«СОГЛАСОВАНО»

Н.А. Асаул О? 20/? г.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ по разработке и реализации мероприятий по организации дорожного движения

Организация динамической маршрутизации транспортных потоков

«ОДОБРЕНО» Научно-технический совет открытого акционерного общества «Научно-исследовательский институт автомобильного транспорта» Протокол № 2 от 25.04.2017

«ОДОБРЕНО» Секция «Государственная политика в области автомобильного и городского пассажирского транспорта» Научно-технического совета Министерства транспорта Российской Федерации Протокол № 54 от 09.12.2016

---

2

Организация динамической маршрутизации транспортных потоков.

Методическое руководство

1.    Методическое руководство по организации динамической маршрутизации транспортных потоков (далее - Методическое руководство) имеет рекомендательный характер и предназначено для разработки структуры и элементов подсистем интеллектуальных транспортных систем при динамической маршрутизации транспортных потоков муниципальных образований Российской Федерации.

При наличии предложений о доработке настоящего Методического руководства и в случае выявления неточностей просьба направлять информацию в Департамент государственной политики в области автомобильного и городского пассажирского транспорта Министерства транспорта Российской Федерации официальным письмом по адресу: 109992, Москва, ул. Рождественка, д.1, стр.1.

2.    Настоящее Методическое руководство содержит рекомендации по структуре и элементам подсистем интеллектуальных транспортных систем при динамической маршрутизации транспортных потоков.

3.    Методическое руководство содержит рекомендации по использованию современных научно-обоснованных методов организации динамической маршрутизации транспортных потоков в сфере дорожного движения на автомобильных дорогах общего пользования, преимущественно в условиях управления движением автомобильного транспорта по городской улично-дорожной сети без изложения специальных технических требований к периферийному оборудованию, применяемого для перераспределения транспортных потоков.

4.    В Методическом руководстве изложены основные условия и возможности применения динамической маршрутизации транспортных потоков на основе сформированных индикаторов эффективности при решении проблем максимального использования пропускной способности улично-дорожной сети на этапе обоснования локального проекта управления дорожным движением при внедрении динамической маршрутизации транспортных потоков.

5.    Предлагаемые в Методическом руководстве организационно-технические решения предназначены для повышения уровня обслуживания участников дорожного движения и обеспечения их безопасности при пропуске высокоинтенсивных транспортных потоков в условиях высоких темпов автомобилизации городских территорий и сложившейся улично-дорожной сети.

Основные требования и рекомендации приведены в Приложениях 1-8 к настоящему Методическому руководству.

6.    Динамическая маршрутизация транспортных потоков, как элемент организации и управления высокоинтенсивным дорожным движением является частью АСУДД и ИТС, реализуется в системах косвенного и динамического управления транспортными потоками с целью перенаправления транспортных потоков с загруженных участков улично-дорожной сети на альтернативные маршруты.

11

1 Irt a u.H.iH Lki-p.4. ii. i|\tiiL>iitpnioi u jnii'bu i<.i ik-\u m.iHi маршр'. u. >« ч

Рисунок 3.2 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков в исходных условиях движения (уровень обслуживания В)

4. Метод динамической маршрутизации транспортных потоков при исходном уровне обслуживания С следует применять на дорогах с одной, двумя и тремя полосами в направлении движения по маршруту по достижению условий, представленных на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков в исходных условиях движения (уровень обслуживания С)

5. Метод динамической маршрутизации транспортных потоков при исходном уровне обслуживания D следует применять на дорогах по достижению условий, представленных на рисунках 3.4-3.7.

12

скорой i. ф.шепоршою    su исходном M,ipnip}K\ t-.v ч

Рисунок 3.4 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с одной полосой в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания D)

Рисунок 3.5 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с двумя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания D)

13

Ире.I ii-.ияч-.'Г >‘1Ь ipjil-lli'ltnu.    иси. мк-ч "-.irnir-ie. 14 ->

Рисунок 3.6 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с тремя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания D)

Рисунок 3.7 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с четырьмя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания D)

6. При исходных уровнях обслуживания D, Е, F необходимо разделение диаграммы определения пороговой плотности по участкам с числом полос 1, 2, 3, 4.

