршрут
в конечную точку, фиксируем левой кнопкой мыши и получаем второй маршрут (рис. 2.14). При этом начало обоих маршрутов отмечали Ctrl+ПКМ один раз. Стоит отметить, что, когда отмечают несколько «розовых полос» начала в одном участке маршрута вместо
одной в таком варианте маршрутизация будет некорректной.
Далее, если навести курсор мыши на фон (или пустое поле) и еще
раз нажимать левую кнопку мыши, то появляется курсор мыши.
Чтобы зайти в меню маршрутов надо навести курсор на розовую
черту и открыть меню двойным кликом мыши. Здесь в соответствии с паспортом перекрестка задают имя маршрута и относительную нагрузку по всем решениям этого маршрута (в нашем примере
их два). Таким образом ТП с различным составом ТС будет разде29
розовая черта
Рис. 2.13 Решение маршрута ТС №1-1
Рис. 2.14. Решение маршрута ТС №1-2
30
ляться на две части. Для решений маршрута можно указать как
доли, отношения, так и конкретную интенсивность. Если в поле относительной нагрузки для решения маршрута поставить 1.0 значит
все 100% ТС будут двигаться по этому направлению. Аналогично
организуем ещё четыре маршрута.
Воспользуемся другим способом распределения входящие потоков ТС по маршрутам. В главном меню нажимаем Списки, в выпадающем меню выбираем пункт Индивидуальный транспорт, затем
Маршруты, Статические маршруты (рис. 2.15).
В появившемся окне Статические маршруты ТС корректируем
столбец Относительная нагрузка (рис. 2.16). Например, для направления, идущего снизу полагаем равновероятным движение ТС как
вправо, так и влево (ставим доли по 0,5).
Для автомобилей, движущихся слева направо по горизонтальному отрезку, распределяем маршруты движения как 3:1 (т. е. 0,75
едут прямо, 0,25 совершают поворот налево). Аналогичные пропорции вводим для автомобилей, движущихся по горизонтали справа
налево. Если маршрут достаточно редко используется (например,
разворот с одной полосы на другую), то можно назначить ему наименьшую относительную нагрузку, чем всем остальным маршру-
Рис. 2.15. Выбор статического маршрута
31
Рис. 2.16. Задание относительной нагрузки
там. Для контроля результата распределения ТП необходимо пронаблюдать процесс имитации.
Программа не регулирует отношения между ТС. На данном этапе, если запустить процесс имитации в 3D в пошаговом режиме (с
прерываем движения при нажатии на пробел) можно наблюдать
столкновение ТС на поворотах. Чтобы исключить данный нежелательный эффект на нерегулируемых пересечениях, надо самим
установить главную дорогу используя средство, «конфликтные
зоны». В данном примере, простое движение – прямое и поворотное
с каждого из 3-х направлений. Возникают конфликтные точки 3-х
видов: по отклонениям, по пересечениям и слияниям потока. Эти
точки надо разделять, т. е. задерживать некоторые ТС и давать приоритет другим. Иначе говоря, необходимо ввести правила приоритета при прохождении транспортом конфликтных зон.
Переходим в режим 2D и в окне Объекты сети выбираем пункт
Конфликтные зоны. В главном окне появляются выделенные желтым цветом участки. На рис. 2.17. показана точка типа «слияние».
В главном меню выбираем Списки, в выпадающем меню следует выбрать пункт Регулирование приоритета проезда, далее – Конфликтные зоны. В результате внизу откроется окно со списком всех
конфликтных зон. Жёлтыми маркерами на экране будут выделены
32
Рис. 2.17. Точка типа «слияние»
Рис. 2.18. Расстановка приоритетов
в нашем случае конфликтные зоны, которые нужно разобрать. Приоритеты расставляем в столбце Статус (рис. 2.18).
Также возможен вариант задания приоритета нажатием Ctrl+
ПКМ прямо на конфликтную зону. При этом начинают меняться
цвета: зеленый цвет означает приоритет перед красным, т. е. ТП
с красным цветом начинают уступать ТП с зеленым. При светофорном регулировании обе конфликтные зоны надо оставить красными. Если сделать все зоны красными и запустить имитацию можно
наблюдать, что ТС учитывают друг друга. Однако, в целях приобретения опыта будем считать, что строится модель нерегулируемого
пересечения.
Как известно из правил дорожного движения (ПДД), если работаем с перекрёстком равнозначных дорог, то при определении приоритетности проезда руководствуемся правилом «помехи справа».
При рассмотрении конфликтной точки типа «отклонение» право
первоочередного проезда отдаём «уходящему» потоку (т. е. меняющему траекторию движения). Это обеспечит при имитации адекват33
Желтый
Рис. 2.19. Конфликт при повороте
с главной дороги на второстепенную
ную модель разъезда. Когда мы едем по главной дороге, уступать дорогу придётся, только если у нас будет помеха справа. При повороте
направо никому не уступаем дорогу. При движении прямо также
никому не уступаем.
Рассмотрим более подробно случай с главной дорогой. Пусть двигающиеся снизу ТС и поворачивающие налево – главная дорога. На
рис. 2.19 показан конфликт при повороте с главной дороги на второстепенную.
Делаем отметку в списке конфликтных зон, учитывая, что зеленый цвет – это приоритет, красный – уступи дорогу (рис. 2.20).
Следующая зона – точка отклонения: прямо идущий поток и поворачивающий направо (рис. 2.21).
Красный
Зелёный
Рис. 2.20. Решение конфликта
Желтый
Рис. 2.21. Конфликтная зона – точка отклонения
34
Зелёный
Красный
Рис. 2.22. Решение конфликта для уходящего потока
Если в списке зон желтый цвет (как здесь), то направления
пассивны по отношению к друг другу. Можно оставить и так, но,
если для уходящего вправо потока возникнет ДТП – поток встанет
в пробку. Поэтому уходящий поток лучше делать приоритетным
(рис. 2.22), т. е. пока ТС, находящееся в зеленой зоне, не уйдет – идущие прямо, будут его ждать:
Ориентировка в обозначениях в списке конфликтных зон следующая: например, 1 – это прямой отрезок, 10002 – это соединение.
На рис. 2.23 показан конфликт типа «слияние»:
Для него с помощью Ctrl+ПКМ ставим приоритет, так как это поворот налево – на главную дорогу (рис. 2.24).
Желтый
Рис. 2.23. Конфликт типа «слияние»
Зелёный
Рис. 2.24. Решение конфликта (поворот по главной дороге)
35
Желтый
Рис. 2.25. Конфликт при повороте на второстепенную дорогу
Зелёный
Рис. 2.26. Решение конфликта по «помехе справа»
Следующий конфликт – второстепенная дорога (поворот) – пересекает прямую (рис. 2.25) и по «помехе справа» устанавливаем
«уступи дорогу» (рис. 2.26).
