Модель управления системой дорожные условия - транспортные потоки

<4 5 678 9 10 >

Комплекс ВАДС и систему ДУ – ТП можно рассматривать как децентрализованную систему обслуживания со случайными стохастическими входами. К этим входам относят спрос на пользование дорогами со стороны транспортного потока, т.е. его интенсивность и состав движения N = f (ТП), а также возмущающие воздействия окружающей среды = f (C). Модель двухуровневого управления функционированием системы ДУ – ТП включает в себя стратегическое, или программное, и оперативное, или текущее, управление.

Модель состоит из следующих основных блоков (рис. 2.3):

1 - нормативные характеристики параметров дороги (НПД); 2 - проектные характеристики параметров дороги (ППД); 3 - сумматор (сравнитель) первого уровня управления; 4 - блок выбора оптимальных управляющих решений I уровня

(ОУI); 5- нормативные характеристики состояния дорог (НСД); 6 - фактические характеристики состояния дороги (ФСД); 7 - сумматор II уровня управления; 8 - блок выбора оптимальных решений II уровня (ОУII).

I уровень управления (стратегическое или программное) системой ДУ – ТП состоит в назначении и выборе параметров и характеристик дороги на стадии

проектирования и в полноте реализации этих решений в процессе строительства или реконструкции. Сюда же входит обоснование мощности и ресурсов дорожно-эксплуатационной службы для обеспечения требуемого уровня содержания дороги, исходя из принятых проектных решений в конкретных условиях эксплуатации дороги.

II уровень управления (оперативное или текущее) состоит в назначении и

реализации мероприятий по содержанию и ремонту дороги, организации и обеспечению безопасности движения в период эксплуатации.

Большое влияние на эффективность второго уровня управления оказывают

основные параметры и характеристики дороги, принятые на первом уровне ( и - принятые на I уровне и влияющие на фактическое состояние и нормативные требования к состоянию дороги).).

Выходными характеристиками модели управления являются конечные показатели функционирования комплекса ВАДС и системы ДУ–ТП: приведенные затраты (Е), себестоимость перевозок (S), производительность автомобилей (П), скорость (v), безопасность движения (К_а) и др.

Рис. 2.3. Модель двухуровневого управления функционированием системы ДУ-ТП

Алгоритм управления системой ДУ–ТП состоит в следующем. На основе анализа многолетнего опыта работы дорог с различной интенсивностью движения в различных природно-климатических условиях разрабатывают технические нормативы и требования проектирования дорог (ГОСТ, СНиП), которые должны обеспечивать принятые в нормах выходные характеристики функционирования системы ДУ–ТП (вектор х₁). Эти выходные характеристики могут быть обеспечены только при определенных нормативах содержания дорог и организации движения (НСД), которые принимаются в проекте. На стадии проектирования, исходя из перспективной интенсивности и состава движения (вектор N = f (ТП)) и погодно-климатических условий (вектор = f (C)), определяют фактические проектные параметры дороги (ППД), которые должны обеспечивать проектные выходные параметры функционирования комплекса (вектор х).

Проектирование обычно идет методом подбора оптимального варианта и определения рассогласования, т.е. отличия проектных значений выходных параметров от нормативных. При наличии этого рассогласования принимают оптимальное управляющее воздействие I уровня ОУI, т.е. вносят коррективы в проектные решения. Переменными I уровня управления являются основные технические параметры и характеристики дорожно-эксплуатационной службы.

Особое место на первом уровне управления занимает этап создания дороги с принятыми проектными показателями, т.е. этап строительства. От полноты и точности реализации проектных решений, их улучшения или ухудшения в процессе строительства во многом зависит качество будущей дороги.

На II уровне управления, исходя из фактического технического уровня построенной дороги (векторы ), фактической интенсивности и состава движения, реальных погодно-климатических условий и уровня содержания дороги, формируется ее фактическое состояние (ФСД) и выходные характеристики функционирования комплекса ВАДС (вектор у). Сравнивая эти характеристики с нормативными (вектор у_Ф), в блоке 7 определяют рассогласование второго уровня управления В зависимости от его величины назначают управляющее воздействие второго уровня (U_II) или первого уровня (U_I)

К числу переменных второго уровня относят характеристики состояния дороги, организации движения и уровня содержания (прочность, ровность сцепные качества, разметка, знаки, скользкость, снежные отложения и т.д.).

