Алгоритм управления транспортными потоками

     На  основе уравнений (1) и (2) и функции  представленной на рисунке 4 был разработан алгоритм управления транспортной сетью, который реализуется в сервисе моделирования.

     В модели случайного движения машин в  городе ("классическое движение") уравнение (1) не используется, т.к. интервалы  времени включения светофоров являются фиксированными и не могут динамически  изменяться, а используется только уравнение (2) и данные рисунка 4.

     Для тех сетей, в которых результаты моделирования показывают, что  динамическое изменение интервалов времени переключения светофоров в данном городе для предотвращения пробок является принципиально возможным возможно использование сервиса динамического управления.

4. Заключение

     Транспортная  сеть с точки зрения математического  моделирования и управления является очень сложным и плохо изученным  объектом. Для этого, в качестве примера, можно выбрать сеть какого либо крупного города (например, Москвы). На рис.1 показана часть Московской дорожной системы  в районе метро Савеловская, которая представляет собой граф, вершины которого связаны между собой произвольным образом, случайным числом от 3 до 5 связей. 

     Рис.1. Пример дорожной сети современного мегаполиса (дорожная карта взята с ресурса  www.yandex.ru, http://maps.yandex.ru/moscow).

     Между узлами сети (перекрестками) по связям (дорогам) перемещаются автомобили, потоки которых регулируются светофорами. Они открывают на некоторое время, то или иное направление движения. Когда интенсивность движения увеличивается, то автомобили начинают скапливаться и образуется очередь. Когда число  машин в очереди достигает  для данного i-направления на j-перекрестке  некоторого критического порога (обозначим  его Li,j) возникает пробка. Кроме того, надо учитывать, что образование пробки - коллективный согласованный процесс, обусловленный событиями, происходящими одновременно на множестве соседних узлов.

     Управлять потоками машин можно динамически  изменяя интервалы времени переключения светофоров. При управлении светофорами (изменение интервалов включения/выключения) необходимо использовать модели, описывающие  динамику транспортных потоков с  учетом их коррекции, в результате мониторинга  числа входящих и выходящих с  перекрестка машин, а также материального  баланса общего числа машин, находящихся  в данный момент в транспортной системе. Кроме того, необходимо учитывать, что  соседние узлы транспортной сети создают  взаимосвязанные потоки.

     Решение проблемы транспортных пробок можно  разделить на следующие задачи:

• Разработка математической и информационной модели работы транспортной сети города.
• Создание программно-аппаратного комплекса, осуществляющего мониторинг и управление движением в транспортной сети города.
• Разработка сервисов моделирования транспортной сети, управления транспортной сетью и предоставления пользователям (водителям) текущей и прогнозируемой информации о состоянии системы и рекомендации о выборе направления движения.

5. Список  литературы

     1. Алешкин А.С., Жуков Д.О. Новый  подход к моделированию информационно-вычислительных  сетей. // Журнал «Приборы и системы.  Управление, контроль, диагностика», М.: Научтехиздат, 2007, №9, c.35-40.

     2. Лесько С.А., Гусаров А.Н., Жуков Д.О. Моделирование полихронной динамики обработки стохастических заявок. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М.: Научтехиздат, 2008, №6. с. 30-36.

     3. Алешкин А.С. Использование теории перколяции для анализа влияния топологии регулярных информационно-вычислительных сетей на надежность их работы // Технологии Microsoft в теории и практике программирования: Тр. V Всерос. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Центральный регион. Москва, 1 - 2 апреля 2008 г. - М.: Вузовская книга, 2008. -с. 49-50.

     4. Жуков Д.О., Алешкин А.С. Влияние  топологии случайных сетей на  процессы перколяции // Научная сессия МИФИ-2008. Сборник научных трудов. В 15 томах. Т.11. Технологии разработки программных систем. Информационные технологии. М.:МИФИ, 2008, с.172-173.

     5. Алешкин А.С., Пыльнева Ю.И. Численное моделирование процессов перколяции данных в информационно-вычислительных сетях, имеющих регулярную топологию // Технологии Microsoft в теории и практике программирования: Тр. V Всерос. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. Центральный регион. Москва, 1 - 2 апреля 2008 г. - М.: Вузовская книга, 2008. - с. 47-48.

     6. Жуков Д.О., Алешкин А.С. Динамическая  модель обработки стохастических  данных // Научная сессия МИФИ-2008. Сборник научных трудов. В 15 томах.  Т.11. Технологии разработки программных  систем. Информационные технологии. М.:МИФИ, 2008, с.170-171.

     7. Жуков Д.О., Алешкин А.С., Савостьянова  А.В. Анализ влияния топологии  регулярных информационно-вычислительных  сетей на надежность их работы  с использованием теории перколяции. // Научная сессия МИФИ-2008. Сборник научных трудов. В 15 томах. Т.12. Информатика и процессы управления. Компьютерные системы и технологии. М.:МИФИ, 2008, с.52-53.