Machine Translated by Google
2014 yil Bali sanoat muhandisligi va operatsiyalarni boshqarish bo'yicha xalqaro konferentsiya materiallari,
Indoneziya, 2014 yil 7-9 yanvar
Svetofor signallari vaqtini simulyatsiya qilish yordamida optimallashtirish
Ahmed A. Ezzat, Hala A. Faruk, Xolid S. El-Kilaniy, Ahmad F. Abdel Moneym Fan,
texnologiya va dengiz transporti boÿyicha Arab akademiyasining
sanoat va boshqaruv muhandisligi boÿlimi PO Box 1029, Abu Kir
kampusi, Iskandariya, Misr
Abstrakt
Aholisi ko'p bo'lgan shaharlarda tirbandlik hukumatlar va fuqarolar uchun katta muammo va katta yuk bo'ldi. Dastlab
bir necha omillar bilan boshlangan asosiy muammo zamonaviy shaharlarning barqarorligiga va uning aholisining
turmush tarziga tahdid solmoqda. Shunday qilib, transport operatsiyalarini boshqaradigan nazorat strategiyalarini
takomillashtirish tirbandlik muammosini hal qiladigan kuchli yechimdir. Ushbu yaxshilanishlarga svetofor signallari
vaqtini sozlash orqali transport nazorati samaradorligini oshirish orqali erishish mumkin. Ushbu maqola haddan
tashqari to'yingan sharoitlarda yo'l signallari vaqtini simulyatsiya qilish orqali optimallashtirish orqali ko'rilgan
muammoning turli xil echimlarini topishga qaratilgan. O'rganilayotgan tizim Misrning Iskandariya shahridagi haqiqiy
yo'l tarmog'idir; bu erda turli vaqt oralig'ida ko'plab ma'lumotlar to'plangan. ExtendSim simulyatsiya muhiti yordamida
haqiqiy tizimni va taklif qilingan echimlarni aks ettirish uchun bir qator kompyuter simulyatsiya modellari ishlab
chiqilgan. Bundan tashqari, evolyutsion optimallashtiruvchi avtomobillar tizimidagi umumiy vaqtni minimallashtirish
uchun optimal/optimalga yaqin signal vaqtlari to'plamiga erishish uchun qo'llaniladi, bu esa yo'l tarmog'ining
yaxshilanishiga olib keladi. Tajriba natijalari tahlili shuni ko'rsatadiki, qabul qilingan metodologiya ko'p tutashgan
shahar transport tarmog'ida transport vositalari oqimini optimallashtiradi.
Kalit so'zlar
Modellashtirish va simulyatsiya, simulyatsiya yordamida optimallashtirish, trafikni boshqarish, stokastik tizimlarni tahlil qilish
1.Kirish
Aholi zichligi yuqori bo'lgan yirik shaharlarda transport tirbandligi hal qiluvchi muammo hisoblanadi. Shaharlar yo'l tarmog'idan
foydalanish rejadagi quvvatdan oshib ketdi, bu esa navbatda turishni kutayotgan avtomashinalar sonining keskin inflyatsiyasiga
olib keldi. Katta navbatlar paydo bo'ladi, kutish vaqtlari keskin oshadi va umumiy hosildorlikka ta'sir qiladi, chunki ishchi kuchi
hech qachon kerakli vaqtda o'z manziliga etib bormasligi mumkin. Atrof-muhit ta'siri, shuningdek, yoqilg'i sarfi, energiya
yo'qotishlari, zaharli chiqindilar va gaz chiqindilarining yuqori sur'atlari tufayli muammoning yana bir jihatini ifodalaydi.
Trafikni boshqarish rejimining uchta asosiy turi mavjud; Xaotik, oldindan belgilangan va moslashuvchan trafik tizimlari. Xaotik
tizimda signal vaqtlari kunning barcha davrlarida belgilanadi. Hozirgi vaqtda Aleksandriya yo'l tarmog'ida qo'llaniladigan xaotik
tizim boshqaruv tizimlarining eng ibtidoiy turi hisoblanadi, chunki u talab va taklifni taqsimlash muammosida muvozanatni
hisobga olmaydi. Oldindan o'rnatilgan tizimlar yanada rivojlangan bo'lib, bu erda talab namunasi asosida kunning turli davrlariga
turli xil signal yorug'lik vaqtlarini belgilash uchun tegishli vaqt rejasi ishlab chiqilgan. O'rtacha talab bilan tavsiflangan kunning
har bir davriga turli xil signalizatsiya sozlamalari beriladi.