Следующий конфликт, прямой отрезок № 2 – второстепенная и
поворот – главная (рис. 2.27).
На главную дорогу ставим приоритет (рис. 2.28).
Желтый
Рис. 2.27. Конфликт при повороте на главную дорогу
Зелёный
Рис. 2.28. Решение конфликта для рис. 2.27
36
Желтый
Рис. 2.29. Конфликтная зона – точка типа «отклонение»
Зелёный
Рис. 2.30 Решение конфликта на рис. 2.29
Следующая конфликтная зона – точка типа «отклонение»: прямой поток и поворачивающий поток налево (рис. 2.29).
Уходящему потоку (по отношению к тем, кто двигается сзади)
ставим приоритет (рис. 2.30).
Следующий конфликт – точка типа «слияние» (рис. 2.31).
Уходящему потоку ставим приоритет (рис. 2.32).
Желтый
Рис. 2.31 Конфликт – точка типа «слияние»
Зелёный
Рис. 2.32 Решение конфликта для рис. 2.31
37
Желтый
Рис. 2.33. Конфликт – точка типа «отклонение»
Зелёный
Рис. 2.34. Решение конфликта для рис. 2.33
Следующий конфликт (точка типа «отклонение») при повороте
направо – аналогичен (рис. 2.33).
Ставим приоритет таким образом, чтобы полоса могла очиститься (рис. 2.34).
Для конфликта типа точка «пересечение» (рис. 2.35):
Ставим приоритет главной дороге (рис. 2.36).
Желтый
Рис. 2.35. Конфликт – точка типа «пересечение»
Зелёный
Рис. 2.36. Решенине конфликта – приоритет повороту налево
38
Рис. 2.37. Результат запуска имитации в режиме 3D
Отметим, если конфликтных зон очень много, то на их решение
уходит достаточно много времени. Наконец, модель перекрёстка готова и можно запустить процесс имитации (рис. 2.37)
Для контроля правильности работы при имитации полезно перераспределить мощность входящих потоков. Например, установим
входящий поток по горизонтальной дороге при движении налево
вместо 650 ед. в час – 1650, а вместо (при движении направо) 300 –
1300, вместо 500 (движение снизу-вверх) – поставим 1500. Можно
наблюдать, что главная дорога работает правильно.
39
Лабораторная работа №3
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОРГАНИЗАЦИИ
ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НА Х-ОБРАЗНОМ ПЕРЕКРЕСТКЕ
В лабораторной работе будут рассмотрены: построение X-образного перекрестка, переходно-скоростной полосы, а также введение
светофорного регулирования.
3.1. Построение переходно-скоростной полосы.
Часть трассы проходит в населенном пункте с ограниченной скоростью движения. Переходно-скоростные полосы используются автомобилями, съезжающими на дорогу или выезжающими на нее.
Рассмотрим процесс построения переходно-скоростной полосы.
Изначально с помощью, изложенной в предыдущей работе технике,
построим Х-образное пересечение (рис. 3.1) 2-х полосных дорог.
Для построения переходно-скоростной полосы, например, при
повороте направо, когда ТС двигается снизу, уменьшаем правую
часть горизонтального участка дороги до пересечения с вертикальным отрезком (рис. 3.2)
Рис. 3.1. Вид Х-образного пересечения
40
Рис. 3.2. Шаг построения переходно-скоростной полосы
Далее справа пристраиваем участок дороги, но уже с тремя полосами движения (рис. 3.3).
Рис. 3.3. Шаг построения переходно – скоростной полосы
41
Рис. 3.4. Шаг построения переходно – скоростной полосы
Правее 3-х полосного строим 2-х полосный отрезок дороги (рис.
3.4).
Соединение отрезков производим таким образом, чтобы ТС, двигающиеся по горизонтальному участку дороги слева направо, проезжая перекрёсток, продолжали движение по тем же полосам (рис.
3.5, 3.6), а ТС, которые двигаются снизу и поворачивают направо,
совершали свой манёвр с крайней правой полосы в переходно-скоростную полосу (рис. 3.7), а затем с неё в крайнюю правую полосу
горизонтального направления (рис. 3.8).
Рис. 3.5. Задание параметров соединительного отрезка
42
Рис. 3.6. Задание параметров соединительного отрезка
Рис. 3.7. Задание параметров соединительного отрезка
43
Рис. 3.8. Задание параметров соединительного отрезка
Зеленый
Рис. 3.9. Результат расстановки приоритетов
Следующим этапом разработки модели является ввод потоков
ТС, маршрутов ТС, определения правил приоритета при прохождении конфликтных зон. Перечисленные этапы были рассмотрены
в предыдущей работе, поэтому здесь они выполняются самостоятельно.
Для справки на рис. 3.9 приведен результат расстановки приоритетов для X-образного перекрестка.
В качестве упражнения предлагаются варианты, различающиеся расположением главной дороги.
44
3.2. Введение светофорного регулирования.
Сначала нужно создать сигнальное устройство (ССУ). Для этого в главном меню выбираем пункт ССУ-регулирование/Светосигнальные установки… (рис. 3.10).
Внизу экрана появится окно, где для ввода нового светофора
нужно нажать на зеленый плюс или щёлкнуть правой клавишей
мыши и выбрать Новый… (рис. 3.11).
Рис. 3.10. Выбор светосигнальных установок
Рис. 3.11. Шаг добавления светофора
45
Рис. 3.12. Задание параметров светофора
В появившемся окне можно задавать параметры имя нового светофора. На каждом пересечении есть определенные группы сигналов. На схемах светофорного регулирования ориентируемся на зеленые стрелки с номерами кружочках. Для ввода новой группы сигналов необходимо в окне вкладки Фиксированное время щёлкнуть
кнопку Обработка (рис. 3.12).
Появится редактор цикла светофорного регулирования (рис.
3.13), куда можно будет вводить все необходимые параметры. По
умолчанию, редактор отображается на английском языке. Для
того, чтобы изменить язык на русский, выберите вкладку Edit,
пункт Options. В выпадающем списке Language выберите «Russki».
Рис. 3.13. Окно редактора цикла светофорного регулирования
46
Рис. 3.14. Создание групп сигналов
Для создания новой группы сигналов, выбираем пункт Группы
сигналов, щёлкаем на свободном пространстве правого окна ПКМ
и выбираем Новый или в главном меню редактора выбираем пункт
«+» (рис. 3.14). Будет создана «Группа сигналов 1». Аналогично создаём вторую группу сигналов, т.к. рассматриваем пересечение двух
дорог и должны иметь, как минимум, две фазы регулирования.