При исходной интенсивности движения 1200 ед/ч и скорости транспортного потока 60 км/ч в исходных условиях движения уровня обслуживания D применение ДМТП потребуется на участках дорог с одной и двумя полосами в направлении движения транспортных средств по маршруту в момент достижения пороговой плотности транспортного потока от 30 ед/км, в первом случае, и от 40 ед/км - во втором.

14

На участках дорог с тремя и четырьмя полосами - применения динамической маршрутизации в рассматриваемых исходных условиях не является актуальным.

7. Метод динамической маршрутизации транспортных потоков при исходном уровне обслуживания Е следует применять на дорогах по достижению условий, представленных на рисунках 3.8-3.11.

Рисунок 3.8 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с одной полосой в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания Е)

Рисунок 3.9 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с двумя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания Е)

15

Рисунок 3.10 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с тремя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания Е)

Рисунок 3.11 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с четырьмя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания Е)

8. Метод динамической маршрутизации транспортных потоков при исходном уровне обслуживания F следует применять на дорогах по достижению условий, представленных на рисунках 3.12-3.15.

16

Рисунок 3.12 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с одной полосой в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания F)

Рисунок 3.13 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с двумя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания F)

Рисунок 3.14 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с тремя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания F)

17

11редельная скорость транспортного потока на исходном маршруте, км/ч

Рисунок 3.15 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков на маршрутах с четырьмя полосами в направлении движения ТС в исходных условиях движения (уровень обслуживания F)

9. Для достижения комплексной цели ДМТП при КУТП с акцентом на предотвращение возникновения заторовой ситуации на исходном маршруте следует фиксировать пороговые состояния плотности ТП (с учетом значений, приводимых в таблицах А.1-А.15 справочного Приложения А к настоящему Методическому руководству) на ближайших к дорожному инциденту ДТ, расположенных на расстоянии друг от друга не более 500 м в населенных пунктах и 800 - 1500м вне населенных пунктов (рисунок 3.16).

ДИТ или Место возможной

Рисунок 3.16 - Схема определения (детектирования) пороговых состояний ТП для предотвращения возникновения заторовой ситуации на исходном маршруте

10. Для достижения комплексной цели ДМТП при КУТП с акцентом на снижение продолжительности заторовой ситуации на исходном маршруте следует фиксировать пороговые состояния плотности ТП из таблиц А.1-А.15 на ДТ, расположенных на расстоянии друг от друга не более 1000 м в населенных пунктах и 1600 - 3000м вне населенных пунктов (рисунок 3.16).

18

11.    Для достижения комплексной цели ДМТП ДУТП следует применять при фиксировании пороговых состояний плотности ТП (таблицы А.1-А.15) на ДТ, находящемся на минимальном расстоянии после пересечения (примыкания), являющегося участком смены маршрута (рисунок 3.16).

12.    При достижении комплексной цели ДМТП отменять КУТП либо ДУТП следует при фиксировании ХТП, определяющих переход ТП в свободное состояние, на ближайших к дорожному инциденту ДТ. Оценочным показателем рекомендуется выбрать уровень обслуживания С для дорог вне населенных пунктов, уровень обслуживания D - для скоростных, магистральных дорог и улиц в населенных пунктах.

19

Приложение 4.

ОСОБЕННОСТИ ЗАДАЧ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ДМТП

1.    Моделирование дорожного движения должно являться основополагающей частью работ по организации динамической маршрутизации транспортных потоков и оценки условий функционирования рассматриваемых участков УДС

2.    Общая вычислительная схема моделирования динамического распределения потоков состоит из двух компонентов:

-    алгоритм выбора маршрута движения, определяющий распределение ТП по возможным маршрутам в сети в зависимости от времени поездки применительно к каждому шагу при моделировании;

-    алгоритм загрузки сети, определяющий распределение ТП по сети.

2.    Ключевым является алгоритм выбора маршрута: от динамического распределения потоков с переходом к допущениям, основанным на поведении водителей при выборе маршрута, требующий адаптации моделей выбора маршрута к реальным условиям.

3.    Программы создания модели функционирования УДС должны соответствовать требованиям и. 9.5 ОДМ 218.9.011-2016 «Рекомендации по выполнению обоснования интеллектуальных транспортных систем».

