Аналіз існуючих підходів


В мегаполісах та великих містах існують плани розвиткі міст. Ці плани розраховані на десятиліття, вимагають великих капіталовкладень і не є ефективними, бо не враховують або не точно враховують динаміку росту міста. Плани складають організаційно без врахування особливостей транспортних потоків.

Останнім часом для більш гнучкого планування міст почали використовувати імітаційне моделювання транспортних потоків (рис.1).

На сьогоднішній день в світі існує безліч спеціальних систем для моделювання транспортних потоків, наприклад, TRANSIMS, PARAMICS, EMME/2, SATURN і ін. Існуючі підходи до моделювання можуть бути класифікований залежно від рівня детальної модельованого процесу:

1. Моделі макро-рівня описують транспортний потік як ціле, сукупність всіх транспортних засобів. Значущі параметри — густина трафіку і т.д. Основна область застосування цього типу моделей — аналіз транспортної системи великого об'єму, тобто сітей магістралей і міжрегіональних дорожніх мереж.

2. Моделі мікро-рівня характеризуються описом окремих транспортних засобів і взаємодій між ними. Моделі цього класу показують поведінку окремих учасників дорожнього руху, що підкоряються правилам поведінки і взаємодії транспортних засобів. Правила поведінки містять додаткові стратегії для управління швидкістю і прискоренням. В даний час мікроскопічні моделі використовуються для моделювання трафіку на окремих перехрестях і їх сукупностях.





Рис.1. Класифікація моделей імітаційного моделювання



Імітаційне моделювання як метод дослідження подібних об'єктів представляється обіцяючим підходом до рішення цієї проблеми: воно дозволяє швидко і з доброю точністю прогнозувати характеристики складних систем подібної природи і оптимізувати істотні параметри, вибираючи відповідні параметри оптимізації.

Разом з тим всі науковці відмічають таку особливість транспортних систем як неможливість побудови адекватної аналітичної моделі, що дозволяла б досліджувати варіанти управління в цій системі і її характеристики в різних умовах. Причиною цьому є присутність людського чинника: водії автомобілів поводяться на дорозі і реагують на різні події по-різному, не завжди передбачено, що значно ускладнює аналіз такої системи. Таким чином, дорожній рух є техносоціальною системою, що і визначає його специфіку як об'єкту управління. Навіть розглядаючи тільки технічні аспекти управління дорожнім рухом, необхідно мати на увазі, що цей об'єкт вельми своєрідний і складений з погляду управління його властивостями.

В свій час в колишньому Радянському Союзі були спроби використовувати автоматизовані системи керування дорожнім рухом (АСКДР) (рис.2), де об'єктом управління був транспортний потік, що складався з технічних засобів (автомобілів, мотоциклів, автобусів і так далі). На жаль відсутність однозначних алгоритмів їх функціонування (а тому висока залежність від досвіду оператора), висока вартість та низька надійність апаратної бази не сприялди їх широкому застосуванню.

При рішенні проблеми організації міського руху і управління транспортними потоками в міжнародній практиці широко використовується система Інтелектуальної Транспортної Інфраструктури, здатної ефективно управляти існуючою дорожньо-вуличною мережею доріг з урахуванням її густини і пропускної спроможності.





Рис. 2. Принципова схема автоматизованої системи керування дорожнім рухом



У всьому світі використовування Систем Інформаційного Забезпечення Транспорту (Intelligent Transportation Systems, далі ITS) зростає з кожним роком. Під ITS розуміють застосування сучасних технологій зв'язку, управління, комп'ютерного устаткування і програмного забезпечення для поліпшення ефективності і безпеки роботи наземного транспорту.

Абревіатура ITS, що з'явилася в США, стала міжнародно визнаним скороченням для Систем Інформаційного Забезпечення Наземного Транспорту. Упровадження ITS значно змінило всю структуру наземних перевезень в світі. В 1991 р. Конгресом США був прийнятий спеціальний законодавчий акт ISTEA, про збільшення пропускної спроможності автомобільних доріг, зменшення або виключення транспортних заторів, підвищенні рівня безпеки руху за рахунок широкого застосування передових сучасних технологій.

Міністерство Транспорту США, в цілях реалізації задач поставлених Конгресом, розробило Стратегічний План. Незалежні експерти оцінили, що реалізація цього плану, дозволить до 2011 року понизити збиток від перевантаженості міських доріг на 8%, зберегти при цьому більше 3000 життів і уникнути приблизно 400 000 ДТП в рік. Крім того, оцінка Стратегічного Плану також показала, що міста, які використовують ITS, зможуть зменшити завантаженість доріг до 2011 р. приблизно на 20 %, у результаті десятки мільйонів водіїв в США отримають вигоду від розвитку ITS.

Використання ITS дає високий позитивний ефект за короткий час з мінімальними витратами і за попередньою оцінкою дозволяє скоротити затримки транспорту на 15 – 40%, скоротити об'їм емісії вихлопних газів на 10 – 28%, підвищити безпеку руху і понизити вірогідність виникнення заторів.

В сучасних умовах мало хто уявляє розвиток транспортних систем без використовування останніх досягнень інформаційних технологій і систем зв'язку. Для позначення симбіозу двох високих технологій навіть введений спеціальний термін – телематика. Найяскравіший приклад використовування досягнень телематики на транспорті – система збору платні за користування автомагістралями вантажними автомобілями в Німеччині. На основі телематики з'явилася можливість автоматизувати управління певними функціями транспортних систем і далі створити повністю автоматичні системи. Наприклад, автоматична система швидкісного транспорту АКТ компанії Bombardier Transportation.

Використовування телематики в управлінні транспортних систем дозволяє кардинально підвищити ефективність і якість їх роботи. Тому транспортні системи з використанням автоматизованих систем управління, побудованих на основі телематики, отримали у всьому світі спеціальне найменування – інтелектуальні транспортні системи (ІТС). Відмітна ознака ІТС – автоматичне (або з мінімальною участю оператора) формування керуючих дій в режимі реального часу на об'єкти ТС. Для цього в системі повинен функціонувати зворотний зв'язок, що забезпечує автоматичну передачу оперативних даних про роботу об'єктів транспортних систем в блок керування.