Два раза щёлкнув левой кнопкой мыши на ячейку Описание,
в открывшемся меню (рис. 3.15) можно изменить имя группы сигналов, выбрать
Рис. 3.15. Редактирование параметров группы сигналов
47
их последовательность и продолжительность. Чтобы изменить
последовательность сигналов надо ее обнулить, выбрав для всех
групп последовательность Постоянно мигающий цвет. Далее в соответствии со схемой регулирования надо установить требуемую
последовательность.
Для определенности выберем стандартную последовательность
3-х секционного светофора: красный, желтый мигающий (желтый
с красным), зеленый, желтый. Длительность сигнала «желтый
с красным» рекомендуется устанавливать не более 2 с, длительность
желтого сигнала – 3 с. Если расчетная длительность промежуточного такта превышает указанные величины, то длительность красного сигнала рекомендуется увеличивать на время превышения.
Для обеих групп сигналов меняем стандартную продолжительность красно-жёлтого на 2 секунды и жёлтого на 3 секунды (рис. 3.16).
Теперь необходимо создать «Сигнальную программу». Для этого выбираем соответствующий пункт меню слева Сигнальные программы, кнопкой главного меню «+» (рис. 3.17) и создаём «Сигнальную программу 1».
Рис. 3.16. Редактирование продолжительности группы сигналов
Рис. 3.17. Создание сигнальной программы
48
Рис. 3.18. Настройка параметров сигнальной программы
Выбрав созданную сигнальную программу правой кнопкой
мыши, в открывшемся контекстном меню выберите пункт Редактор. Появится окно визуального редактора (рис. 3.18), где можно настроить параметры сигнальной программы для выбранной группы
сигналов. Делается это перетаскиванием ползунка с соответствующим сигналом светофора.
В нашем случае группы сигналов будут состоять из 2-х фаз. Для
первой группы сигналов длительность зелёного сигнала примем
равной 70 с. Тогда, положив длительность всего цикла равной, например, 120 с и, введя этот параметр в программу, длительность
красного сигнала будет равна 45 с (учитывая промежуточные такты). В программе мы меняем только длительность зелёного сигнала
светофора, длительность красного при этом настроится автоматически (рис. 3.19). Пусть первая группа сигналов соответствует главному направлению.
Для более точного контроля длительности устанавливаем ползунок зеленого на начало цикла (на нулевую отметку).
Настройка второй группы сигналов осуществляется исходя из
условий согласованной работы с первой группой (рис. 3.20).
В общем случае надо определить какие группы сигналов содержатся в сигнальной программе. Группа сигналов может действо49
Рис. 3.19. Настройка длительности зеленого и красного сигналов
Красный
жёлтый
Зелёный
Красный
Красный
Зелёный
Рис. 3.20. Настройка второй группы сигналов
вать в течении нескольких фаз. По паспорту светофора требуется
определить какая последовательность, какой длительности в какой
фазе горит и исходя из этого настроить работу ССУ. Сначала задаются основные 3-х секционные светофоры, а потом дополнительные
стрелки и пешеходные потоки.
50
В некоторых случаях требуется в рамках одной фазы повторить
зеленый сигнал. Это возможно сделать по щелчку правой кнопки
мыши на свободном участке фазы указав в контекстном меню Время второго зеленого. При этом длительности сигналов жестко не задают, а выбирают движением ползунков.
Замечание.
После настройки сигнальной программы перед закрытием соответствующего окна ее необходимо её сохранить!
Установка светофоров
Для установки сигнального устройства на дороге необходимо
в меню Объекты сети выбрать пункт Светофоры. Далее нужно выбрать отрезок, на котором необходимо разместить светофорный объект. Как известно, светофор устанавливается перед пешеходным
переходом, поэтому для перехода надо предусмотреть место. После
этого надо кликнуть Ctrl+ПКМ в том месте отрезка, где должен быть
установлен светофор. В диалоговом окне редактируем необходимые
параметры. Пусть в нашем случае вертикальное направление будет
главным, значит, по соответствующим полосам устанавливаем светофоры с группой сигналов 1 (рис. 3.21). В общем случае, для за-
Рис. 3.21. Установка светофоров с 1-й сигнальной группой
51
Рис. 3.22. Установка светофоров со 2-й сигнальной группой
дания здесь групп сигналов надо свериться с паспортом светофора.
В поле Тип возможен выбор Полный диск, Стрелка направо для поворотов и др.
Аналогично, для горизонтального направления с учетом места
под пешеходные переходы размещаем светофоры со второй группой
сигналов (рис. 3.22). Далее по Ctrl+A надо проверить не заходят ли
светофоры за розовые отрезки, чтобы ТС не игнорировали регулирование. Теперь можно запустить имитацию в режиме 3D.
Для визуализации светофорного регулирования можно создать
3D модель светофора. Для этого в окне Объекты сети выбираем
пункт Светофоры 3D, открывается окно-конструктор, в котором
можно собрать необходимый вариант светофора и присвоить ему соответствующую группу сигналов (рис. 3.23).
При необходимости в окне Быстрый вид можно отредактировать, например, расположение объекта относительно движущегося транспорта (опция Вращение), чтобы светофор стоял «лицом»
к приближающимся ТС (рис. 3.24).
52
Рис. 3.23. Установка светофоров 3D
Рис. 3.24. Поворот светофора
53
Рис. 3.25. Процесс имитации
Подобным образом расставим светофорные объекты на всех
подъездах к перекрёстку. Модель перекрёстка готова, можно запустить имитацию (рис. 3.25).
ЗАДАНИЕ.
В качестве самостоятельной работы предлагается построить модель X-образного перекрестка с заданными параметрами регулирования.
54
Лабораторная работа № 4
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ПЕШЕХОДОВ
И ДВИЖЕНИЯ ОБЩЕСТВЕННОГО ТРАНСПОРТА
Данная лабораторная работа посвящена пешеходному движению
и моделированию движения общественного транспорта.
4.1. Моделирование движения пешеходов.
Для моделирования пешеходного движения за основу возьмем
модель Х-образного регулируемого перекрёстка, который был рассмотрен в лабораторной работе N3. Моделирование пешеходного
движения выполняется по аналогии с введение в модель потоков
ТС. Поскольку пешеходам необходимо переходить проезжую часть
с одной стороны на другую, построим в непосредственной близости
от пересечений пешеходные переходы. Для этого нужно провести
четыре отрезка (рис. 4.1).
В атрибутах каждого отрезка кроме ширины (например, 3.5 м)
в графе Тип манеры поведения указать Пеш. путь (без взаимодействий), а в графе Тип изображения указать Пешеходная зона серый
(Pedestrian area gray) либо поставить галочку «Использовать как
пешеходную зону» (рис. 4.2).
