Разработка системы моделирования и анализа трафика.

Введение 3
Глава 1. Анализ и математическое моделирование 6
1.1 Анализ 6
1.2 Ключевые элементы планирования городской инфраструктуры 8
1.3 Модель 10
1.3.1 Модель следования за автомобилем 11
1.3.2 Модель смены полосы движения 12
1.3.3 Модель дистанции между водителями 13
1.4 Интеллектуальная модель водителя 14
1.5 Модель дорожной сети 18
Глава 2. Реализация системы 20
2.1 Дорога 20
2.2 Симуляция 20
2.3 Автомобили 21
2.4 Генераторы транспортных средств 25
2.5 Светофоры 28
2.6 Кривые 29
2.7 Примеры 30
Глава 3. Система анализа 32
Глава 4. Финансовое и документационное обеспечение информационной системы 42
4.1 Расчет технико-экономического обоснования проекта 42
4.2 Обоснование целесообразности 42
4.3 Оценка уровня качества разрабатываемого ПО 42
4.4 Организация и планирование работ по разработке проекта 45
4.5 Расчет затрат на разработку проекта 48
Заключение 52

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность: ожидается, что к середине этого века глобальные пасса-жирские и грузовые перевозки значительно увеличатся. В связи с этим, по оценкам специалистов, необходимо построить 25 млн. км новых дорог и за-планировать появление 335000 км новых трасс. Дорожная инфраструктура оказывает огромное влияние на нашу жизнь. Она задаёт внешний вид наших городов, объединяет сообщества и определяет способ нашего передвижения. Дорожная инфраструктура включает в себя физические активы, такие как са-ми дороги, а также все, что с ними связано, например, автобусные остановки, терминалы для грузовых автомобилей, вывески, дренаж и такие сооружения, как мосты или туннели. Кроме того, будущая дорожная инфраструктура должна решать прогнозируемые проблемы, такие как увеличение численности городского населения и рост загрязнения воздуха. Чтобы обеспечить каждому устойчивый постоянный доступ к транспорту, городам необходимо надежное планирование инфраструктуры и управление ею. Планирование дорожной инфраструктуры гарантирует, что транспортные системы эффективны, без-опасны и рассчитаны на будущее.
Применение программного обеспечения (ПО) в процессах разработки транспортных развязок приведёт к повышению производительности труда, разработке более эффективных решений и экономии ресурсов. В России су-ществует постоянный, особый спрос на разработку, апробацию и внедрение программных продуктов под определенное производство или отдельные опе-рации. Для решения подобного рода задачи и выполнена данная работа.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Анализ
В современном мире информационные технологии используются по-всеместно, в т.ч. в моделировании, построении и анализе городской среды, дорог и дорожного трафика, коммуникаций. Само моделирование потока трафика имеет ряд преимуществ.
Одним из них является генерация данных без реального мира. Вместо то-го, чтобы тестировать новые идеи о том, как управлять транспортными си-стемами в реальном мире или собирать данные с помощью датчиков, можно использовать модель, выполняемую на программном обеспечении, для про-гнозирования транспортного потока. Это помогает ускорить оптимизацию и сбор данных в системах трафика. В итоге моделирование оказывается более дешёвой и быстрой альтернативой реальному тестированию.
Для обучения моделей машинного обучения требуются огромные набо-ры данных, сбор и обработка которых могут быть сложными и дорогостоя-щими. Процедурная генерация данных путём моделирования трафика может быть легко адаптирована к точному типу необходимых данных.
Безусловно, когда речь идёт о транспортном потоке, в первую очередь имеется в виду уровень пробок и пропускная способность дорог. Компания TomTom, например, собирает и публикует свой индекс трафика. Так, в 2021 году из 404 проанализированных городов 60 имели рейтинг 33% и более. Это значит, что среднее время поездки в городе на 33% больше, чем оно было бы при идеальных условиях. По данным исследований TomTom[1], жители горо-дов из первой десятки рейтинга проводят в пробках в среднем по 30-40 минут ежедневно. С полным списком можно ознакомиться в Приложении 1.
Специалист-проектировщик, деятельность которого связана разработкой дорожных систем, должен иметь представление об основных принципах ис-пользования дорог и дорожных развязок. Однако, для получения подобного опыта, необходимы не только теоретические знания, но и полный анализ про-ектируемой сети.
Перекрёсток – это область, пересекаемая двумя или более дорогами. Его основная функция заключается в том, чтобы направлять транспортные сред-ства к их месту назначения в соответствующем направлении. Транспортные развязки – это сложные места на любой магистрали. Это связано с тем, что автомобили, движущиеся в разных направлениях, стремятся одновременно занимать одно и то же пространство. Кроме того, пешеходы также использу-ют то же пространство для пересечения дорог.
Водители должны принимать решение за долю секунды на перекрестке, учитывая его маршрут, геометрию перекрестка, скорость и направление дру-гих транспортных средств и т. д. Небольшая ошибка в проектировании может стать причиной тяжелых аварий. По этой же причине могут образовываться пробки и заторы, в зависимости от типа, геометрии и управления перекрест-ком.
Общий транспортный поток зависит от производительности таких транс-портных развязок. Это также влияет на пропускную способность дороги в це-лом. Таким образом, как с точки зрения аварийности, так и с точки зрения пропускной способности, изучение перекрестков очень важно для дорожного движения.
В настоящий момент в Российской федерации урбанистика, как наука, претерпевает упадок. У этого есть и исторические аспекты. Большинство го-родов заложены ещё до изобретения автомобилей, а следовательно, не были рассчитаны на такой поток транспорта.
Темпы роста и развития перманентно увеличивались, и ко второй поло-вине 19 века ситуация на дорогах усложнилась. Требовался общественный транспорт, и в 1870-е годы была пущена конка, в начале 20 века – трамвай. Но города развивались ещё быстрее, автомобилей и трамваев становилось всё больше и больше, и в 1920-е годы на улицах страны возникали уже серьёзные транспортные проблемы. И трамваи, которые ходили повсеместно, станови-лись уже помехой для автомобильного движения. Пересечение потоков трам-вайного, автомобильного и гужевого транспорта вызывало страшные заторы.
Во второй половине 20 века во многих странах урбанистика приобрела характер серьёзной науки, повышающий как облик города, так и инфраструк-туру в целом. Многие современные агломерации были спроектированы имен-но в тот период. В то же время, в России невозможно было перестроить горо-да, имеющую такую историческую застройку, да и автомобиль не был досту-пен каждому жителю в той же степени, как странах Европы и Америки.
Лишь к концу 20 века, когда ситуация на дорогах стала приобретать ужа-сающий характер, встал вопрос о реконструкции и осовременивании дорож-ной сети[16]. Но так как урбанистика не развивалась в ногу со временем, вы-ход был найден лишь один – использовать успешные решения зарубежных коллег и применять их на местах для обновления транспортных развязок. К сожалению, такой подход не всегда полезен и виной тому есть несколько причин:
• Разность законодательных актов и ограничительных законов на строительство дорог;
• Различные задачи, решаемые объектами строительства;
• Невозможность добиться той же эффективности сети, особенно ес-ли она строилась комплексно, то есть все развязки связаны друг с другом в одну большую систему;
• Ограничения строительства в исторических центрах городов;
Таким образом, все перенимаемые решения должны быть тщательно проанализированы, смоделированы и учитывать все аспекты движения имен-но в данном конкретном месте.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки