Требования к пакетам, предназначенным для моделирования трафика на микроуровне
 

Имитационные пакеты, предназначенные для построения моделей транспортной сети на микроуровне, должны обладать рядом характерных свойств. Это сопряжено со спецификой прикладной области. Процесс построения модели транспортного узла за-ключается в построении схемы транспортных сообщений, расположении на них знаков дорожного движения и светофоров, указания маршрутов перемещения транспортных средств. В модели необходимо задать категории транспортных средств, параметризо-вать их, задать правила поведения водителя, создать поток автомобилей и т. д. При мо-делировании трафика необходимо учитывать, что поведение водителя не является по-стоянным и строго заданным, а меняется в зависимости от состояния окружающей сре-ды: близлежащих полос, скорости и плотности потока, дорожных ограничений, свето-форов и т.д. В целом, модель транспортного узла (ТУ) состоит из совокупности объек-тов, выполняющих определенные функции в транспортной сети. Важной особенностью является то, что объекты модели находятся в динамически изменяющейся среде и должны реагировать на эти изменения. Можно выделить следующие категории объек-тов ТУ.
• Объекты, имитирующие транспортные средства (ТС):
- общественный транспорт;
- частный транспорт;

• Объекты, из которых проектируется транспортная сеть:
- транспортные сообщения;
- полосы движения;
- маршруты передвижения;

• Атрибуты транспортной сети, которые управляют потоком транспортных средств:
- группы светофоров;
- знаки дорожного движения и т. д.
Все эти типы объектов можно условно разделить на группы активных и пассив-ных объектов.
К активным объектам можно отнести объекты, имитирующие поведение ТС и обладающие способностью менять свое состояние в ходе моделирования. Транспорт-ные средства должны передавать информацию в окружающую среду, принимать ее из среды и корректировать согласно ее состоянию свое поведение. Перемещаясь по лини-ям сообщений, транспортное средство должно учитывать такие факторы, как:
• скорость потока, в котором перемещается;
• сигналы, посылаемые светофором;
• расположение знаков дорожного движения;
• маршрут;
• информацию о близлежащих полосах и едущих рядом других транспортных средствах и т.д.

В свою очередь, сами ТС должны уметь передавать информацию о себе окру-жающим его активным объектам:
• текущую скорость движения;
• событие принятия решения о смене полосы, повороте;
• физические показатели (ширина, длина кузова), тип ТС.

К пассивным объектам можно отнести:
• объекты, имитирующие группы светофоров;
• объекты, имитирующие знаки дорожного движения;
• маршруты, транспортные сообщения, полосы.
Каждый из этих объектов обладает набором свойств, характеризующих его со-стояние. Эти свойства могут быть постоянными для объектов транспортной сети и ди-намически изменяющимися в ходе работы модели. Например, объект, имитирующий ТС, должен обладать характеризующими его техническими (скорость разбега, мощ-ность двигателя и т. д.) и физическими свойствами (вес автомобиля, ширина, длина ку-зова и т. д.). К динамически изменяющимся свойствам автомобиля относятся его теку-щая скорость, ускорение, время реакции, внимание водителя. Значения этих показате-лей могут меняться в ходе моделирования под воздействием условий окружающей сре-ды.
В таких пакетах также должна быть предусмотрена возможность сбора и анализа статистики трафика на ТУ. В результате имитационный пакет для моделирования транспортного узла дол-жен обладать библиотеками, обеспечивающими выше перечисленные возможности. Итак, можно выделить следующие классы библиотек, необходимых для решения задач транспортного моделирования:
• библиотеки ТС, содержащие классы ТС с возможностью их параметризации;
• библиотеки, позволяющие строить пути транспортных сообщений и задавать маршруты передвижений;
• библиотеки знаков дорожного движения и светофоров;
• библиотеки инструментов для сбора статистики и ее обработки.
Безусловно, специализированные имитационные пакеты должны позволять строить анимацию, визуализировать работу ТУ.
В работе рассматривалась задача разработки таких библиотек в имитационном пакете AnyLogic. Одной из отличительных особенностей пакета AnyLogic является то, что в нем реализован агентный принцип моделирования, который позволяет задавать индивидуальные поведения объектов в системе и взаимодействие этих объектов с ок-ружающей средой. Этот принцип как нельзя лучше может быть использован для моде-лирования индивидуального поведения водителя ТС – агента на транспортной сети.
Однако в самом пакете нет специализированных библиотек, позволяющих при-менять его для моделирования трафика на микроуровне, и для решения таких задач требуются значительные трудозатраты со стороны разработчика модели, причем в большей степени на уровне программирования.
Поэтому была поставлена задача расширить возможности пакета библиотеками для моделирования трафика.

 
назад

вперед