Вариант моделирования синхронизации трамвайного движения со светофорным регулированием

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.