4.    Рекомендуется к применению программное обеспечение по моделированию движения для решения следующих задач:

-    для прогнозирования условий функционирования улично-дорожной сети при динамической маршрутизации транспортных потоков (PARAMICS, AIMSUN, FREFLO, PTV Vissim);

-    для прогнозирования возникновения заторовых ситуаций и оценки эффективности динамической маршрутизации транспортных потоков (DRACULA, SMARTPATH);

-    для изучения влияния транспортных информационных систем на распределение транспортных потоков на улично-дорожной сети с возможностью калибровки моделей поведения водителя (FASTCARS, DYNASMART).

5.    Для адаптации стандартных алгоритмов перераспределения транспортных потоков, заложенных в программах моделирования дорожного движения, следует исходить из необходимости определения решаемых задач:

-    прогнозирование распределения ТП при ДМТП в оперативном режиме управления;

-    прогнозирование распределения ТП при ДМТП в ситуационном режиме управления;

-    прогнозирование распределения ТП при ДМТП с учетом перспективы развития УДС.

6.    Исходные данные, необходимые для создания модели функционирования УДС, должны соответствовать требованиям п.9.4 ОДМ 218.9.011-2016 «Рекомендации по выполнению обоснования интеллектуальных транспортных

20

систем». Перечень исходных данных зависит от целей и задач моделирования, объекта моделирования, применяемых моделей и программного обеспечения.

7.    В общем случае типы исходных данных можно представить следующим образом:

-    геометрические характеристики узла (длина линейных участков, число полос, ширина полос, радиус кривых, продольный уклон, дислокация остановочных пунктов общественного транспорта и пешеходных переходов);

-    организация дорожного движения (размещение светофорных объектов, параметры светофорного регулирования, алгоритмы регулирования, дорожные знаки, участки ограничения скорости);

-    транспортный спрос (интенсивность движения на входах в зону моделирования, матрицы корреспонденций, состав потока, интенсивность движения общественного транспорта);

-    данные для калибровки (интенсивность движения в контрольных точках, скорость, длина очереди). В зависимости от типа применяемых методов моделирования при калибровке модели могут также использоваться параметры ТП, отражающие некоторые свойства автомобиля и водителя (длина автомобиля, максимальное ускорение и замедление, максимальная скорость, время реакции водителя и т.д.).

8.    Для создания, калибровки, выбора методов оценки достоверности модели функционирования УДС конкретного проекта следует обратиться к документации выбранного программного обеспечения, поскольку каждое программное обеспечение по моделированию дорожного движения имеет свою собственную уникальную методологию.

9.    Обязательными этапами моделирования ДМТП являются:

-    определение условий движения на исходном и альтернативном маршрутах с целью повышения уровня обслуживания на исходном маршруте за счет допустимого его снижения на альтернативном маршруте путем постоянного детектирования характеристик ТП на участках рассматриваемой УДС;

-    внесение в модель условий начала применения ДМТП и его отмену на основе детектирования пороговых состояний ТП;

-    определение альтернативного маршрута на основе алгоритмов выбора водителями маршрутов движения, назначения и адаптации модели выбора маршрута к реальным условиям ДД и возможным программам его моделирования, с назначением цикла перерасчета альтернативных маршрутов, «веса» участка УДС, влияющего на «стоимость его прохождения», количества наборов альтернативных маршрутов, количества альтернативных маршрутов в наборе, а также добавления собственной функции расчета стоимости к основной, заложенной в программе.

10.    Для адаптации моделей выбора маршрута, заложенных в программах моделирования дорожного движения, к сценариям развития дорожной ситуации необходимо определить их параметры в с учетом значений, приведенных в таблице 4.1.

3

7.    Использование динамической маршрутизации транспортных потоков обеспечивает достижение комплексности в управлении дорожным движением путем своевременного информирования его участников об усложнении условий движения и направлено на предотвращение возникновения заторов, снижение продолжительности задержек в движении, обеспечение наиболее равномерного и устойчивого функционирования улично-дорожной сети городов.

8.    Определение места, роли и специальных требований для реализации данного метода управления дорожным движением возможно посредством построения физической и функциональной архитектуры проекта динамической маршрутизации транспортных потоков. При этом, применение данного метода обуславливается в определенной степени формированием архитектуры создания ИТС города, функционированием и развитием ее комплексных и инструментальных подсистем, выполнением требований к их эффективному размещению на основе моделирования процессов дорожного движения.

9.    Главным условием применения метода динамической маршрутизации транспортных потоков должен выступать не только факт или высокая вероятность возникновения дорожного инцидента, а детектирование процесса ухудшения условий движения, приводящего к образованию затора при отсутствии или неэффективности активного управления. Следующая проблема - определение пороговых состояний транспортных потоков для начала их динамической маршрутизации в зависимости от изменения исходных условий движения на рассматриваемом участке улично-дорожной сети.

