Оцінка ергономічної стійкості транспортного потоку на дільницях дорожньої мережі. Ідентифікація математичної моделі
Loading...
Files
Date
2023
Authors
Войтов, В. А.
Кравцов, А. Г.
Карнаух, М. В.
Горяїнов, О. М.
Козенок, А. С.
Бабич, І. А.
Vojtov, V.
Кravtsov, А.
Karnaukh, М.
Goryayinov, О.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
ЦНТУ
Abstract
Обґрунтовано структуру математичної моделі оцінки ергономічної стійкості транспортного
потоку на різних ділянках дорожньої мережі при дії зовнішніх збурень. Математична модель враховує
динаміку розвитку процесу. Крім градієнтів швидкості та щільності транспортних потоків враховуються
динамічні властивості транспортних засобів та багатосмугова дорожня мережа, а також час затримок на
пішохідних переходах та світлофорах. Показано, що динамічні характеристики транспортного потоку
описуються диференційним рівнянням третього порядку.
Отримано вирази для визначення коефіцієнтів підсилення та постійних часу, що входять у
диференційне рівняння. Обґрунтовані параметри, які є вхідним впливом та визначають стійкість
транспортного потоку, – це градієнти щільності та швидкості потоку. Обґрунтовані параметри, що
характеризують реакцію транспортного потоку на обурення, – це постійні часу, фізичний сенс яких
полягає в інерційності всіх ланок, що входять у модель. The paper discusses the structure of the mathematical model featuring assessment of the ergonomic
stability of the traffic flow in various sections of the road network under the influence of external disturbances,
which is the result of structural identification. The mathematical model differs from the known ones in that it
takes into account the dynamics of the process development. In addition to the gradients of speed and density of
traffic flows, the research takes into account the dynamic properties of vehicles and the multi-lane road network,
as well as the time of delays at pedestrian crossings and traffic lights. The dynamic properties of the traffic flow
are described with a third-order differential equation.
The mathematical model is parametrically identified; expressions for determining the gains and time
constants included in the differential equation are obtained. The input parameters impacting and affecting the
stability of the traffic flow are substantiated – these are the gradients of the density and speed of the flow. The
parameters characterizing the response of the traffic flow to disturbances are substantiated – these are time
constants, the physical meaning of which is the inertia of all links included in the model.
The study presents expressions for determining the gains and time constants included in the differential
equation. The gain coefficient K1 characterizes the degree of influence of the density of the traffic flow on the
reaction time of the driver. The gain coefficient K2 characterizes the influence of the degree of dynamism of the
traffic flow on the time of delays during movement and loss of stability. The gain coefficient K3 characterizes the
degree of influence of a change in the traffic situation on the delay time when moving in the stream and loss of
stability. The value of the time constant T1 characterizes the inertia of the driver depending on the density and
intensity of the traffic flow. The value of the time constant T2 characterizes the inertia of the car and is expressed
in the ability to maneuver. The value of the time constant T3 characterizes the inertia of changing the traffic
situation.
Description
Keywords
транспортний потік, моделювання, динамічна модель, структурна ідентифікація, параметрична ідентифікація, градієнт щільності, градієнт швидкості, коефіцієнт підсилення, постійна часу, transport flow, modeling, dynamic model, structural identification, parametric identification, density gradient, speed gradient, gain coefficient, time constant
Citation
Оцінка ергономічної стійкості транспортного потоку на дільницях дорожньої мережі. Ідентифікація математичної моделі / В. А. Войтов, А. Г. Кравцов, М. В. Карнаух [та ін.] // Центральноукраїнський науковий вісник. Технічні науки : зб. наук. пр. - Кропивницький : ЦНТУ, 2023. - Вип. 7(38). - Ч. 1. - С. 236-245.