Модель автоматически учитывает коллизии пешеходного перехода и дорожного полотна. Приоритеты движения выставляются
так же, как и для пересечения дорог – то есть через «конфликтные
зоны». Направление рисуемой пешеходной зоны не имеет значения – переходы могут двигаться, как угодно.
Теперь необходимо создать пешеходный поток. В главном меню
открываем пункт Транспортное движение/Составы ТС… В открывшемся внизу окне Состав потоков ТС левой кнопкой мыши нажимаем на Относительные нагрузки. Щёлкнув ПКМ по свободному
пространству меню нужно выбрать пункт Новый… из контекстного
меню(рис. 4.3).
Задать имя потока можно на своё усмотрение, например, Пешеходы. В правом окне следует определить состав (например, 510:
Мужчины, 520: Женщины в равных пропорциях) и скорость потока
5км/ч. (рис. 4.4).
После этого по аналогии с созданием входящего потока ТС нужно задать пешеходный поток (пункт Входящие потоки ТС). Это потоки по типу транспортных: выбирается состав и задается интен55
Рис. 4.1. Подготовка пешеходных переходов
Рис. 4.2. Задание параметров отрезка
56
Рис. 4.3. Добавление нового пешеходного потока
Рис. 4.4. Наименование потока
сивность. Затем при необходимости задать маршруты движения
пешеходов. Последнее выполняется аналогично созданием транспортных маршрутов. В рассматриваемом примере следует создать 8
пешеходных потоков.
Рассмотрим более детально. По обе стороны от пешеходного перехода с помощью Ctrl + ПКМ строим серые пешеходные зоны с помощью элемента палитры Зоны (Полигон). Завершить постройку
можно нажатием левой кнопкой мыши. При этом появляется соответствующее окно, в котором можно задать параметры зон. Пешеходные зоны не нужно никак дополнительно соединять – их визу57
Зелёная зона с синей и
красной точками
4.5. Пример дополнительной зоны для пешеходного потока
альное пересечение означает, что они объединены и пешеходы могут
свободно перемещаться между ними. Как вариант, без Ctrl можно
построить простую прямоугольную зону.
Для задания более реалистичного движения пешеходов по
маршрутам из определенных участков транспортной схемы введено
понятие «дополнительных зон» (геометрические фигуры зелёного
цвета), которые являются началом или окончанием движения пешеходов. Это зоны по типу дорог, но важным отличием является то,
что в этих зонах могут находиться только заявки типа пешеход. Такие зоны задаются по обе стороны дороги. Именно на них задают
место зарождения потоков (темно-синяя точка) и их маршрут (связанные голубая и красная точки) (рис. 4.5). Начало маршрута для
пешехода (красная точка) и возможный конец маршрута пешехода
(светло-голубая точка).
Создадим эти дополнительные зоны, которые будут служить источником пешеходов. Для этого по краям построенные пешеходных
зон создадим ещё по одной дополнительной пешеходной зоны. Эти дополнительные зоны будут служить отправной и/или конечной зоной
пешеходов. Эти участки делаются для визуализации передвижения
пешеходов за пределами пешеходного перехода, так как если установить источники пешеходов на ранее построенные пешеходные зоны,
то пешеходы будут исчезать, как только достигнут зону назначения.
Для этого поместим на дополнительные зоны элемент Входящие
пешеходные потоки с помощью Ctrl+ПКМ. Этот элемент генерирует пешеходов. После его установки зона окрасится в зелёный цвет.
Двойным нажатием можно задать нагрузку. Теперь построим возможные маршруты пешеходов с помощью элемента Пешеходные
маршруты. Зажимаем Ctrl + ПКМ и отмечаем красную точку (она
означает отправную область) и затем отмечаем голубые точки (они
58
Желтый
Рис. 4.6. Конфликтные зоны
означают область окончания маршрута) с помочью Ctrl+ПКМ. У одной отправной точки может быть несколько маршрутов.
Результатом проделанных действий станет серая пешеходная
зона, имеющая по краям зелёные области, в которых генерируются
пешеходы (тёмно-синяя точка), а также находятся начало маршрута для пешехода (красная точка) и возможный конец маршрута пешехода (светло-голубая точка).
С появлением новых потоков в дорожной сети увеличилось число
конфликтных зон, отмеченных вначале желтым цветом (рис. 4.6).
Право приоритетного прохождения этих зон предоставляем пешеходным потокам.
При этом переходы выделяются зеленым цветом (рис. 4.7).
Для введения светофорного регулирования пешеходного движения по аналогии с движением ТС необходимо создать сначала
«Группу сигналов», предназначенных для пешеходов. После нажатия в главном меню ССУ- регулирование/Светосигнальные установки в появившемся внизу окне Регулирования ССУ открываем для
редактирования первую установку, для чего Левой кнопкой мыши
щёлкаем по ней два раза в графе Число (рис. 4.8).
Для редактирования группы сигналов в окне вкладки Фиксированное время необходимо щёлкнуть кнопку Обработка. В ре59
Зеленый
Рис. 4.7. Приоритет пешеходам
Рис. 4.8. Выбор ССУ
дакторе цикла светофорного регулирования можно ввести все необходимые параметры. Сначала нужно добавить ещё две «Сигнальные группы» (для вертикального и горизонтального направления)
(рис. 4.9). Заметим, что для пешеходов используется последовательность красный – зеленый.
Рис. 4.9. Добавление групп сигналов
60
Рис. 4.10. Редактирование групп сигналов
Затем следует перейти для редактирования во вкладку Сигнальные программы (рис. 4.10).
Установка светофоров
Если перед пересечением проезжих частей стоит транспортный
светофор с первой (второй) группой сигналов, то для пешеходов в этом
месте ставим ССУ с третьей (четвёртой) группой сигналов. Это обеспечит синхронность работы всех светофоров на перекрёстке.
Выделим в меню Объекты сети пункт Светофоры и с помощью
Ctrl+ПКМ вставим светофор перед пересечением с проезжей частью
после маркера Входящий поток (рис. 4.11). На рисунке стрелками
показано размещение светофоров для вертикальной дороги (аналогично их следует расставить и для горизонтальной дороги)
Также можно задать объекты Светофор 3D на противоположной
стороне дороги. Пример расстановки этих объектов показан на рис. 4.12.
В заключении необходимо добавить на пешеходные переходы
разметку «Зебра». Делается это активацией команды Объекты сети/
Разметка. В диалоговом окне выбираем элемент Зебра, производим
61
Рис. 4.11. Расстановка светофоров
Рис. 4.12. Пример
расстановки светофоров 3D
корректировку длины и место расположения разметки левой кнопкой мыши (рис. 4.13).
При встречном движении пешеходов вторую ветку зебры строим
копированием. Модель перекрёстка готова и можно запустить режим имитации.
