МОДЕЛЮВАННЯ СТАБІЛЬНОСТІ ТРАНСПОРТНОГО ПОТОКУ В УМОВАХ ВИКОРИСТАННЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗОВАНОГО КЕРУВАННЯ ШВИДКІСТЮ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ

Анотація

У статті розглянуто проблему забезпечення стабільності транспортного потоку в умовах зростання інтенсивності дорожнього руху та поширення систем автоматизованого керування швидкістю транспортних засобів. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю підвищення ефективності функціонування автомобільного транспорту, зменшення коливань швидкості руху та запобігання виникненню транспортних заторів.
Метою роботи є розроблення аналітичної моделі стабілізації транспортного потоку з урахуванням просторової неоднорідності щільності руху та параметрів автоматизованого керування швидкістю.
У роботі запропоновано узагальнену математичну модель транспортного потоку, яка враховує динаміку взаємодії транспортних засобів у колоні, просторові зміни щільності та вплив систем автоматизованого керування. На відміну від класичних моделей слідування за автомобілем, запропонований підхід передбачає розширену взаємодію транспортних засобів із урахуванням інформації про декілька попередніх транспортних засобів, а також вплив просторових градієнтів щільності.
На основі розробленої моделі виконано аналітичне дослідження стійкості руху та чисельне моделювання процесів поширення і затухання збурень швидкості та щільності. Встановлено, що збурення швидкості мають хвильовий характер і за умов стійкості поступово затухають уздовж транспортної колони. Показано формування локальних зон підвищеної та зниженої щільності, що відповідає закономірностям поширення транспортних хвиль.
Побудовано фундаментальну діаграму, яка підтверджує наявність залежності між щільністю та інтенсивністю руху і визначає критичний режим, за якого досягається максимальна пропускна здатність дороги. Досліджено вплив параметрів автоматизованого керування швидкістю, зокрема ступеня врахування інформації про транспортні засоби попереду, на стабільність руху. Встановлено, що їх оптимізація сприяє зменшенню коливань швидкості та підвищенню стабільності транспортного потоку.
Практичне значення отриманих результатів полягає у можливості їх використання для оцінювання ефективності алгоритмів автоматизованого керування швидкістю та підвищення пропускної здатності автомобільних доріг в умовах функціонування інтелектуальних транспортних систем.