Nihoyat, moslashtirilgan harakatni boshqarish tizimi davlatga bog'liq. U ma'lum bir nazorat nuqtasiga ko'rsatilgan vaqt oralig'ini
shu nuqtani kesib o'tgan o'zgaruvchan talabga qarab bir zumda sozlashi mumkin. Talab to'g'risidagi ma'lumotlar zamonaviy
sensorli qurilmalar yordamida to'planadi, boshqaruvchiga yuboriladi, bu ma'lumotlarni tegishli signal vaqtini sozlash to'plamiga
aylantiradi. Tarmoqdagi avtomobil oqimini eng yaxshi optimallashtiradigan tegishli boshqaruv strategiyasini tanlash (oldindan
belgilangan yoki moslashtirilgan bo'ladimi) transport muhandisligining asosiy muammosidir (Roess va boshq., 2010).
Ushbu maqolaning asosiy maqsadi transport zichligi yuqori bo'lgan yo'l tarmog'ida svetofor signallari vaqtini simulyatsiya qilish
orqali optimallashtirish orqali tirbandlikni kamaytirishdir. Qabul qilingan metodologiyani sinab ko'rish uchun Misrning Iskandariya
shahridagi ma'lum bir yo'l tarmog'ining misolini o'rganish tanlangan. Natijalar tarmoq unumdorligining keskin yaxshilanganini
ko‘rsatadi. Qog'oz quyidagicha tashkil etilgan; 2-bo'lim oldingi tegishli ishlarning qisqacha sharhi va bu bizning simulyatsiya
modellarimizga qanday ta'sir qilgan. 3-bo'limda muammoning bayoni, o'rganilayotgan tizim, ma'lumotlarni yig'ish va tahlil qilish
jarayonining aniq tavsifi keltirilgan. Amalga oshirilgan turli simulyatsiya modellarining to'liq tavsifi; SM1, SM2 va SM3 4-bo'limda
berilgan. 5-bo'limda turli simulyatsiya modellaridan olingan tajriba natijalari ko'rsatilgan. Natijalar 6-bo'limda bir-biri bilan
qo'shimcha taqqoslanadi. Tekshiruvlar va tekshirishlar 7-bo'limda ko'rsatilgan va 8-bo'limda xulosalar keltirilgan.
Machine Translated by Google
2 Tegishli ish
Trafik tizimi - bu juda ko'p sonli dinamik tasodifiy o'zgaruvchilar bilan tavsiflangan murakkab stokastik tizim. Talab naqshlari kunning
barcha davrlarida keskin o'zgaradi va odatda sodda yondashuvlar yordamida baholash qiyin. Bu, albatta, muammoning murakkabligini
oshiradi. Shuning uchun muammoni hal qilish uchun noan'anaviy usullarni qo'llash kerak. Simulyatsiya yordamida simulyatsiya va
optimallashtirish haqiqiy hayot tizimlarining murakkabligini engib o'tishga qodir kuchli hisoblash yondashuvidir. Hozirgi vaqtda simulyatsiya
yo'l harakati nazorati bo'yicha har bir tadqiqotda deyarli ajralmas hisoblanadi. U tizimlarning ishlashini sinovdan o'tkazish va yaxshiroq
stsenariylarni taklif qilish orqali kuchli yechim metodologiyasi sifatida yoki boshqa yechim metodologiyalari uchun baholash vositasi
sifatida qo'llaniladi. Bundan tashqari, simulyatsiya yordamida optimallashtirish navbat uzunligini minimallashtirish, kutish vaqtlari,
kechikishlar, to'xtashlar soni, transport vositalarining o'tkazuvchanligini maksimal darajada oshirish yoki svetoforlarning sinxronizatsiyasi
va boshqalar kabi belgilangan qaror mezonlaridan foydalangan holda optimal signalizatsiya shartlariga erishishga intiladi.
...
Haqiqiy vaqtda to'plangan ma'lumotlarga asoslangan stokastik tizimlarni simulyatsiya qilishga qaratilgan adabiyotlar (Kra-jzewicz va
boshq., 2005; Kazama va boshq., 2007; Salimifard va Ansari, 2013; Amborski va boshqalar, 2010) ishlarini o'z ichiga oladi. Biroq, sezilarli
yaxshilanishlarga qaramay, yo'l signalizatsiyasini boshqarish sohasida olib borilgan tadqiqotlarning katta qismi taxminiy ma'lumotlarga
asoslangan yoki haqiqiy dala ma'lumotlaridan foydalanishni aniq ko'rsatmaydi (Chin va boshq., 2011; Stevanovic va boshq., 2011).
Hewage va Ruwanpura, 2004).
