Delist.ru

Структурно-параметрический синтез систем управления дорожно-транспортной инфраструктурой (05.09.2007)

Автор: Михеева Татьяна Ивановна

Таким образом, необходим комплексный взгляд на создание ИТС, обеспечивающей нормальное (безопасное) функционирование транспортной инфраструктуры урбанизированной территории.

Во второй главе в качестве основной (модельной) проблемы рассматривается задача управления транспортными потоками. Для ее решения производится декомпозиция ПрО «Организация дорожного движения» на классы объектов, являющихся основой для структурно-параметрического синтеза системы управления дорожно-транспортной инфраструктурой. На основе гибридных технологий синтезируются модели этих классов. Рассматриваются критерии качества многоуровневой системы, оценки зонального управления ТП.

При решении задачи структурного синтеза использование таксономических моделей позволило произвести иерархическую декомпозицию ПрО: произвести разноуровневое упорядочение абстракций и установить регламент межклассовых отношений. Модель ПрО представляется тетрадой: МПрО =< МУДС, МТСОДД, МТП, МУТП >:

модель УДС определяется классами: Участок, Узел, Дуга;

модель ТСОДД определяется классами: Дорожный_Знак, Светофорный_Объект, Дорожная_Разметка;

модель ТП определяется классами: Скорость, Интенсивность, Плотность;

множество задач управления ТП (УТП) определяется классами задач, решаемых в рамках ИТС: Мониторинг_Состояния_Объектов_ПрО, Управление_ТП_ и_Перевозочным_Процессом, Информационное_Обеспечение_Участников_ Движения.

Интеграция информационных технологий, используемых при проектировании и эксплуатации системы управления дорожно-транспортной инфраструктурой, осуществляется за счет синтеза гибридной модели на основе ООП, с использованием аппарата теории графов и реляционной алгебры и многослойной визуализации, обеспеченной геоинформационной технологией.

Модель улично-дорожной сети

Агрегатное построение модели УДС позволяет рассматривать с единых позиций сети разных размеров, конфигурации и вариантов организации движения. Декомпозируем УДС на стандартно описываемые элементы – участки дороги (рис. 2, а). Отображение модели УДС на электронной карте в среде ГИС дает возможность использовать типы визуальных моделей: точки, линии, полигоны. Первоначально определим полигональные участки УДС.

(реализует отношение «is_a» – является объектом класса). Любой объект класса «Участок» имеет характеристики (обладает имманентными свойствами – реализует отношение «has_a»):

– каждому типу поставлено в соответствие число: «перегон» – 1; «перекресток» – 2, «пешеходный переход» – 3; «железнодорожный переезд» – 4;

– для исключения совпадения координат участка при отображении его на «плоской» карте. Значение уровня участка, расположенного в тоннеле («под землей»), кодируется отрицательным числом, число 0 соответствует расположению участка «на земле»; значение уровня участка, расположенного на многоуровневой развязке («над землей») соответствует уровню транспортной развязки и кодируется числами от +1 и выше;

) вершин многоугольника на плоскости для дальнейшего его отображения на электронной карте в среде ГИС;

Для описания УДС с несколькими полосами движения с учетом направления движения по ним ТП дополнительно введем объекты: узел и дугу (рис. 2, б, в), являющиеся элементами ориентированного графа. Ввиду разреженности графа УДС, описывающего большой город, резонно использовать способ его хранения в виде списков смежных вершин (рис. 2, г).

– перегонам УДС, что затрудняет решение задач управления ТП. В модели, рассматриваемой в работе, используется специальный граф, вершины которого на перекрестке – соответствуют стоп-линиям на подходах к перекресткам, на пешеходном переходе и железнодорожном переезде – являются границами участка, на перегоне – соответствуют границам участка и точкам возможного разветвления потоков, а дуги – всевозможным путям проезда ТП по следующему за текущим участку УДС. Узел является точечным объектом ГИС, дуга – объектом-линией.

Граф УДС является помеченным: весом дуги выступает: число полос в каждом направлении, вид покрытия, интенсивность ТП, тип регулирования и др. В зависимости от решаемой задачи вес дуги выбирается или вычисляется по формуле из заданного набора параметров объектов. В качестве пометки дуги графа УДС может выступать интеллектуальная функция, позволяющая принять решение в распределении ТП по сети. При решении задач классификации в качестве пометок дуги графа УДС могут выступать «качественные» (несравнимые) характеристики дуги: тип дуги «перекресток» не совпадает с типом дуги «пешеходный переход».

Рисунок 2. Модель а – улично-дорожной и б – транспортной сети; в – граф УДС

г – представление графа в с помощью списков смежных вершин

Для синтеза модели транспортной сети на основе графовой и геоинформационной моделей введем отношения расположенности «is_located» и связанности «is_connected». Отношение расположенности регламентируется геокоординатами узла и участка.

УДС тогда и только тогда, когда он расположен на этом участке:

Дуга всегда принадлежит только одному участку:

Модель технических средств организации дорожного движения

Для синтеза модели дислоцированного на УДС ТСОДД воспользуемся отношением расположенности «is_located».

Определим правила дислокации ТСОДД на участке (дуге) УДС.

??????y?'??????????$??O?j

7регламентирующего вид управляющего воздействия, оказываемого определенным типом ТСОДД.

Модель управляющего воздействия ТСОДД на транспортный поток МУВ представляется триадой: МУВ = < МТСОДД, МКО, МЗУВ >, где МТСОДД – модель вида ТСОДД, МКО – модель компоновки объектов ТСОДД, МЗУВ – модель зоны управляющего воздействия.

. Зона управляющего воздействия включает в себя участки УДС, на которые направлено воздействие ТСОДД. Зона определена сечением, перегоном, перекрестком, магистралью или регионом (областью транспортной сети). Сечение может являться верхней или нижней границей зоны управляющего воздействия. Например, зоной действия дорожного знака «Ограничение высоты» является сечение дороги, для которого существует подобное ограничение; светофор воздействует на участок, на котором он установлен – это перегон или перекресток; дорожный знак «Главная дорога» может распространять свое действие как на один участок «перегон», так и на несколько участков УДС, начиная с того участка, на котором он установлен до его отмены.

Объект ТСОДД является весовой характеристикой дуги тогда и только тогда, когда существует участок такой, что объект дислоцирован на участке, на котором расположена эта дуга. Объект ТСОДД воздействует на ТП, движущийся в направлении, определяемом дугой:

– множество имманентных свойств участка, на который дислоцируется дорожный знак; B – булево множество.

такой, что:

допустима ГОСТом Р 52289; (1)

0, если установка недопустима.

Например, для установки согласно (1) дорожного знака «5.5 «Дорога с односторонним движением» построенный предикат имеет вид:

= ((NEXT.Rows_Back=0)((NEXT.Rows_Dir<>0))(

((PREV.Type= «Перекресток»)( (Rows_Back<>0)((Rows_Dir<>0)),

– атрибуты (имманентные свойства) участка: Rows_Dir, Rows_Back – рядность в прямом и обратном направлениях.

на участок УДС построенный предикат имеет вид:

– табличные переменные ГОСТ Р 52289. Предикаты допустимости дислокации для каждого типа светофора строятся по аналогии с (1).

загрузка...