СТАЙНАЯ ПАРАДИГМА В МОДЕЛИРОВАНИИ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ НА ДОРОЖНОЙ СЕТИ

Аннотация

Стайная парадигма – это один из подходов к задаче группового управления робота-ми. Его идея состоит в том, что вместо выделения одного управляющего центра группа рассматривается как множество равноправных агентов, каждый из которых выбирает свое поведение самостоятельно, подчиняясь ряду относительно несложных правил; но в результате для группы в целом синтезируется желаемое поведение. Данная работа по-священа применению этого подхода к моделированию транспортного потока автомобилей на дорожной сети; таким образом, построенная система относится к классу микромоде-лей. В первой части работы описана используемая математическая модель, правила пове-дения для каждого автомобиля в потоке – правила выбора скоростей движения и правила перестроений с учетом окружающих автомобилей, исходя из правил дорожного движения и желаемой цели, разной у разных участников движения – автомобили въезжают на моде-лируемую развязку по разным дорогам и хотят проехать ее в различных направлениях. При этом логика правил одинакова для всех автомобилей, но конкретные численные значения параметров генерируются случайно для каждого автомобиля, реализуя различное поведе-ние («характер») различных агентов и различный стиль их вождения, от «чрезвычайно тихого вождения» до «агрессивного вождения». Во второй части работы представлен разработанный авторами с использованием этой модели программный симулятор. В за-ключительной части приведены результаты численных экспериментов с применением это-го симулятора для условного городского перекрестка и реальной московской транспортной развязки на пересечении Третьего транспортного кольца и Звенигородского шоссе. Иссле-дована зависимость фактической пропускной способности транспортного узла от интен-сивности транспортного потока и соотношения долей поворачивающих автомобилей и проезжающих перекресток прямо. В результате моделирования получены реалистичные зависимости между показателями – в частности, с ростом транспортной нагрузки поток сначала растет, но затем сокращается в связи с возникновением заторов и пробок, которые симулятор позволяет оценить наглядно.