Ko'pgina tadqiqotchilar notijorat dasturiy paketlar yordamida simulyatsiya tajribalari yordamida simulyatsiya va optimallashtirishni amalga
oshirishni afzal ko'rishadi; alohida ishlab chiqilgan yoki ochiq manbali dasturiy ta'minot paketlari (Krajzewicz va boshq., 2005; Kazama va
boshq., 2007; Ebrahim Fouladvand va boshq., 2004; Amborski va boshq., 2010). Boshqa tomondan, Commercial-On-The-Shelf (COTS)
dasturiy ta'minot paketlari tadqiqotchilar orasida tez-tez qo'llaniladi (Taale, 2000; Stevanovic va boshq., 2011; Salimifard va Ansari, 2013;
Pengdi va boshqalar, 2012). COTS qimmat bo'lishiga qaramay, trafik muhitini simulyatsiya qilishda tijorat dasturiy ta'minotidan foydalanish
tezroq ishlashni, ishlov berish vaqtini qisqartirishni, ishonchli natijalarni va cheksiz ko'p tajribalarni kafolatlaydi. COTS dan foydalanishning
eng muhim afzalligi shundaki, ular har bir tadqiqotchiga qo'shimcha hissa qo'shishlari uchun osonlik bilan kirish va tanishdir.
Ibrohim Fouladvand va boshqalar. (2004); Salimifard va Ansoriy (2013); Hewage va Ruwanpura (2004) izolyatsiya qilingan chorrahalarda
signalizatsiyani boshqarish muammosidan xavotirda edilar. Ular muammoni samarali hal qilishga muvaffaq bo'lishdi va avtomobil oqimini
optimallashtirishda istiqbolli hissa qo'shishdi. Biroq, kam sonli tadqiqotchilar ular orasidagi o'zaro bog'liqlikni hisobga olgan holda, bir
nechta ko'p chorrahalardan iborat shahar transportini boshqarish tarmog'ini muvaffaqiyatli modellashtirishga muvaffaq bo'lishdi (Kalganova
va boshq., 1999; Stevanovic va boshq., 2011; Yun va Park, 2012).
Ushbu hujjat aholi gavjum shahar hududidagi ikkita bir-biriga bog'liq bo'lgan asosiy chorrahalarda umumiy harakat ko'rsatkichlarini
optimallashtiradi. Simulyatsiya modellashtirish tadqiqot faoliyatida keng qo'llaniladigan taniqli ExtendSim dasturiy paketi yordamida
amalga oshiriladi. Bundan tashqari, ushbu maqolada ishlab chiqilgan simulyatsiya modellari nazariy emas, balki amaliydir; ular aniq dala
ma'lumotlarini to'plash rejasiga asoslanadi, so'ngra Iskandariya shahrida joylashgan butunlay stokastik transport muhitida tirbandlik
muammosini samarali hal qilish uchun olingan ma'lumotlarni statistik tahlil qiladi.
3 O'rganilayotgan tizim
O'rganilayotgan tizim Misrning Iskandariya shahridagi ikkita asosiy signalizatsiya chorrahalaridan tashkil topgan yo'l tarmog'idir.
Chorrahalardan birida tramvay yo‘li kesib o‘tadi va shuning uchun biz uni Tramvay chorrahasi (T) deb nomladik, boshqa chorraha qirg‘oq
chizig‘ida va shuning uchun qirg‘oq chizig‘i chorrahasi (C) deb nomlandi. Bu ikki chorraha haddan tashqari toÿyinganlik va ekstremal
tirbandlik sharoitlarini koÿrsatgani uchun tanlangan.
T va C chorrahalarining xaritasi 1-rasmda keltirilgan. T kesishmasi T pastki belgisi bilan 1 dan 4 gacha raqamlangan to'rtta nazorat
Ushbu ikkita filialga turli xil
nuqtasiga ega. Birinchi nazorat nuqtasi (1T ) ikkita filialga ega; 1AT va 1BT .
belgilar berilgan, chunki ular simulyatsiya paytida turli xil trafik miqdorini oladilar. Boshqarish nuqtasi tarmoqdagi talabning xarakterli
naqshiga ega bo'lgan va oqimi mavjud oqimlardan biriga qarama-qarshi bo'lgan nuqtadir, shuning uchun transport vositalari oqimini
tartibga solish uchun signalizatsiya zarur.
Machine Translated by Google
2T
TRAMVAY
TA'LIM MUAYIMLARI
TA'LIM
2C
INSONLAR
1C
1T
1B
4T
Do'konlar
TA'LIM MUAYIMLARI
TA'LIM
XABARLAR
Turar joylar
TRAMVAY
(R)
(R)
(R)
(Yer osti)
1AT
3T
1-rasm: Iskandariyadagi asosiy yoÿl tarmogÿi, Misr (tizim oÿrganilmoqda)
3.1 Fazalar ketma-ketligini aniqlash
Bu barcha mumkin bo'lgan holatlar yoki bosqichlarni sanab o'tish va transport holatlari ketma-ketligini aniqlash jarayonidir.
yo'l tarmog'i.
1-jadval: Fazali o'tish ketma-ketligining umumiy shakli.
