Материал: 825

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Измерение и расчет параметров транспортных потоков:

методические указания к лабораторным работам

__________________________________________________________________________________

1. Выбор участка дороги. Измерения выполняют на дорогах, имеющих от 4 до 6 полос. Интервалы измеряют на одной полосе, указанной преподавателем. Число замеров N обычно принимают равным

100.

2. Обеспечен е случайного порядка измерений. Для исключения системат ческ х погрешностей обычно измеряют интервал между автомоб лем, находящ мся ближе всех к сечению, и следующим за ним

автомоб лем.

 

 

С

 

наблюдений. Сводка наблюдений пред-

3. Подготовка

ставляет собой та л цу, имеющую три столбца. В столбцы записы-

вают: номер пары автомо илей, интервал времени и диапазон, в кото-

ром располагается

нтервал.

 

4. Выполнен е замеров. При прохождении через сечение бампе-

сводки

 

ра первого автомо

ля запускают секундомер, и останавливают его

при прохожден второго

. Записывают номер пары и ин-

тервал ti в сводку на людений. Повторяют измерения до достижения

числа замеровавтомобиляN.

Предварительная о работка сводки наблюдений

А Для определения диапазонаДизменения временных интервалов

находят максимальное tmax значение интервала в сводке и округляют его в большую сторону с шагом 10 с. Минимальное значение tmin при-

нимают от 0 до 10 с.

нимальное значение диапазона принимают равно tср / 2. Максимальное значение принимают равно наибольшему интервалу ti, и округляют в большую сторону до целого числа.

По формуле (1) вычисляют среднее значение интервала tср. Ми- И

Диапазон измерения разбивают на отрезки. Пусть tНj и tКj начало и конец отрезка номер j. Поскольку функция распределения является нелинейной, то применяют отрезки разной величины. В начале и конце диапазона используют большие отрезки (5 … 10 с), а в середине диапазона величину отрезков берут меньше (2 … 4 с). Общее число отрезков не должно превышать 20. Подсчитывают средние значения

времени tсj = (tНj + tКj) / 2 на интервалах и длины отрезков tj = tКj tНj. Рассчитывают частоты Aj пар автомобилей, для которых интер-

валы располагаются в каждом отрезке tj. Вычисляют частости aj = Aj / N.

16

Измерение и расчет параметров транспортных потоков:

методические указания к лабораторным работам

__________________________________________________________________________________

Порядок выполнения лабораторной работы

Выполнение лабораторной работы и оформление отчета производится в следующем порядке:

1.

Изучите описанные выше основные положения.

2.

Заготовьте лист с таблицей сводки наблюдений.

3.

Под руководством преподавателя студенты в составе полови-

ны группы пр бывают на участок магистрали.

4.

 

(наметить) на полосе сечение.

5.

Провед те 100 замеров временных интервалов на заданной

С

 

полосе дв жен я, заполняя сводку наблюдений. Каждый студент

должен выполн ть часть замеров.

6.

Под руководством преподавателя студенты возвращаются в

учебную ауд тор ю.

7.

Найд

м нимальное и максимальное значение временных

Провести

интервалов.

 

8.

Выполн те предварительную обработку сводки наблюдений:

 

диапазон изменения интервалов на отрезки;

разбейтезаполните третий стол ец сводки наблюдений;

– рассчитайте частости пар автомобилей, скорости которых рас-

полагаются во всех отрезках.

9.

Постройте гистограмму распределения частостей интервалов,

вид которой соответствуетАгистограмме, показанной на рис. 1.

 

 

Контрольные вопросы

 

 

Д

1.Как измеряется временной интервал?

2.Каким образом временные интервалы связаны с пространственными интервалами?

3.Каким образом рассчитывают число автомобилей, проходящих через сечение дороги, используя значение среднего временного интервала?

4.Почему при обследовании транспортного потока не измеряют пространственные интервалы?

5.Почему в транспортном потоке нет автомобилей, движущихся

смалыми временными интервалами?

6.С каким средним интервалом движутся автомобили в свободном потоке? И

17

Измерение и расчет параметров транспортных потоков:

методические указания к лабораторным работам

__________________________________________________________________________________

7.С каким средним интервалом движутся автомобили в частично связанном потоке?

8.Каким образом контролируют правильность обработки сводки наблюдений?

С

Лабораторная работа № 4

 

РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ

МЕЖДУ АВТОМОБИЛЯМИ ПО ЗАКОНУ ПУАССОНА

Цель работы: зучение распределения интервалов между автомоб лями, дв жущимися в транспортном потоке, и практического его применен я для расчета слияния потоков.

Используемое о орудование: компьютер, программа obpuac.exe

для расчета параметров распределения. Занятие проводится в вычис-

 

 

классе.

лительном

Для выполнен я ла ораторной работы используются результаты

измерен

нтервалов в сво одном транспортном потоке, получен-

ные по

 

ра оте №3.

 

лабораторной

 

 

Основные положения

 

 

Закон Пуассона

 

 

А

 

 

Д

Число автомобилей n, проходящих через сечение дороги за вре-

мя τ и временные интервалы t между автомобилями являются случай-

ными величинами. Распределения их значений описываются законами, разработанными в теории вероятностейИ. Универсальных законов,

описывающих распределения при различной интенсивности λ, авт/ч, не существует. Поэтому при решении практических задач организации дорожного движения (ОДД) используют разные законы, а также их комбинации [3].

Распределение Пуассона часто применяется в практике [2]. Закон Пуассона описывает вероятность p прохождения числа n автомо-

билей через сечение дороги за время измерения τ. Функция распределения p(n) выражается формулой

p(n) = eλ τ (λ τ)n / n!,

где n! = 1 2 … n, принимают 0! = 1.

18

Измерение и расчет параметров транспортных потоков:

методические указания к лабораторным работам

__________________________________________________________________________________

В формулу подставляют целые числа n и рассчитывают вероятность p. Размерность интервалов τ и t приводят к часам. По значениям

n находят интервалы t =τ / n и получают функцию p(t) распределения временных интервалов t.

Вычисляют интегралы функции p(t) для различных значений

интервала τ и получают функцию s(t) накопленной вероятности s. Функция s(t) описывает вероятность прохождения через сечение до-

роги автомоб лей, движущихся с интервалами менее или равно τ. Распределен е Пуассона справедливо при небольших интенсив-

ностях дв жен я λ до 100 авт/ч (по одной полосе), что соответствует

уровню удобства дв жения A. Для расширения области применения

С

 

закона пр меняют поправку µ:

 

p = eµ λ τ (µ λ τ)n/n!,

где µ 0,5 … 1,5. Значение µ задает смещение функции в сторону

больш х (µ < 1)

меньших ( µ > 1) интервалов. Распределение Пу-

ли

ассона с поправкой применяют при интенсивности движения до 150

авт/ч (по одной полосе).

О ра отка сводки наблюдений

б

 

А

Результаты о ра отки сводки наблюдений сводят в табл. 3, где в качестве примера приведены данные, полученные на четырех полос-

ной дороге.

 

 

 

 

 

 

Таблица 3

Пример обработки сводки наблюдений

j

tНj tКj

 

tcj

tj

Aj

aj

pj

 

1

2

 

3

4

5

6

И

 

7

 

 

 

 

 

Д

 

1

10 … 15

 

12,5

5 1 0,01 0,002

2

15 … 20

 

17,5

5

15

0,15

0,020

 

3

20 … 23

 

21,5

3

36

0,36

0,097

 

4

23 … 26

 

24,5

3

22

0,22

0,080

 

5

26 … 29

 

27,5

3

16

0,16

0,053

 

6

29 … 32

 

30,5

3

4

0,04

0,043

 

7

32 … 37

 

34,5

5

3

0,03

0,008

 

8

37 … 42

 

39,5

5

3

0,03

0,004

 

9

42 … 50

 

46

8

 

 

0,0013

 

Сумма

 

 

 

 

100

 

 

 

В первый столбец таблицы записывают номер отрезка j. Начало tНj и конец отрезков tКj указывают в столбце 2. Средние значения вре-

19

Измерение и расчет параметров транспортных потоков:

методические указания к лабораторным работам

__________________________________________________________________________________

мени на отрезках tсj = (tНj + tКj) / 2 записывают в столбец 3. Длины от-

резков tj = tКj tНj записывают в столбец 4.

Частоты Aj, найденные при выполнении лабораторной работы №3, записывают в столбец 5 таблицы. Контролируют сумму частот, которая должна быть равна числу замеров N.

СВычисляют частости aj = Aj / N, заполняют столбец 6 таблицы.

Вычисляют вероятности pj = aj / tj и заполняют столбец 7.

троят граф к (рис. 5), отражающий экспериментальное рас-

пределен е временных интервалов, используя значения tcj и pj.

Обработка результатов измерений

Обработка данных, имеющихся в табл. 3, выполняется по про-

б

 

 

 

грамме obpua.exe. Программа находится на компьютере в директории

obpuac жесткого д ска. Данные записываем в файл isx.dat. Сначала в

ифайл зап сываем ч сло отрезков, затем пары значений tcj

и pj. В файле

primer.dat меется пример заполнения файла isx.dat. Для составления

файла спользуйте редактор Блокнот. Программа obpua.exe позволяет

 

 

А

 

 

дополнительно редактировать данные вручную.

 

 

 

0,120

 

 

Д

Вероятность

0,100

 

 

0,080

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,060

 

 

 

 

 

 

 

 

0,040

 

 

 

 

И

 

0,020

 

 

 

 

 

0,000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

10

20

30

40

50

60

 

 

 

 

Интервал времени, с

 

 

 

 

 

Рис. 5. Экспериментальное ()

 

 

 

 

и расчетное (––) распределение интервалов

 

Результаты обработки выводятся программой в файл rezpu.dat.

По программе вычисляются средний временной интервал

 

 

 

 

 

tср = n

(t j pj ) / n t j

 

 

 

 

 

 

j =1

 

j =1

 

 

20