10. Достижение целей предотвращения возникновения и снижения продолжительности заторовых ситуаций на маршруте движения автомобильного транспорта, обеспечения устойчивого функционирования различных по транспортной загрузке участков улично-дорожной сети с применением косвенных или динамических методов управления дорожным движением обеспечивается во многом выбором участка детектирования пороговых состояний транспортных потоков.

11.    Внедрение динамической маршрутизации транспортных потоков во

многом определяется    также необходимостью обеспечения устойчивости

функционирования тех участков улично-дорожной сети, на которые приходится рекомендуемый альтернативный маршрут. Окончание перенаправления ТП на альтернативный маршрут должно происходить по достижению на нем предельных значений, характеризующих условия дорожного движения, определение которых является критерием ввода данного метода организации дорожного движения.

12.    Условием окончания действия динамической маршрутизации является съем характеристик транспортного потока на исходном маршруте, определяющих переход дорожного движения в допускаемое по значениям пропускной способности свободное состояние.

21

Таблица 4.1 Параметры частных моделей выбора маршрута для их адаптации к реальным _ условиям__

Моделируемые сценарии Используемая модель выбора маршрута Рекомендуемые параметры модели 1 .Водитель выберет альтернативный маршрут Пропорциональная модель а =[2;31 Logit модель <?=(60; 1001 C-Logit модель 0 = [60; 100]; Р не влияет 2.Водитель, вероятно, не выберет альтернативный маршрут Пропорциональная модель а =(0;0,5) Logit модель 0=(О;Ю) C-Logit модель е=(0;Ю), р = (0,1; 1) 3. Водитель, вероятно, выберет альтернативный маршрут Пропорциональная модель а =[0,5;2) Logit модель 0=[1О;6О) C-Logit модель 0=(Ю;6О), р = о,5

4

Приложение 1.

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ФОРМИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ (ДМТП)

1. Концептуальная схема основных этапов проведения ДМТП определяется следующим порядком действий (рисунок 1.1):

1)    Проверка функционирования комплексных и инструментальных подсистем, периферийного оборудования ДМТП.

2)    Создание (изучение при наличии) адекватной модели функционирования УДС в программе моделирования дорожного движения.

3)    Для моделирования ДМТП необходимы:

-    разработка сценариев прогнозирования распределения ТП на основе адаптации моделей выбора маршрута к реальным условиям;

-    внесение в модель условий начала применения ДМТП и его отмены на основе детектирования пороговых состояний ТП.

4)    Мониторинг изменения ХТП на участках УДС.

5)    Разработка и проведение экспериментов ДМТП на основе детектирования пороговых состояний ТП на исходном маршруте.

6)    При детектировании пороговых состояний необходимы:

-    определение в программе моделирования дорожного движения альтернативного маршрута с учетом полученных реальных исходных данных;

-    проведение экспериментов по ДМТП на альтернативный маршрут по каждому из сценариев прогнозирования распределения ТП в программе моделирования дорожного движения;

-    мониторинг изменения ХТП на исходном и альтернативном маршрутах в каждом эксперименте в программе моделирования дорожного движения;

-    получение значений эффективности по каждому эксперименту;

-    применение КУТП (рекомендация альтернативного маршрута путем вывода информации на ДИТ в режиме реального времени);

-    отслеживание периода достижения цели применения ДМТП;

-    проведение ДУТП в случае неэффективности КУТП с учетом функциональных возможностей альтернативного маршрута.

7)    При достижении цели ДМТП отмена управляющего воздействия.

8)    Оценка эффективности и результативности. ДМТП на основе определения сокращением временных затрат, снижения потерь от ДТП, повышения надежности функционирования УДС. снижения эксплуатационных транспортных расходов, сокращения выбросов загрязняющих веществ.