Davlat
Boshqarish nuqtasi
1
2
3
...
M Davlat vaqti
A {G,R} {G,R} {G,R}
B
{G,R} {G,R} {G,R}
{GR}
B
{GR}
{G,R} {G,R} {G,R}
{GR}
...
N {G, R} {G, R} {G, R}
TA
sil kasalligi
TC
...
{GR}
TN
1-jadvalda berilgan nazorat nuqtalari uchun oldindan o'rnatilgan holat ketma-ketligi ko'rsatilgan. Bitta holat uchun ikkita mumkin bo'lgan holat mavjud
nazorat nuqtasi; yashil (G) yoki qizil (R). Sarg'ish yorug'lik vaqt oralig'i doimiy va shuning uchun qabul qilinadi
optimallashtirish muammosida qaror o'zgaruvchisi hisoblanmaydi. Har bir chorraha ichidagi har bir nazorat nuqtasi
yo'l tarmog'i mumkin bo'lgan holatlar va kerakli fazalar ketma-ketligini aniqlash uchun o'rganiladi. Har bir davlat uchun o'tkaziladi
ma'lum bir vaqt T. T har bir holatdan boshqasiga o'zgarganligi sababli, har bir T holatga obuna bo'lgan
ramzi.
3.2 Ma'lumotlarni to'plashni rejalashtirish
Kiruvchi trafik hajmida haddan tashqari o'zgaruvchanlik mavjud. Shuning uchun, aniq ma'lumotlarni yig'ish metodologiyasi
transport hajmi va tarqalish tezligining ishonchli bahosini ta'minlash uchun ehtiyotkorlik bilan rejalashtirilishi kerak.
Kun 2-jadvalda ko'rsatilganidek, talabning xarakterli naqshlariga ega bo'lgan vaqt davrlari yoki intervallarga bo'linadi
tasniflash mas'ul yo'l muhandisining tajribasi va dala kuzatuviga qoldiriladi va asosan bog'liq
tepalik va cho'qqi bo'lmagan intervallarni belgilaydigan o'rganilayotgan tarmoqning joylashuvi bo'yicha. Eng ko'p erishish
aniq tasniflash ma'lumotlar yig'uvchilarni doimiy ko'rib chiqishga asoslangan iterativ jarayon edi. Har bir davr
kun boshqa talab sxemasiga ega va natijada unga signal vaqtining boshqa qiymati tayinlanadi. The
eng yuqori vaqt deb tasniflangan vaqt davrlari avtomobil talabi maksimal bo'lgan vaqtlarni ko'rsatadi, natijada
eng katta navbat uzunligi va kutish vaqtlari, natijada o'sha vaqtlar shoshilinch soatlardir.
Machine Translated by Google
2-jadval: kunning xarakterli talab davrlariga tasnifi
Davr Vaqt oralig'i Tepalik/pik bo'lmagan
1
2
4
PEAK
7-9
21-1 PM NON PAK
PEAK
1-5
17-11 PM NON PEAK
5
SOAT 11 dan 7 gacha
3
saintmarc toportidan kelganlar
3.3 Yig'ilgan ma'lumotlar
Ma'lumotlar birinchi navbatda statistik tahlil tartib-qoidalari yordamida filtrlangan bo'lishi kerak, bu har qanday istisno yoki istisnolarni bartaraf etish uchun
qiymatlar va ularning mos keladigan ehtimollik taqsimotlarini topish. Buning uchun ko'rsatilganidek, Statfit (Geer Mountain
Corporation tomonidan ishlab chiqilgan ma'lumotlarni tahlil qilish dasturi) va Microsoft Excel 2010 integratsiyasi ishlatilgan. 2-rasm
to'plangan ma'lumotlarni ma'lum bir ehtimolga moslashtirish uchun foydalanilayotganda Statfit dasturidan olingan suratni ko'rsatadi
tarqatish.
D ta'sirchanligi
0.50
0.25
0.00
0.00
5.0
10.
15.
20.
Men Va qiymatlarini kiritaman
2-rasm: Statfit yordamida ehtimollik taqsimoti.
Haqiqiy ma'lumotlar to'plandi va quyidagi parametrlar bo'yicha tahlil qilindi:
Kelish tezligi (avtomobillar/sek) l: Kelish tezligi talabni ifodalovchi tizimning xarakterli parametrlaridir.
nazorat nuqtalarida naqsh.
Jo‘nash tezligi (avtomobillar/sek) mk: jo‘nab ketish stavkalari tizimning xarakterli parametrlaridir.
nazorat nuqtalarida o'tkazuvchanlik va hajm hajmi
Chapga/o'ngga burilish hajmi va nisbati ikkinchi darajali: Chapga/o'ngga burilish hajmini o'lchash kerak va
nazorat punktlarida yondashuvning umumiy talab namunasiga nisbati sifatida ifodalanadi.
