Детерміновано-стохастична модель неоднорідного втотранспортного потоку

Abstract

Структуру транспортного потоку можна охарактеризувати за типами транспортних засобів, ступенем їхньої завантаженості об'єктами перевезення, а також режимами руху. Описати стан транспортного потоку та вивчити його характеристики допомагає математичне моделювання. З його допомогою для транспортної системи можна розробити низку моделей, які допоможуть вирішувати практичні завдання. Залежно від розв'язуваних завдань можна класифікувати моделі за підходами, описом та рівнем розв'язання задач. Виділяють декілька великих груп, класифікованих за підходами: макроскопічні, мікроскопічні, моделі клітинкових автоматів та ймовірнісні моделі. У класифікації за рівнем розв'язання задач виділяють прогнозні, імітаційні та оптимізаційні моделі. При моделюванні транспортних потоків слід враховувати велику кількість факторів з різними інтервалами змін: пропускну здатність дороги, якість дорожнього полотна, реакції водіїв, алгоритми роботи транспортних засобів. Аналізуючи ці чинники, можна зробити висновки, що транспортні потоки мають такі властивості, як: стохастичність, нестаціонарність, просторові і часові, а також інформаційні. Стохастичність виникає найчастіше через людський чинник. Поведінка транспортного засобу на дорозі можна спрогнозувати лише з певною ймовірністю, розподіливши транспортні засоби на групи. Таку поведінку неможливо описати лише законами механіки твердого тіла. Нестаціонарність відбувається через зміну погодних умов, стан дорожнього потоку, час доби, пору року. У сучасній науці транспортні моделі розглядалися з погляду двох підходів: імовірнісного, який використовує методи теорії масового обслуговування, та гідродинамічного, що зводить транспортний потік до вирішення рівнянь гідродинаміки. Серед підходів можна виділити також детерміновано-стохастичний, який використовується надалі для побудови моделі. Цей підхід враховує дві складові: детерміновану та стохастичну. У першій враховані та заздалегідь відомі всі фактори, що впливають на прийняття рішення, у другій є елемент невизначеності, що залежить від ймовірності маневрування автомобілів всередині потоку. Стохастичний підхід дає змогу диференціювання поведінки учасників дорожнього руху. Тому за його допомогою можна більш тонко налаштувати математичну модель. Викладені вище обставини вказують на актуальність розробки математичної моделі неоднорідного автотранспортного потоку, яка грунтується на детерміновано-стохастичному підході.