Многие рассогласования могут быть устранены средствами содержания дорог, т.е. воздействиями второго уровня. При возрастании интенсивности движения и воздействий погодно-климатических условий, которые, постепенно накапливаясь, приводят к ухудшению состояния дороги, управляющие воздействия II уровня не обеспечивают нормального функционирования.

Требуется управляющее воздействие I уровня - ремонт или реконструкция дороги, что приводит к изменению постоянных параметров и основных транспортно-эксплуатационных характеристик дороги, т.е. параметров аппарата обслуживания. При отсутствии управляющих воздействий в начальной стадии происходит самоуправление или саморегулирование, которое выражается в изменении скорости движения транспортного потока и пропускной способности.

Между выходными характеристиками и вектором спроса N есть обратная связь Z. Чем лучше дорога, тем больше она привлекает автомобилей и наоборот.

Математическая модельзадачи управления системой ДУ - ТП относится к классу задач о принятии решения в условиях неопределенности, поскольку успех управления зависит от трех групп факторов и условий:

• заранее известные условия (например, район проложения дороги, его природные условия);

• условия, зависящие от управляющего органа или задаваемые им элементы решения, которые могут изменяться в заранее заданных пределах (геометрические параметры дороги, уровень ее содержания и т.д.);

• неизвестные в каждый данный момент факторы (например, метеорологические условия, интенсивность и состав движения и т.д.).

Как следует из модели и алгоритма управления функционирования системой ДУ – ТП основным этапом формирования качества этого функционирования является проектирование дороги.

Однако во многих случаях при проектировании дорог условия их будущей эксплуатации учитываются плохо, параметры и характеристики дорог рассчитываются только на обеспечение движения в теплое время года, а условия движения в неблагоприятные осенне-весенние и зимние периоды не учитываются.

Проектные организации освобождены от ответственности за транспортно-эксплуатационные характеристики дорог в процессе эксплуатации.

Недостаточная изученность всего многообразия реальных условий работы дорог, их неполный учет или пренебрежение ими при проектировании и строительстве наносят значительный ущерб транспортно-эксплуатационным показателям дорог в процессе эксплуатации.

Дорожно-эксплуатационная служба вынуждена устранять не толькозакономерно возникающие изменения в дороге, но и ошибки и упущения проектировщиков и строителей, поскольку на нее возлагается вся ответственность перед потребителями за качество и состояние дороги, независимо от того, когда и как она была построена.

Необходимо изучать особенности работы дорог в различных условиях с тем, чтобы совершенствовать методы проектирования, строительства и эксплуатации дорог.

В этом отношении происходит определенный прогресс. Так, в СНиП 2.05.02 - 85 впервые предусмотрен ряд требований, направленный на более полный учет условий и эксплуатации при проектировании, введены обязательная оценка проектных решений по показателям обеспеченности скорости, безопасности движения в неблагоприятные периоды года с учетом затрат на ремонт и содержание дорог. Введено принципиально новое понятие расчетной скорости.

Под расчетной скоростью понимают максимальную обеспеченную по условиям безопасности движения, взаимодействия с дорогой и динамическим характеристикам скорость легкового автомобиля на увлажненном покрытии в эталонных условиях погоды, которым соответствует летний период года при температуре воздуха 20 ^оС, его относительной влажности 50 %, отсутствии ветра и атмосферно давлении 1013 МПа. (760 мм рт. ст.)

В неблагоприятных погодно-климатических условиях допускается снижение максимальной обеспеченности скорости по сравнению со скоростью, принятой при проектировании элементов плана и продолжительного профиля, но не более 25 % в расчетные по условиям движения осенне-весенний и зимний

периоды и, как исключение, не более 50 % в зимний период при гололеде, метелях и сильных снегопадах. Исходя из этих требований, должны назначаться проектные решения.

Контрольные вопросы