Haqiqiy signal vaqtlari T Gactual va T Ractual: haqiqiy yashil vaqt oralig'i (TG) va haqiqiy qizil vaqt
nazorat nuqtalaridagi interval (TR) ularni erishilgan yechimlar bilan solishtirish uchun juda muhimdir va
tizim ishlashining foiz yaxshilanishini hisoblang (agar mavjud bo'lsa).
Yo'qotilgan o'rtacha signal vaqti T Laktual: Bu parametr holat vaqtidagi yo'qolgan vaqt miqdorini ifodalaydi
to'kilmasin va oldingi holatlardagi blokirovkalar. Parametr tizimning haqiqiy ishlashi ko'rsatkichidir
va shtatga o'tish va trafik uchun zarur bo'lgan sariq signal vaqtini adekvat baholashga yordam beradi
ziddiyatlarni minimallashtirish.
Yo'lning taxminiy sig'imlari L: Yo'lning geometrik sig'imi (nazorat nuqtasi) maksimalni ifodalaydi
boshqa birlashmalarni bloklamasdan, ushbu nazorat nuqtasida to'planishi mumkin bo'lgan navbat uzunligi.
4 Simulyatsiya modellarini ishlab chiqish
Ushbu bo'limda ExtendSim simulyatsiya muhitidan foydalangan holda bir qator simulyatsiya modellarini ishlab chiqish
muhokama qilinadi. Uchta simulyatsiya modeli ishlab chiqilgan: SM1, SM2 va SM3. SM1 - bu aniq simulyatsiya modeli
Machine Translated by Google
o'rganilayotgan haqiqiy tizimni ifodalaydi. Muammoni aniqlash va mavjud vaziyatning zaif ishlashini ko'rsatish uchun joriy
ish faoliyatini baholaydi. Shunday qilib, SM2 fazalar ketma-ketligiga, signalizatsiya jarayoniga katta tuzatishlar kiritish,
shuningdek evristik sinov va xato yondashuvi asosida signal vaqtlarining yaxshiroq to'plamini topish orqali tizimning
ishlashini oshirish uchun ishlab chiqilgan. . SM3 - bu ExtendSim-ning evolyutsion optimallashtiruvchisi yordamida
belgilangan umumiy ishlash ko'rsatkichi asosida signalizatsiya sozlamalarining optimal to'plamiga erishish uchun ishlab
chiqilgan simulyatsiya modeli.
4.1 Haqiqiy tizimni simulyatsiya modellashtirish (SM1)
Haqiqiy tizimni to'g'ri aks ettiruvchi SM1 simulyatsiya modeli Misrning Iskandariya shahrida xaotik transport siyosatini qabul
qiluvchi ikkita asosiy signalli kesishmalardan iborat.
3-rasm: SM1 haqiqiy tizimining ExtendSim modeli
3-rasmda o'rganilayotgan yo'l tarmog'ini ko'rsatish uchun ExtendSim yordamida ishlab chiqilgan simulyatsiya modelining
surati ko'rsatilgan. Navbat uzunligi va kutish vaqtlarining o'rtacha qiymatlarini tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, haqiqiy tizim
zaif ishlash, past tarqalish tezligi va katta navbat chiziqlarini namoyish etadi. Shu sababli, keyingi kichik bo'limlarda haqiqiy
ishlashni yaxshilash va ushbu chorrahadagi tirbandlikni kamaytirish uchun turli xil stsenariylar taklif etiladi.
4.2 (SM2) uchun simulyatsiya modellashtirish
Ushbu simulyatsiya modeli SM2 aniq oldindan belgilangan trafik strategiyasiga asoslanadi, bunda tsikl uzunligi, fazalar
ketma-ketligi va signal oralig'i vaqtlari bir davr oralig'ida mos keladigan ulanishga tayinlanadi. Noyob talab namunasi bilan
tavsiflangan har bir davrga turli signalizatsiya sozlamalari tayinlanadi.
Tizimdagi yana bir o'zgartirish - bu signalizatsiya jarayonida ishtirok etishi kerak bo'lgan qo'shimcha nazorat nuqtasini
belgilash orqali adekvat bosqich rejasini ishlab chiqish.