Рис. 4.13. Задание зебры
62
Замечание.
Можно наблюдать следующий эффект: пешеход, не успевший
завершить свой маневр, «упирается» в красный сигнал светофора на противоположной стороне дороги. Для того чтобы пешеходы
корректно останавливались на красный сигнал светофора, который
расположен перед пешеходным переходом, нужно сделать как бы
«два пешеходных перехода в одном»: один будет заканчиваться чуть
раньше, а другой дальше (см. рис. 4.14). Устранение ошибочной ситуации выглядит следующим образом:
– Создаем два отрезка пешеходного перехода, важно чтобы они
были разнонаправленными. Это нужно для того, чтобы с каждой
стороны был свой «выход» из пешеходной зоны на участок.
– Светофоры ставим по одному на каждый отрезок, со стороны
этого «выхода».
Светофоры (красные чёрточки) устанавливаем так, чтобы один
был в начале направления движения пешеходов (левая картинка),
а другой в начале движения пешеходов в противоположном направлении (правая картинка).
– Накладываем один отрезок на другой таким образом, чтобы
входящий отрезок был короче выходящего.
Как видно из рис. 4.14, оба этих перехода наложены друг на друга.
Рис. 4.14. Пример решения проблемы НЕ остановки пешеходов
на красный свет
63
В результате завершающие переход пешеходы проходят красную
линию, а ожидающие разрешающего сигнала ждут.
4.2. Моделирование движения общественного транспорта
Общественный транспорт может передвигаться как в смешанном потоке, так и по отдельной полосе или дороге. В VISSIM ОТ
рассматривается отдельно от других видов транспорта (например,
индивидуального). Для организации движения ОТ необходимо ввести остановки и маршруты ОТ с указанием необходимых остановок
и расписания движения. Остановки ОТ могут создаваться как на
полосе, так и в кармане (ОТ останавливается в специальном уширении полосы выбранного отрезка). Уширение формируется путём
добавления параллельного отрезка (рис. 4.15,а) и двух соединительных отрезков (рис. 4.15,б).
Транспортные средства, приближающиеся к ОТ, который остановился для посадки и высадки пассажиров, попытаются обогнать
его по соседней полосе. Однако, если полоса для движения одна, то
они остановятся позади ТС, совершающего посадку/высадку паса)
б)
Рис. 4.15. Шаги создания остановки ОТ вне полосы
64
сажиров. По умолчанию, ОТ, покидающий остановку, будет иметь
преимущество движения при выезде из кармана.
Для размещения остановки на выбранном отрезке необходимо на
экране в меню слева выбрать кнопку Остановки ОТ. Затем с помощью Ctrl+ПКМ на выбранном отрезке в том месте, где нужна остановка, и определить её размеры (растянуть до нужной длины).
Появится диалоговое окно (рис. 4.16), в котором также можно
задать длину остановки и другие параметры во вкладке Базовые
данные.
Во вкладке Входящие пассажиры необходимо задать входящие пассажиропотоки, для чего ПКМ щёлкаем на свободную область в окне, затем выбираем пункт контекстного меню Новый…
(рис. 4.17).
В появившемся окне в столбце Нагрузка (рис. 4.18) задаём интенсивность пассажиропотока в час. Здесь же можно задать время начала и конца работы остановки и активировать её для маршрутов
ОТ (всех или выборочно).
В VISSIM возможно создание остановок, где для посадки/высадки пассажиров могут останавливаться сразу несколько маршрутных ТС. Для этого необходимо сделать длину остановки равной
Рис. 4.16. Задание параметров остановки
65
Рис. 4.17. Добавление нового пассажиропотока
Рис. 4.18. Задание нагрузки
66
сумме длин ТС плюс необходимая дистанция между ними, плюс необходимое расстояние спереди и позади ТС.
На многополосных отрезках для ОТ возможна остановка позади
другого остановившегося ТС. Кроме того, позади остановившееся
ТС может покинуть остановку раньше впереди стоящего, если для
такого манёвра достаточно места.
Если остановка расположена на однополосном отрезке (в кармане), то последующие ТС общего пользования не могут покинуть
остановки раньше предыдущего.
В программе ОТ включает в себя автобусы, троллейбусы и трамваи, обслуживающие последовательность остановок согласно расписанию. Время пребывания на остановках определяется заданным
временем распределения или из расчёта пассажиропотока. Данный
вид транспорта следует по специально отведённому маршруту и
остаётся в сети даже после окончания маршрутной линии. Поэтому
важно смоделировать линии ОТ таким образом, чтобы они заканчивались на конечном отрезке. Иначе ОТ остаётся в сети и передвигается по неопределённому маршруту.
Перед тем, как создавать маршруты ОТ необходимо удостовериться, что в сети существуют все необходимые остановки (рис. 4.19). По
умолчанию – остановки ОТ отмечены бардовым цветом.
Рис. 4.19. Контроль остановок ОТ
67
Рис. 4.20. Задание маршрутов ОТ
Для ввода маршрутов ОТ необходимо на экране в меню справа
активировать кнопку Маршруты ОТ. Затем, выбрав отрезок, зафиксировать щелчком с Ctrl+ПКМ начало (синий маркер) и конец (голубой маркер) маршрута (рис. 4.20), задействуя при этом все необходимые остановки.
Появится диалоговое окно Маршрут ОТ (рис. 4.21). Во вкладке
Базовые данные нужно выбрать тип ТС, распределение его скорости и прочие атрибуты.
Во вкладке Время отправления можно создать новый индивидуальный маршрут с помощью ПКМ из контекстного меню выбрать
Новый… (рис. 4.22).
Здесь можно задать время отправления от остановки, индивидуальный номер ТС, количество пассажиров, с которым ТС прибывает
к остановке (рис. 4.23).
Кроме того, можно задать интервал движения маршрутных ТС
с помощью нажатия на Создать стартовое время из контекстного
меню (см. рис. 4.22). Здесь определяется интервал времени, в течение которого действует данный маршрут, интервал движения меж68
Рис. 4.21. Ввод параметров маршрутов ОТ
Рис. 4.22. Работа с вкладкой Время отправления
69
Рис. 4.23. Задание параметров индивидуального маршрута
ду маршрутами, присваивается индивидуальный номер для каждого ТС, задаётся заполненность ТС пассажирами (рис. 4.24). В нашем
случае автобус ходит по маршруту с интенсивностью 30 авт/час,
в среднем каждый автобус заполнен 20 человеками.
Рис. 4.24. Задание интервала движения
70
Рис. 4.25. Расписание движения автобуса
В результате получаем расписание движения автобуса №1 (рис.
4.25).
