Вариант моделирования синхронизации трамвайного движения со светофорным регулированием
Another Title
Modeling option of tram movement synchronization with traffic signal control
Bibliographic entry
Кустенко, А. А. Вариант моделирования синхронизации трамвайного движения со светофорным регулированием = Modeling option of tram movement synchronization with traffic signal control / А. А. Кустенко, Д. В. Капский, О. Н. Ларин // Транспорт и транспортные системы: конструирование, эксплуатация, технологии : сборник научных статей / Белорусский национальный технический университет ; редкол.: С. В. Харитончик (гл. ред.), Д. В. Капский, С. В. Богданович [и др.]. – Минск : БНТУ, 2025. – Вып. 7. – С. 116-127.
Abstract
Целью данного исследования является разработка аналитической модели расчета времени прибытия трамвая к светофорным объектам (СФО) с учетом случайных отклонений и создание алго- ритма оптимизации времени отправления для минимизации задержек на всем маршруте движения. Основная задача состоит в устранении излишних простоев трамвая у СФО путем оптимизации сдвигов светофорных фаз и определении оптимального времени отправления трамвая от СФО. В статье представлена математическая модель прогнозирования времени прибытия трамваев к СФО с учетом стохастических факторов дорожного движения (ДД). Разработана аналитическая модель расчета коэффициента синхронизации светофорных фаз, позволяющая определить вероятность задержки трамвая на регулируемых перекрестках. Предложен алгоритм определения оптимального времени отправления трамвая от начального СФО для минимизации общих задержек на маршруте. Модель учитывает влияние случайных отклонений времени движения, представленных нормальным распределением, и позволяет рассчитать ожидаемые задержки с учетом вероятностных характеристик. Исследование основано на применении методов дискретной оптимизации, теории циклических функций и модульной арифметики. Практическое применение метода обеспечивает сокращение времени поездки на 10–20 %, снижение энергопотребления на 5–12 % и повышение регулярности движения трамваев на 15–20 %. Разработанная методика может быть интегрирована в существующие системы управления городским транспортом и адаптирована для других видов транспорта.
Abstract in another language
The purpose of this study is to develop an analytical model for calculating tram arrival time at traffic signal objects considering random deviations and to create an algorithm for optimizing departure time to minimize delays throughout the entire route. The main objective is to eliminate excessive tram idle time at traffic signal objects by optimizing traffic signal phase shifts and determining optimal tram departure time from traffic signal objects. The paper presents a mathematical model for predicting tram arrival time at traffic signal objects considering stochastic traffic flow factors. An analytical model for calculating the traffic signal phase synchronization coefficient has been developed, allowing determination of tram delay probability at regulated intersections. An algorithm for determining optimal tram departure time from the initial traffic signal object to minimize total route delays is proposed. The model accounts for the influence of random travel time deviations represented by normal distribution and enables calculation of expected delays considering probabilistic characteristics. The research is based on the application of discrete optimization methods, cyclic function theory, and modular arithmetic. Practical application of the method provides travel time reduction of 10–20%, energy consumption decrease of 5–12 %, and tram movement regularity improvement of 15–20 %. The developed methodology can be integrated into existing urban transport management systems and adapted for other transport modes.