4.3 Simulyatsiya yordamida optimallashtirish (SM3)
Simulyatsiya qilingan modellar uchun svetofor signallarini optimallashtirish ExtendSim o'rnatilgan evolyutsion
optimallashtiruvchi yordamida amalga oshiriladi. Optimallashtirish jarayonida qaror o‘zgaruvchilari k chorraha ichidagi har
bir nazorat nuqtasi i uchun harakatlanish holati vaqtlari (Tik ) va tarmoqdagi har bir k chorrahaning aylanish vaqtlari (CTk)
hisoblanadi. Tenglama (1) svetoforning qizil va yashil vaqtlari (TR va TG) va har qanday transport chorrahasida CT davlat
vaqtlari o'rtasidagi munosabatni ko'rsatadi:
N
CTk =
ÿ Tik = (T G+T R)jk ,ÿ j = {1,2,...,M}
i=A
(1)
Machine Translated by Google
Qayerda:
k: yo'l tarmog'idagi chorraha ID raqami.
i : davlat indeksi, chunki har bir transport chorrahasi bir qator o'zgaruvchan shtatlardan iborat.
j : signalizatsiya qilinishi kerak bo'lgan nazorat nuqtasi.
N: kesishishdagi mumkin bo'lgan holatlarning maksimal soni.
M: nazorat nuqtalarining maksimal soni.
Optimallashtirish jarayonida javob o'zgaruvchilari har bir nazorat nuqtasida MQ ÿ {MQ1, MQ2, MQ3, MQ4, MQ5, MQ6} bilan
ko'rsatilgan maksimal navbat uzunligi va har bir nazorat nuqtasida tizimda transport vositasining o'tkazgan o'rtacha vaqti bo'ladi.
avgCT ÿ {avgCT1, avgCT2, avgCT3, avgCT4, avgCT5, avgCT6} bilan belgilanadi.
(2) tenglamada berilgan tavsiya etilgan maqsad funksiyasi avtomobilning tizimda o'tkazgan vaqtining o'rtacha samaradorligini
maksimal darajada oshirishga intiladi. (2) tenglamadagi T Sj bizning modelimizda va ExtendSimda avgCTj ni bildiradi. Tizimdagi
vaqt har qanday boshqaruv nuqtasida transport vositasi tizimga kirgan vaqt va undan chiqish vaqti o'rtasidagi farq sifatida aniqlanadi.
Ushbu ta'rifga asoslanib, avtomobilning tizimdagi vaqti yo'l tarmog'idagi barcha chorrahalar uchun har bir nazorat nuqtasida
o'lchanishi kerak.
M
Maks. ning Z =
ÿ
T Sÿ
j
j=1 T Sj
×
1
M
(2)
Qayerda:
M: nazorat nuqtalarining maksimal soni
T Sÿ : tizimdagi eng yaxshi o'rtacha vaqt
j
T Sj : tizimdagi haqiqiy o'rtacha vaqt (2)
tenglamada har bir nazorat nuqtasida T Sÿ evristik yondashuv asosida hisoblanadi. Har bir nazorat nuqtasi uchun avtomobilning
tizimda o'tkazishi mumkin bo'lgan eng qisqa vaqtga erishish uchun j eng qulay shartlar (uzoqroq yashil vaqt va qisqaroq qizil vaqt)
o'rnatiladi.
4-rasm: ExtendSim Optimizer-da maqsad funksiyasini kodlash
4-rasmda ExtendSim Optimizer muhitidagi maqsad funksiyasining ta'rifi ko'rsatilgan; Bu yerda, navbatda turgan transport
vositalarining maksimal soni yo‘l sig‘imlari doirasida bo‘lishi kerakligini ko‘rsatuvchi yumshoq cheklovlarni o‘rnatish uchun maqsadli
funksiya IF ELSE tenglamasi ko‘rinishida yoziladi.
E'tiroz funksiyasi shuni ko'rsatadiki, agar maksimal navbat uzunliklari to'plamlaridan birortasi oshib ketgan bo'lsa, maksimal foyda
har bir nazorat nuqtasi uchun tizimdagi eng yaxshi o'rtacha vaqtlar yig'indisining o'rtachasiga teng bo'ladi, ularning tizimdagi tegishli
haqiqiy o'rtacha vaqtiga bo'linadi. Aks holda, agar yumshoq cheklovlar qondirilsa, maksimal foyda ushbu yechimni tasdiqlash va
yumshoq cheklovlarni buzgan yechimga nisbatan ko'proq og'irlik berish uchun birinchisining 100 ga ko'paytirilishiga teng bo'ladi.
Ushbu modelda qat'iy cheklovlar, shuningdek, transport holati vaqtlarining mantiqiy chegaralarini o'z ichiga olgan holda belgilanadi.
Harakat holati vaqtlarining haddan tashqari kichik va katta qiymatlari rad etiladi va shuning uchun 5-rasmda ko'rsatilganidek, davlat
vaqtlarining mumkin bo'lgan diapazoni aniq ko'rsatilishi kerak. Bundan tashqari, ikkita holat vaqti o'rtasidagi farq ma'lum diapazonda
bo'lishi kerak. Yana bir qattiq cheklov shundan iboratki, barcha harakat vaqtlari o'nga ko'paytiriladi (3- tenglama), bu avvalroq taqdim
etilgan barcha qaror o'zgaruvchilariga qo'llaniladi.