После создания остановок и маршрутов необходимо задать, на
каких остановках будет останавливаться тот или иной маршрут, и
определить по какому принципу будет вестись расчёт времени пребывания на остановках.
Для того, чтобы маршрутное ТС останавливалось на остановке
необходимо её активировать (активная остановка становится окрашенной в красный цвет). Для этого надо выделить требуемый маршрут и, если желаемая остановка окрашена в зелёный цвет, т. е. не
активна, то нужно щёлкнуть по ней два раза левой кнопкой мыши и
в появившемся диалоговом окне выбрать опцию Остановка активна
рис. 4.26.
Если остановка находится в кармане, то порядок действий другой. Сначала необходимо выделить требуемый маршрут, напротив
остановки в кармане на маршрутной линии щёлкнуть Ctrl+ПКМ.
На линии появится точка (рис. 4.27,а). Нужно ухватить её левой
кнопкой мыши и дотянуть её до остановки (рис. 4.27,б).
Теперь остановка окрасилась в красный цвет. После активации
остановки необходимо определить её параметры. Для этого нужно
выполнить двойной щелчок левой клавишей мыши по активной
71
Рис. 4.26. Активизация остановки
а)
б)
Рис. 4.27. Этапы формирования остановки в кармане
72
Рис. 4.28. Задание параметров остановки
остановке. Появится диалоговое окно (рис. 4.28) для редактирования.
В заключении работы на остановочных пунктах можно поставить скамейки и павильоны, поставить освещение. Для вставки
остановочного павильона активируем в меню Объекты сети пункт
Статические 3D. C комбинацией Ctrl+ПКМ нужно кликнуть в том
месте, где необходимо поставить остановку, появится диалоговое
окно (рис. 4.29), в котором можно выбрать необходимое оформление.
После создание всех предполагаемых маршрутов и оформления
остановок, добавления 3D-инфраструктуры и пр. можно запустить
режим имитации (рис. 4.30, 4.31).
Замечание
При моделировании трамвайного движения по выделенным полосам целесообразно изобразить графически трамвайные пути (в
настройках Атрибуты отрезка) (рис. 4.32).
При совместном движении трамваев и других ТС необходимо
грамотно (на нужную полосу) располагать остановки трамваев, исключив при этом возможность останавливаться на них другому ОТ,
а в настройках Атрибуты отрезка (рис. 4.33) запретить движения
трамваев на тех полосах, которые не предназначены для этого (цифра 40 соответствует трамваю).
Для реалистичности изображения дорожного полотна на полосы
движения трамваев сверху накладываем по одному отрезку в каж73
Рис. 4.29. Оформление остановки
Рис. 4.30. Вид остановки в режиме имитации
74
Рис. 4.31. Вид с добавленной инфраструктурой
Рис. 4.32. Изменение атрибутов для трамвая
75
Рис. 4.33. Ввод запретов для движения трамвая
Рис. 4.34. Прокладка рельсов по проезжей части
дом направлении. В атрибутах этих отрезков меняем опцию Тип
изображения: Железная дорога (Дорога) (рис. 4.34). Таким образом,
мы «проложим» рельсы по проезжей части.
76
Лабораторная работа № 5
ДОБАВЛЕНИЕ В МОДЕЛЬ ПАРКОВОЧНЫХ МЕСТ,
ЗНАКОВ ПРИОРИТЕТА, ЗОН МАЛОСКОРОСТНОГО
ДВИЖЕНИЯ. АНАЛИЗ МОДЕЛИ
В данной работе будут рассмотрено добавление некоторых важных элементов дорожной сети, а также методика анализа модели
в среде VISSIM.
5.1. Добавление парковочных мест
Объект сети Автостоянки (рис. 5.1) используется в статических
маршрутах для моделирования парковки и остановки на обочине
дороги, а также на полосе для короткой остановки. В имеющуюся
модель Х-образного перекрёстка добавим места для параллельной
парковки по краю проезжей части.
Для этого при активном пункте меню Автостоянки по Ctrl+ПКМ
кликнем в том месте отрезка, где планируется размещение автопарковки (рис. 5.2).
Не отпуская кнопки мыши, растягиваем стоянку до необходимого числа машино-мест (рис. 5.3).
В появившемся диалоговом окне во вкладке Стоянки можно, например, отредактировать пункты Длина каждого места и Распределение времени на парковку (рис. 5.4).
Рис. 5.1. Активизация объекта Автостоянки
77
Рис. 5.2. Выбор необходимого отрезка дороги
Рис. 5.3. Формирование требуемого числа машино-мест
78
Рис. 5.4. Редактирование стоянки
Рис. 5.5. выбор подпункта меню Стоянка
79
Рис. 5.6. Решение маршрута типа стоянка
Далее необходимо «присвоить» стоянку. Присвоение стоянки
или парковочного места происходит с помощью решения маршрута
типа Стоянка и действует для указанной процентной доли ТС. Для
этого в меню Объекты сети выбираем пункт Маршруты ТС подпункт
Стоянка (рис. 5.5).
Ctrl +ПКМ щёлкаем на начало маршрута (маршрут разрабатывается для всех ТС, выехавших с перекрёстка), которое отображается
розовой чертой. Ведём курсор к первому парковочному месту, где
нажимаем правую клавишу мыши ещё раз, обозначая конец маршрута (голубая черта) (рис. 5.6).
При щелчке левой кнопки мыши внизу появится окно Решения
маршрутов к автостоянкам (рис. 5.7), в котором можно указать типы
ТС, для которых разрешена парковка, долю ТС, которые будут парковаться и продолжительность стоянки. Результат можно увидеть
в процессе имитации (рис. 5.8)
Для построения парковок более сложной конфигурации рекомендуется воспользоваться тренировочными примерами , кото80
Рис. 5.7. Указание типов ТС для стоянки
Рис. 5.8. Демонстрация работы стоянки в процессе имитации
81
рые можно найти в каталоге PTV VISSIM (путь …\PTV VISSIM 7\
Examples Training\Parking\...).
5.2. Регулирование движения. Добавление в модель знаков
приоритета
Правило приоритетного проезда конфликтных мест можно определить с помощью правил приоритета. Правила приоритета состоят
из одной стоп линии одного ил нескольких «конфликтных маркеров», которые связаны со стоп линией.
В зависимости от определённых условий, указанных для «конфликтного маркера», стоп линия разрешает или не разрешает проезд транспортным средствам. Для «конфликтного маркера» задаются два параметра (рис. 5.9):
– минимальный промежуток времени конфликта (конфликтное
время);
– минимальный интервал движения или конфликтное расстояние.
При свободном потоке движения по главной дороге наиболее существенным параметром является минимальный промежуток вре-
Рис. 5.9. Задание «конфликтных» времени и расстояния
82
Рис. 5.10. Рекомендации для установки правил приоритета
мени конфликта. При медленном потоке и заторовых ситуациях на
главной дороге существенным параметром является конфликтное
расстояние. Следует помнить, что действие стоп линии и конфликтного маркера распространяется только на определённые классы ТС.
Также следует учитывать следующие рекомендации для установки
правила приоритета (рис. 5.10)
5.3. Знак «Стоп»
Знак «Стоп» используется в следующих случаях:
– знак постоянного действия (совместно с правилами приоритета);
– дополнительная секция светофора (стрелка);
– кассы (таможня, кассы на платных магистралях и пр.).
Знак можно вставить при активном соответствующим пункте
бокового меню. Выделяем левой кнопкой мыши нужный отрезок и
кликаем правой кнопкой в том месте отрезка где нужно вставить
знак (если активен пункт Создать новый объект).
5.4. Ограничение желаемой скорости
Ограничение желаемой скорости вводится в местах, где необходимо постоянное изменение скорости. Каждое ТС получает желаемую скорость, как только пересекает место расположения огра83
ничения желаемой скорости. Типичное применение ограничения
желаемой скорости – участки ограничения скорости в реальной
ситуации.
5.5. Зоны малоскоростного движения
Когда необходимо смоделировать короткий участок дороги
с ограничением скорости (например, на поворотах, съезды и т. д.),
то рекомендуется применять зоны малоскоростного движения, т.к.
программа не ограничивает скорость на кривых.
При приближении к зоне малоскоростного движения ТС начинает снижать скорость для того, чтобы въехать на участок с уже
достигнутой новой желаемой скоростью. После проезда зоны малоскоростного движения ТС автоматически получает прежнюю желаемую скорость.
Расстановка зон выполняется аналогично вышерассмотренной
операции установки знака «СТОП». Рассмотрим расстановку зон
малоскоростного движения на примере Х-образного перекрёстка.
Для этого надо зайти в меню Объекты сети \ зоны малоскоростного движения и c комбинацией Ctrl + ПКМ кликнуть по выбранному
отрезку на повороте. Появиться окно где можно задать имя зоны,
время, на которое вводится ограничение скорости, классы ТС и желаемое значение скоростей для них. Нажимаем на край желтого
участка и протягиваем курсором мыши для формирования зоны.
Копированием зоны можно распространить на другие участки сети.
На рис. 5.11 показаны 4 зоны со скоростью 15 км/ч. На рис. 5.13 выделены 4 зоны со скоростью 30 км/ч.
На рис. 5.12 выделены 4 зоны со скоростью 25 км/ч.
Запустим режим имитации. Видим, что действие позволило
обеспечить плавность проезда перекрёстка во всех направлениях.
5.6. Анализ модели
Целью разработки транспортной модели и дальнейшего имитационного моделирования является анализ работы, построенной
микро-модели для выработки рекомендаций в целях совершенствования транспортных процессов. Например, для оптимизации изменить цикл светофорного регулирования, сделать реконструкцию и
пр. Анализ в VISSIM выполняется с помощью различных счетчиков. Например, при помощи счетчиков затора можно определить
длину затора (в динамике), а также максимальную длину затора.
Вначале необходимо включить необходимые опции и их настройки в пункте меню Анализ/ Конфигурация (рис. 5.14). В частности,
надо выбрать классы ТС, для которых выполняется анализ.
84
Рис. 5.11. Выделение зон со скоростью 15 км/ч
Рис. 5.12. Выделение зон со скоростью 25 км/ч
85
Рис. 5.13. Выделение зон со скоростью 30 км/ч
Рис. 5.14. Окно конфигурация анализа
86
Рассмотрим отдельно несколько возможностей, предоставляемых программой по части анализа модели, поскольку они могут использоваться независимо.
Сбор данных
В модель можно включить измерительные пункты, чтобы собирать данные о скорости, интенсивности движения и пр. Для этого
выбираем в меню Объекты сети \ Измерительные пункты. Кликаем
Cntrl+ПКМ в каких-либо местах перед светофорами на 2-х подходах
к перекрестку и переходим в Анализ \Определение измерений \ Сбор
данных. Появляется таблица, после нажатия правой кнопкой мышки Создать все по группам появляется 2 датчика, вводим имена,
например 1 и 2. В пункте меню Анализ\Конфигурация галочка Сбор
данных должна быть установлена. На вкладке Конечные атрибуты
можно определить по каким классам ТС или каким пешеходам собирать данные. Зададим Интервал 600с, Время от = 0 Время до = 600с
пусть для всех классов. Данное ограничение по времени действует в студенческой версии программы. В общем случае обычно сбор
данных выполняется за 1 час, т. е. 3600с. Установим также Удалить
предыдущие циклы имитации (или Сохранить конечные атрибуты
циклов имитации – Нет), т. е. данные будут собираться каждый раз
по-новому. Теперь можно запустить имитацию. Остановим процесс и
запустим еще раз в более быстром режиме (пункт Быстрый режим –
машины не едут, но расчет выполняется). Чтобы посмотреть результаты нажимаем Анализ \Списки результатов\ Сбор данных. В данном
меню добавляет необходимые детекторы. Пусть результаты выводятся по 2-м нашим детекторам с разбивной на интервалы по 600 с.
Видим измерения скорости, время в заторе, интенсивность проехавших ТС, ускорение, расстояния и пр. Полезным приемом является
во вкладке Конфигурация установить признак Запись всех циклов
имитации. Затем зайдя в меню Имитация \Параметры задать Шаг
случайного числа, с которого начинается расчет, и ставим, например,
25. Тогда можно наблюдать статистику сбора данных, что позволит
получать более достоверные результаты.
Определение времени в пути.
Время в пути измеряется на каждом отрезке в отдельности. После нажатия кнопки больше.. (см рис. 5.14) появиться окно для выбора места, где будет производиться подсчет (рис. 5.15).
Для вычисления времени в пути (среднее время проезда, включая время нахождение в заторе) необходимо установить место на87
Рис. 5.15. Выбор места для подсчета
чала и окончания измерений. Для этого активируем пункт меню
Время в пути ТС и выделим на исследуемом отрезке место начала и
конца измерений кликнув Ctrl+ПКМ. Пусть, например, начало измерений будет расположено на расстоянии 13.4 м, а конец измерений на 40.5 м на Отрезке 1. В появившемся окне надо задать параметры счетчика (рис. 5.16).