Рисунок 1.1- Концептуальная схема этапов организации ДМТП

6

Приложение 2.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ УЧАСТКОВ УДС ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ

1. Структура диаграммы фазовых состояний транспортного потока, включающая помимо основных характеристик транспортного потока q_max, к_ёдёд , к_?, а также значения плотности транспортного потока при котором отмечается переход в фазу связанного потока, что приводит при отсутствии ДМТП к образованию предзаторовых ситаций и затору в ДД (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 - Схема определения функциональных возможностей участков УДС для организации ДМТП

2.    При этом при определении на альтернативном маршруте состояния транспортного потока, характеризируемое (•)B{k_i;q_i), то при использовании ДМТП на альтернативный маршрут 0^_дддёд транспортных средств, получим новое состояние транспортного потока, характеризируемое (•)A_i (к ;q. + 0.,_ддаёд ) и

отвечающее свободным условиям движения. Функциональные возможности альтернативного маршрута исчерпываются при достижении (•)A(k_r ;q, )

3.    Для обеспечения при осуществлении ДМТП необходимой устойчивости функционирования тех участков УДС, на которые приходится рекомендуемый альтернативный маршрут, необходимым условием является получение исходных данных о ДД и состоянии ТП для определения возможности проведения операций

7

по динамической маршрутизации с целью исключения возникновения заторовой ситуации.

4. Определение функциональных возможностей участков УД С для приема дополнительного объема движения следует исходя из значений, приводимых в таблице 2.1, и номограмм состояний ТП, представленных на рисунках 2.2 - 2.5 для различных условий ДД.

Таблица 2.1 Предельные значения ХТП для обеспечения устойчивого функционирования _альтернативного    маршрута_

Число полос в направлении движения транспортных средств на альтернативном маршруте Ограничение скорости транспортного потока на участке альтернативного маршрута, км/ч Предельные значения ХТП для обеспечения устойчивого функционирования альтернативного маршрут a (k;; q;) 1 10 (90; 840) 20 (55; 1080) 30 (40; 1200) 40 (30; 1260) 50 (25; 1260) 60 (20; 1260) 70 (20; 1260) 80 (20; 1260) 90 (20; 1320) 2 10 (100; 1680) 20 (100; 2040) 30 (60; 2300) 40 (50; 2450) 50 (45; 2450) 60 (40; 2450) 70 (30; 2450) 80 (30; 2450) 90 (30; 2520) 3 10 (105; 2460) 20 (105; 3100) 30 (90; 3360) 40 (80; 3360) 50 (60; 3360) 60 (50; 3420) 70 (40; 3480) 80 (40; 3480) 90 (40; 3540) 4 10 (115;3180) 20 (115; 4020) 30 (90; 4380) 40 (85; 4620) 50 (70; 4620) 60 (60; 4620) 70 (50; 4680) 80 (50; 4680)

Число полос в направлении движения транспортных средств на альтернативном маршруте	Ограничение скорости транспортного потока на участке альтернативного маршрута, км/ч	Предельные значения ХТП для обеспечения устойчивого функционирования альтернативного маршрут а (к;; сц)
	90	(50; 4680)

Предельная плотность транспортного потока на альтернативном маршруте, ед/км

Рисунок 2.2 - Номограмма определения предельных состояний транспортного потока на дорогах с одной полосой в направлении движения по маршруту

11ре х* члыя it ]мг№ч и. гр.шимртн"го потела на а нлерилгирлюм маршруте, ед/км

Рисунок 2.3 - Номограмма определения предельных состояний транспортного потока на дорогах с одной-двумя полосами в направлении движения по маршруту

ю

Приложение 3.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СОСТОЯНИЙ ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИХ ДИНАМИЧЕСКОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ

1.    Определение состояний транспортных потоков для начала их перенаправления, складывается из нахождения пороговых значений характеристик транспортного потока, при переходе его в фазу синхронизированного потока. Установлено, что на изменение данных пороговых значений источник происхождения заторовой ситуации влияния не оказывает, а основными факторами являются: число полос для движения на рассматриваемых маршрутах, ограничения скоростного режима, интенсивность входящего потока.

2.    Метод ДМТП при исходном уровне обслуживания А следует применять только на дорогах с одной полосой в направлении движения по маршруту по достижению условий, представленных на рисунке 3.1.

1 Ipc.H’Jt.siM ^b'njUK11.    тч;ш;а iu sn'Mi.imtu «кршру u\ км ч

Рисунок 3.1 - Номограмма определения начала динамической маршрутизации транспортных потоков в исходных условиях движения (уровень обслуживания А)

3. Метод динамической маршрутизации транспортных потоков при исходном уровне обслуживания В следует применять только на дорогах с одной и двумя полосами в направлении движения по маршруту по достижению условий, представленных на рисунке 3.2.