Tik = 10×roundtik
10
(3)
Machine Translated by Google
5-rasm: Qattiq cheklovlar aniqlangan
5 Tajriba natijalari
Ishlab chiqilgan modellar bo'yicha tajriba o'tkaziladi. Natijalar olingan qiymatlar asosida baholanadi
quyidagi muhim samaradorlik ko'rsatkichlari:
LQav : Belgilangan davr uchun bitta nazorat nuqtasida erishilgan o'rtacha navbat uzunligi.
W Qav : Belgilangan davr uchun bitta nazorat nuqtasida erishilgan o'rtacha avtomobil kutish vaqti.
LQgen : O'rganilayotgan tarmoq uchun umumiy o'rtacha navbat uzunligi.
W Qgen : O'rganilayotgan tarmoq uchun umumiy o'rtacha kutish vaqti.
LQgen ×W Qgen : O'rganilayotgan tarmoqning umumiy ishlash ko'rsatkichi.
5.1 Tajriba va natijalar (SM2)
SM2 da eksperimentning maqsadi har bir nazorat nuqtasining signal vaqtlari kombinatsiyasini olishdir
Bu mumkin bo'lganlar to'plamidan tarmoqdagi minimal navbat uzunligi, kutish vaqtlari va aylanish vaqtiga erishadi.
evristik sinov va xato eksperimental yondashuvga asoslangan stsenariylar.
5.2 Tajriba va natijalar (SM3)
SM3 optimallashtirish modeli 0,995 konvergentsiya darajasida ishlaydi. Simulyatsiya yordamida optimallashtirish orqali olingan
signal vaqtlari 3-jadvalda ko'rsatilgan. Optimallashtirish tajribasidan olingan samaradorlik ko'rsatkichlari
4-jadvalda keltirilgan.
3-jadval: Optimallashtirilgan signal vaqtlari
Davr
Chorrahalarni boshqarish punkti
T
Vaqt
7-9.00 21.00 13.00 17.00 11.00 11-7.
1
T G1T ,T R1T 40, 40 20, 40 40, 50 20, 70
20, 80
2
T G2T ,T R2T 20, 60 20, 40 30, 60 50, 40
60, 40
3
4
T G3T ,T R3T 40, 20 40, 20 50, 40 70, 20
T G4T ,T R4T 20, 60 20, 40 20, 70 20, 70
20, 80
Tsikl vaqti
C
12
80
60
90
80, 20
90
100
T G1C,T R1C 80, 20 80, 20 20, 80 70, 20
80, 20
T G2C,T R2C 20, 80 20, 80 80, 20 20, 70
20, 80
Tsikl vaqti
100
100
100
90
100
Machine Translated by Google
4-jadval: Optimallashtirilgan signal vaqtlarining ishlash ko'rsatkichlari
Davr
9-1:00
1-5.00
17-11
11-7
LQav W Qav
LQav W Qav
LQav W Qav
LQav W Qav
7-9
Chorrahalarni boshqarish punkti LQav W Qav
T
1AT
1,04
3.1
1,6
3.9
0,9
2.7
0,03
0,2
0,009 0,09
1BT
0,6
3.86
0,7
3.2
0,7
2.7
0,02
0,2
0,005 0,07
17.3
1T
10.2
20.8
12,9
21.1
10.3
2T
9,8
22,9
6,7
16,8
10,6 25,6
3T
9,7
6,8
9,6
2.3
3,5
10.8
17,2
2.5
9,5
4T
C
7.6
30
6.4
35.2
4.34
11.1
7.1
35.6
10.8
1
2.1
0.4
1.5
5.4
13.5
5
24.8
0,6
5.9
1C
27 2,4 2,06
18.4
36.3
1,3
2.4
12,9 55,4 2,5
10,6
67
2C
58,6
1.8
2.3
30,5
38
2,7
1,6
2.3
6 Natijalarni tahlil qilish
Ushbu bo'limda har bir simulyatsiya uchun o'rtacha navbat uzunligi va turli davrlardagi kutish vaqti hisoblanadi
Har bir stsenariyning ishlashini baholash va olingan natijalarni solishtirish uchun model (SM1, SM2 va SM3).
5-jadvalda har bir simulyatsiya modeli uchun umumiy o'rtacha navbat uzunligi va kutish vaqti ko'rsatilgan; SM1, SM2 va SM3.
5-jadval: Optimallashtirilgan signal vaqtlarining ishlash ko'rsatkichlari
Simulyatsiya modeli
O'lchov
SM1 SM2 SM3
12,58 8,03 6,12
LQgen
W Qgen
25.09 17.11 16.76
316 138,5
LQgen ×W Qgen
102
Ushbu qiymatlarni 6-rasmda ko'rsatilganidek, taqqoslash paneli suhbatida ko'rsatish mumkin.
