Моделирование транспортных потоков на стадии проектирования

Автомобилизация наряду с положительным влиянием на экономику и социальное развитие несет в себе и отрицательные последствия, связанные с большим числом дорожно-транспортных происшествий (ДТП), погибших и раненых, огромным материальным ущербом, негативным влиянием на экологическое состояние городской среды, загромождением улиц стоящими автомобилями.
Причиной заторов на дорогах является поступление потока машин, превышающего их пропускную способность из-за увеличения потока в часы «пик» или снижения пропускной способности дороги. Есть несколько способов предотвращения заторов: увеличение пропускной способности дорог: расширение дорог; строительство переходно-скоростных полос; использование интеллектуальных транспортных систем; оптимальная организация дорожного движения; регулирование доступа к дорогам: взимание дорожной платы; ограничение въезда; ограничение стоянки.
Строительство новых и реконструкция существующих объектов дорожной инфраструктуры представляется наиболее очевидным и кардинальным решением проблемы перегруженности города. Для уменьшения количества транспортных заторов объективно необходимы реконструкция наиболее загруженных участков автомагистралей, строительство обходов наиболее насыщенных городских зон в целях отвода из них транзитных потоков. В то же время, строительные решения обладают высокой капиталоемкостью и требуют значительных затрат времени.
Опыт многих крупных мегаполисов мира показывает, что строительство новых и реконструкция существующих магистралей и дорог при постоянном росте количества транспортных средств не позволяют полностью сократить разницу между пропускной способностью и уровнем спроса на автомобильные перевозки, так как ввод в действие нового участка магистрали приводит к резкому росту осуществляемых по ней перевозок.
В целом ряде случаев в международной практике проблема перегруженности городских дорог решается за счет повышения эффективности управления дорожным движением, в том числе благодаря внедрению и развитию современных интеллектуальных транспортных систем (ИТС), способных обеспечить управление дорожным движением на существующей УДС без увеличения плотности дорожной сети. Однако есть более дешевый и не менее действенный метод борьбы с заторами – это создание оптимальной схемы организации дорожного движения путем анализа различных смоделированных схем организации движения.

До самого последнего времени экономическое обоснование реконструкции и строительства автомобильных дорог производилось на основе прямого расчета грузовых потоков между населенными пунктами, а пассажирские потоки брались коэффициентом от грузового движения, возрастающего по мере автомобилизации. Однако после того как потоки легковых автомобилей на подходах к городам стали преобладающими, старый метод оказался совершенно непригодным. В этих условиях наиболее адекватными становятся методы косвенного расчета.

Основной идеей косвенного расчета было использование гравитационной аналогии в виде вероятностной интерпретации, получившей впоследствии наименование обобщенной гравитационной модели. Исследование закономерностей городского движения с помощью косвенного моделирования применялась в Санкт-Петербурге еще в начале XX века.

Дальнейшее развитие моделирования городских транспортных потоков движения происходит в нескольких направлениях:

а) использование новейших методов анализа временных рядов с помощью скользящего спектрально-временного анализа (так называемые СВ АН-диаграммы);
б) адаптация стандартных табличных процессоров для расчета матриц корреспонденций и других характеристик движения с помощью агрегации исходных данных и применения различных конкретных моделей;
в) использование в моделях закономерностей, выявленных за последние сорок лет, в частности, пространственной самоорганизации населения и характеризующих ее параметров;
г) использование процедур обработки экспертных оценок;
д) создание адекватных моделей укрупненного или косвенного расчета основных характеристик.

Получение модели транспортного потока на стадии проектирования автомобильной дороги или улицы позволяет создать новую или оптимизировать существующую транспортные схема, оптимизировать работу светофорных объектов с учетом имитации потоков пешеходов на дорогах и в зданиях. Это позволяет экономить на стадии строительства и эксплуатации.

Заключение

Проектирование – один из типов деятельности наряду с другими, как-то: управление, планирование, программирование, исследование и так далее.

Проектирование не следует путать ни с искусством, ни с естественными науками, ни с математикой. Это сложный вид деятельности, в котором успех зависит от правильного сочетания всех этих трех средств познания; очень мала вероятность добиться успеха путем отождествления проектирования с одним из них [2].

Проектирование является неустранимо объектно-ориентированной деятельностью (так же, как деятельность исследования и познания). Но одна полагает объекты для того, чтобы описать и выявить, а другая – для того, чтобы трансформировать и преобразовать.

Реализация проекта и его дееспособность в значительной степени зависят от того, насколько полно используются имеющиеся ресурсы. Традиционно под термином «ресурсы» часто подразумевают только финансовые средства, деньги.

Вместе с тем, ресурсы (от французского resource – вспомогательное средство) – это совокупность самых разнообразных средств, возможностей и способностей, которые можно задействовать в достижении желаемых целей и задач. Любая организация характеризуется различными видами ресурсов – материальными (технико-технологическими), экономическими (финансовыми), человеческими, информационными, организационными и др.

Отметим следующие специфические особенности проектной деятельности [6]:

- результатом проектной деятельности является информация, описывающая модель объекта, который необходимо создать;

- процедуры проектирования преобразуют информационное представление реального объекта в некотором конечном пространстве;

- некоторые преобразования информации при проектировании нельзя отобразить в виде математических соотношений;

- проектирование имеет характер коллективной деятельности;

- проектирование можно разделить на внешнее и внутреннее;

- проектирование, как правило, имеет итерационный характер;

- для принятия решений используются различные научно-технические знания.

На современного проектировщика возложена огромная ответственность. Реализуя проект сегодня, мы обязательно должны думать о завтрашнем дне. Неудачные проекты также нельзя оставлять без внимания. Вероятно, требуется тщательный анализ неудач и просчетов в этом уровне деятельности, анализ ее средств, методов, форм организации в их историческом становлении [7].

Философы различным образом объясняли мир, инженеры изменяли его и продолжают изменять сегодня. Философ Эдмунд Гуссерль поставил перед философами задачу, которую также можно отнести и к инженерам-проектировщикам, а именно — быть «служителями гуманности». Ибо задача проектировщика не только измерять пространство, но и, сознавая свою этическую и социальную ответственность, создавать пространство для действительно достойной человека жизни.