После выполнения имитации надо зайти в пункт меню Анализ/
Списки результатов/ Время в пути ТС (рис. 5.17)
После чего появиться окно с результатами анализа (рис. 5.18)
Рис. 5.16. Задание параметров счетчика
88
Рис. 5.17. Выбор для оценки времени в пути
Рис. 5.18. Окно с результатами анализа времени в пути для Счетчик 1
Определение длины затора
Для каждого интервала времени и для каждого счетчика затора
VISSIM умеет определять:
– среднюю длину затора;
– максимальную длину затора (в метрах) «вверх по течению»,
считая от счетчика затора;
– количество остановок, произведенное ТС в интервале времени,
при нахождении в пробке.
89
Заторы считаются от позиции счетчика затора на отрезке или
соединяющем отрезке до последнего ТС, которое въехало в условие
затора. Если затор имеется в нескольких направлениях, то счётчик
протоколирует их все и выдает максимальную длину затора.
Длина затора вычисляется до тех пор, пока ТС не перестанут
приближаться к концу затора. Длина затора выводится в единицах
длины, а не в количестве ТС.
Счетчик затора может размещаться на любом отрезке/соединяющем отрезке. Для его установки на экране в меню Объекты сети
необходимо выбрать пункт Счетчики заторов. Далее аналогично
работе со счетчиком Время в пути выделяется требуемый отрезок
дороги, задаются параметры счетчика. Для включения счетчика в
Анализ/Конфигурация… активируйте опцию Очереди.
Также следует указать классы ТС, для которых будет производиться расчет и установить интервал времени 600с. Для того чтобы
настроить параметры вывода нажмите напротив пункта активированной опции кнопку больше… При этом появиться диалоговое
окно (рис. 5.19), где задаются условия для включения счетчика.
Рис. 5.19. Задание параметров счетчика затора
90
Рис. 5.20. Окно с результатами очередей
После выполнения имитации надо войти в меню Анализ/ Списки
результатов/Длины заторов и посмотреть отчет (рис. 5.20). Отметим, что длина затора здесь выводится в метрах (в км), но не в количестве ТС.
Заметим, что счётчики Времени в пути и Длины затора устанавливают на каждом отрезке перекрёстка для того, чтобы можно
было сопоставлять данные, полученные после запуска и остановки
имитации, и выявлять те участки, где наибольшая длина затора и
время прохождения, т. е. где образуются «пробки». Причем, счётчики Времени в пути устанавливаются на среднем или полном расстоянии от начала длины отрезка до начала перекрёстка. Счётчики
Длины затора устанавливаются на среднем расстоянии от середины отрезка до начала размещения светофора.
Схемы размещения счетчиков демонстрируют следующие рисунки. Начало счётчика Времени в пути обозначается бледно-розовой
чертой, а конец бледно-зелёной. Счётчик Длины затора обозначается бледно-фиолетовой чертой.
На рис. 5.21 и 5.22 приведены примеры анализа некоторого реально существующего перекрестка. Можно сделать вывод, что наиболее проблемные участки – это участок № 4, 5, 8 и 2 (время в пути
и длина заторов самые большие).
Чтобы решить проблему затора в данном случае, необходимо
либо увеличить время горения зелёного сигнала светофора в на91
Рис. 5.21. Время в пути
Рис. 5.22. Длина затора
правлении, на котором возникает затор, либо сохранив цикл неизменным, добавить по ещё одной полосе движения в обе стороны.
Визуализация макропараметров транспортного потока
Для того, чтобы визуализировать в виде цветового решения параметров загрузки, плотности, скорости транспортного потока
в свойствах отрезка в меню Прочее следует активизировать пункт
Анализ отрезков. Установим длину сегмента, например, 10м, т. е.
92
каждые 10 метров дороги будут анализироваться макропараметры
потока. В пункте меню Анализ\Конфигурация галочки Отрезки и
Сбор данных должны быть установлены. Зададим Интервал 600с,
Время от = 0 Время до = 600с, для всех классов ТС. В левой панели
выбираем Измерительные пункты. С комбинации Ctrl+ПКМ поставим измерительные пункты на отрезке. Переходим в Анализ \Определение измерений \ Сбор данных. При щелчке ПКМ выбираем
Новый (или Создать (все по группам)) в результате чего появляется
таблица, в который будут формироваться результаты. В левой панели в пункте меню Отрезки выберем Редактировать графические параметры, затем в списке надо выбрать Применить цветовую схему.
Появится окно Редактирование цветовой схемы отрезка, где можно выбрать цвета для дискретных значений скорости. Те значения,
которые нас не интересуют (например, выше некоторого порога)
можно удалить. Далее, Сегменты\Выбор атрибутов и в фильтре
установим Ср.значения х Общий х Все типы. Теперь можно запустить имитацию с опцией Быстрый режим. После окончания процесса отрезок будет раскрашен в соответствии с установленными
цветами скорости ТП.
93
Заключение
Представленный в настоящем практикуме материал имеет целью дать студентам представление об устройстве интерфейса и методах работы в среде программы транспортного моделирования PTV
VISSIM. В результате выполнения лабораторных работ практикума
и последующего выполнения индивидуальных заданий студенты
приобретают навыки работы в современном пакете имитационного
моделирования транспортных процессов. Данное пособие являлось
введение в возможности программы, функционал которой значительно шире. Существует модуль динамического распределения
транспортных потоков, основанный на идее итерационного моделирования, модуль контроля экологических выбросов, расширенные
возможности Com – интерфейса.
Литература
1. Андронов С. А., Фетисов В. А. Введение в интеллектуальные
транспортные системы учеб. пособие. СПб.: ГУАП, 2017. 251 с.
2. A+S. Краткое руководство по выполнению проектов в PTV
VISSIM, 2014.
3. A+S. Рекомендации по приемке работ по микро-моделированию.
94
Содержание
Введение ...................................................................................
3
Лабораторная работа № 1. Изучение интерфейса
программы VISSIM.....................................................................
9
Лабораторная работа №2. Построение Т-образного пересечения ........
21
Лабораторная работа №3. Моделирование организации
дорожного движения на Х-образном перекрестке ...........................
40
Лабораторная работа № 4. Моделирование движения пешеходов
и движения общественного транспорта .........................................
55
Лабораторная работа № 5. Добавление в модель парковочных мест,
знаков приоритета, зон малоскоростного движения.
Анализ модели ..........................................................................
77
Заключение ..............................................................................
94
Литература ...............................................................................
94
95
Учебное издание
Андронов Сергей Александрович
МОДЕЛИРОВАНИЕ
ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ
НА МИКРОУРОВНЕ
Учебно-методическое пособие
в программе VISSIM
Публикуется в авторской редакции
Компьютерная верстка А. Н. Колешко
Сдано в набор 30.03.18. Подписано к печати 20.04.18. Формат 60 × 84 1/16.
Усл. печ. л. 5,6. Тираж 50 экз. Заказ № 181.
Редакционно-издательский центр ГУАП
190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
13 936 Кб
Теги
andronova, 0c955451e7
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа