Измерение и расчет параметров транспортных потоков:
методические указания к лабораторным работам
__________________________________________________________________________________
и интенсивность движения λ, подбирается поправка µ. Вычисляется среднее квадратичное отклонение S расчетных данных от экспериментальных данных.
Рис. 5 дополняем расчетным распределением интервалов. Дан- |
|
ные берем из столбца файла, который обозначен символом t1п, и |
|
С |
|
крайнего (справа) столбца со значениями вероятностей p. |
|
Для используемого примера имеем: tср = 24,9; µ = 1,126; λ = 145; |
|
S = 0,0096. Экспер |
ментальное распределение соответствует расчет- |
ному (см. р с. 5), что подтверждается небольшим значением среднего |
|
примыкающеймаг страли. |
|
квадрат чного отклонения S. |
|
|
Расчет слияния потоков |
б |
|
Целью расчета установление наибольшей интенсивности транс- |
|
портного потока, который может влиться в обследованный поток с |
|
Для расчета |
спользуем среднюю зависимость пространствен- |
ных нтервалов lп, м от скорости [2], приведенную на рис. 6. |
|
А |
|
Значение скорости потока V принимаем ориентировочно (по со- |
|
гласованию с преподавателем). По скорости V находим средний ин- |
|
тервал lп, вычисляем соответствующий ему временной интервал t, и |
|
по значениям накопленной вероятности s находим число вливающих- |
|
ся в поток автомобилей. |
Д |
|
|
|
И |
Рис. 6. Зависимость пространственных интервалов lП от скорости
21
Измерение и расчет параметров транспортных потоков: |
|
|
|
||||||||
методические указания к лабораторным работам |
|
|
|
|
|||||||
__________________________________________________________________________________ |
|||||||||||
|
Используем рассчитанные значения накопленной вероятности s, |
||||||||||
выведенные в конце файла rezpu.dat. Строим график функции s(V), |
|||||||||||
показанный на рис. 7. Дополнительно составляем табл. 4 со значе- |
|||||||||||
ниями интервалов t и вероятностями s. |
|
|
|
|
|
||||||
|
вероятность |
1,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Накопленная |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10,0 |
18,0 |
26,0 |
34,0 |
|
42,0 |
50,0 |
|||
и |
Интервал времени, с |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Рис. 7. Распределение накопленной вероятности интервалов |
||||||||||
|
б |
|
|
|
|
Таблица 4 |
|||||
t |
Распределение накопленной вероятности интервалов |
|
|||||||||
12,5 |
13,1 |
|
13,8 |
14,7 |
15,6 |
16,6 |
|
17,8 |
19,2 |
20,8 |
|
s |
0,0001 |
0,0004 |
|
0,0016 |
0,0048 |
0,0131 |
0,0321 |
0,0704 |
0,1388 |
0,2451 |
|
t |
22,7 |
24,9 |
А |
|
62,3 |
83,1 |
|||||
|
27,7 |
31,2 |
35,6 |
41,5 |
49,8 |
||||||
s |
0,3881 |
0,5528 |
0,7130 |
0,8426 |
0,9283 |
0,9737 |
0,9925 |
0,9984 |
0,9997 |
||
|
Для |
используемого |
примера |
принята |
скорость |
потока |
|||||
V = 70 км/ч. По графику (рис. 6) найден интервал lп = 90 м. Вычислен |
|||||||||||
временной интервал t = 3,6 |
Д |
|
|||||||||
lп / V |
= 3,6 90 / 70 = 4,6 с. |
|
|||||||||
|
Получаем: для выбранного примера с большой вероятностью |
||||||||||
между любой парой автомобилей дополнительно может вместиться |
|||||||||||
еще один автомобиль. |
|
|
И |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Пример выводов по работе |
|
|
||||||
Выводы по работе должны отражать уровень удобства движения, к которому относится поток, и вероятность слияния обследованного потока с примыкающим потоком.
Для приведенного примера обследованный поток имеет интенсивность движения 145 авт/ч и относится к свободному потоку уровня
22
Измерение и расчет параметров транспортных потоков:
методические указания к лабораторным работам
__________________________________________________________________________________
удобства A. Средний временной интервал t = 24,9 c. Экспериментальное распределение интервалов t удовлетворяет закону Пуассона.
Автомобили движутся с большими интервалами t > 12,5 c и на процесс слияние потоков существенные ограничения не накладыва-
ются. |
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
Порядок выполнения лабораторной работы |
||||
Выполнен е лабораторной работы и оформление отчета произ- |
||||
вод тся в следующем порядке: |
|
|||
лицу |
|
|
||
1. |
Изуч те оп санные выше основные положения. |
|||
2. |
Обра отайте сводку на людений. |
|||
3. |
Заполн те та |
с результатами обработки сводки наблю- |
||
|
обработки |
|
||
ден й (табл. 3). |
|
|
|
|
4. |
Постройте график экспериментального распределения интер- |
|||
валов (р с. 5). |
|
|
|
|
5. |
Зап ш те результаты |
сводки в файл isx.dat. |
||
6. |
Выполн те расчет параметров распределения по программе |
|||
obpua.exe. |
А |
|||
|
|
|
||
7. |
Дополните график экспериментального распределения рас- |
|||
четным распределением. |
|
|
||
8. |
Рассчитайте слияние потоков. |
|
||
9. |
|
|
Д |
|
Напишите выводы по работе. |
|
|||
Контрольные вопросы
1.Каким образом диапазон изменения пространственных интервалов разбивают на отрезки?
2.Для каких потоков можно применять распределение Пуассо-
на?
3.Каким образом рассчитывается процесс слияния потоков?
4.Каким образом рассчитывают минимальный интервал, требуемый для слияния потоков?
5.Каким образом оценивается соответствие экспериментального распределения закону Пуассона? И
6.Какое свойство транспортного потока отражает несимметричность распределения Пуассона?
7.Что является главным преимуществом закона Пуассона?
8.С какой целью применяют поправки к закону Пуассона?
23
Измерение и расчет параметров транспортных потоков:
методические указания к лабораторным работам
__________________________________________________________________________________
Лабораторная работа № 5 РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ МЕЖДУ
АВТОМОБИЛЯМИ ПО ЗАКОНУ ПИРСОНА
Цель работы: изучение распределения интервалов между автомобилями, движущимися в транспортном потоке, и практического его применен я для расчета слияния потоков.
Используемое оборудование: компьютер, программа obpir.exe
для расчета параметров распределения. Занятие проводится в вычис-
лительном классе. |
|
|
С |
|
|
Для выполнен я ла ораторной работы используются результаты |
||
й нтервалов в частично связанном или связанном транс- |
||
портном потоке, полученные по лабораторной работе № 3. |
||
|
Основные положения |
|
измерен |
||
|
Закон Пирсона типа III |
|
Длябописания частично связанных и связанных потоков приме- |
||
няют закон распределения Пирсона III типа. По закону Пирсона веро- |
||
ятность p появления интервалов t, c между автомобилями описывает- |
||
ся формулой [1]: |
p(t) = ak e–a t tk–1 / Г(k), |
|
|
||
|
А |
|
где k, a – коэффициенты функции; Г(k) – гамма функция. Дисперсия σ |
||
и средний интервал tср |
выражаются через коэффициенты функции p(t) |
|
формулами: t = k / a, |
Д2 |
|
σ = k / a . Значение гамма функции является в |
||
В формулу подставляют значения t, рассчитываютИвероятность p
иполучают функцию p(t) распределения временных интервалов t. Методика измерения включает 4 пункта, и отличается от мето-ср
дики, описанной в лабораторной работе № 3, лишь тем, что закон Пирсона применяется для потоков, относящихся к уровням удобства движения Б и В.
24
Измерение и расчет параметров транспортных потоков:
методические указания к лабораторным работам
__________________________________________________________________________________
Предварительная обработка сводки наблюдений
Обработка включает 3 пункта и аналогична методике, описанной в лабораторной работе № 3.
Определение диапазона изменения интервалов t.
По формуле (1) вычисляют среднее значение интервала tср. Минимальное значение диапазона принимают равным нулю. Макси-
мальное значен е принимают равным наибольшему интервалу ti и ок- |
|
ругляют в большую сторону до целого числа. |
|
отрезки |
|
Разб ен е д апазона на отрезки. |
|
СПервый участок диапазона (примерно 1/2 часть максимального |
|
значен я д апазона) раз ивают на небольшие отрезки (1 … 3 с), а |
|
второй участок – на |
в 2 раза больше (3 … 6 с). Начало и конец |
б |
|
отрезков указывают в стол це 2 табл. 5, средние значения отрезков tсj |
|
– в стол це 3, дл ны отрезков – в столбце 4. |
|
В качестве пр мера в та л. 5 приведены данные, полученные на |
|
четырех полосной магистрали пр. Мира г. Омска. |
|
А |
|
Расчет вероятностей. Расчет вероятностей и заполнение таблицы выполняются так же, как в лабораторной работе № 4.
О ра отка результатов измерений
Строим график, отражающий экспериментальное и расчетное распределение интервалов tj, используяДзначения tcj и pj (рис. 8).
На жестком диске компьютера создаем файл isx.dat в директории obpir. В файл записываем сначала число n отрезков, затем пары значений tcj и pj. Образец заполнения файла можно посмотреть в файле primer.dat. Файл isx.dat копируем в директорию obpir.
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
||
Пример обработки сводки наблюдений |
||||||||
j |
tНj … tКj |
tcj |
∆tj |
Aj |
aj |
pj |
|
|
1 |
|
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
0 |
… 1 |
0,5 |
1 |
1 |
0,01 |
0,010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
2 |
1 |
… 2 |
1,5 |
1 |
15 |
0,15 |
0,150 |
|
3 |
2 |
… 4 |
3 |
2 |
36 |
0,36 |
0,180 |
|
4 |
4 |
… 6 |
5 |
2 |
22 |
0,22 |
0,110 |
|
5 |
6 |
… 8 |
7 |
2 |
16 |
0,16 |
0,080 |
|
6 |
8 … 10 |
9 |
2 |
4 |
0,04 |
0,020 |
|
|
7 |
10 |
… 15 |
12,5 |
5 |
3 |
0,03 |
0,006 |
|
8 |
15 |
… 20 |
17,5 |
5 |
3 |
0,03 |
0,006 |
|
Сумма |
|
|
|
|
100 |
1 |
|
|
25