Simulyatsiya modeli
30
LQ
WQ
25.09
25
20
ayihg
itm
a
cila
butu
n
vm
razÿU
o
n
u
17.11
16.76
15
12.58
10
8.03
6.12
5
0
SM1
SM2
SM3
6-rasm: Har bir stsenariy uchun umumiy ishlash ko'rsatkichlari.
Shunday qilib, SM2 va SM3 ning foiz yaxshilanishini 6-jadvalda ko'rsatilganidek osongina hisoblash mumkin.
7-rasmda simulyatsiya evristik tajribaga asoslangan SM2 o'rtasidagi taqqoslash ko'rsatilgan.
va optimallashtiruvchiga asoslangan SM3, ular erishgan foiz yaxshilanishlari bo'yicha. Ikkalasi ham
simulyatsiya modellari yaxshilangan natijalarni ko'rsatadi, ammo optimallashtirish uchun evolyutsion usuldan foydalanadigan SM3
barcha ishlash ko'rsatkichlari bo'yicha ustunlik qiladi.
Machine Translated by Google
6-jadval: Haqiqiy tizimdan yaxshilanishlar foizi
Simulyatsiya modeli
O'lchov
SM2 SM3
W Qgen
36%
32%
LQgen ×W Qgen
69%
LQgen
51%
33%
72%
Ishlash ko'rsatkichi
100%
SM2
SM3
90%
80%
69%
70%
72%
hsinalihsixzaioYf
60%
51%
50%
40%
36%
33%
32%
30%
20%
10%
0
LQ
WQ
LQ x WQ
7-rasm: SM2 va SM3 ning foiz yaxshilanishi.
7 Ishlab chiqilgan modellarni tekshirish va tasdiqlash
Modellashtirish jarayonida model o‘rganilayotgan tizimni to‘g‘ri ko‘rsatishini ta’minlash uchun turli tekshirish va tasdiqlash
bosqichlari o‘tkazildi. Simulyatsiya modellarini tekshirish ExtendSim8 ning 2D va 3D animatsiya vositalari kabi vizual vositalar
yordamida amalga oshirildi va bundan tashqari, barcha natijalar qaror bloklariga kiritilgan barcha shartlar bo'yicha sinovdan
o'tkazildi.
Boshqa tomondan, tekshirish tizim natijalarini, masalan, navbat uzunligi va model tomonidan yaratilgan kutish vaqtlarini
ahamiyatsiz og'ishlarni ko'rsatadigan maydonda kuzatilgan ma'lumotlar bilan taqqoslash orqali amalga oshirildi. Navbat uzunliklari
va kutish vaqtlarining qiymatlari ular va har bir nazorat nuqtasida kelish tezligi o'rtasidagi korrelyatsiya tahlilini o'tkazish orqali
qo'shimcha tasdiqlandi. Navbatdagi qiymatlar kelish tezligining oshishi bilan ortib borayotgani va aksincha, navbat nazariyasining
mantiqiy xatti-harakatlariga mos kelishi isbotlangan.
8 Xulosa
Ushbu maqola go'zal Iskandariya shahrining ulug'vorligi va uning fuqarolarining turmush tarziga tahdid soluvchi hayotiy
muammolardan birini yoritib berdi. Yo'l harakati nazorati faoliyatini tartibga soluvchi ishonchli boshqaruv strategiyasining yo'qligi
ushbu muammoning asosiy sabablaridan biridir. Kompyuter simulyatsiyasi muammoni hal qilishning ishonchli yechimi sifatida
taklif qilingan. Mavjud sharoitda mavjud vaziyatning haqiqiy ishlashi simulyatsiya qilingan (SM1). Tizimning joriy holati aniqlangan
navbat uzunligi va transport vositalarini kutish vaqtlarining haddan tashqari qiymatlari tufayli zaif ishlashi aniq ko'rsatildi. Bundan
tashqari, tizim uchun yaxshiroq stsenariylarni ishlab chiqish uchun simulyatsiyadan foydalanilgan. Tizim uchun tavsiya etilgan
simulyatsiya modeli bo'lgan SM2 yo'l tarmog'ining fazaviy rejasi va operatsion mantig'ida katta o'zgarishlar kiritish orqali
samaradorlik ko'rsatkichlari nuqtai nazaridan sezilarli yaxshilanishni ko'rsatishi taklif qilingan va isbotlangan. Umumiy oÿrtacha
navbat uzunligi 36% ga qisqardi, oÿrtacha transport vositalarini kutish vaqti esa 32% ga qisqardi. Bundan tashqari, simulyatsiya
yordamida optimallashtirish ushbu maqoladagi asosiy yechim usullaridan biri sifatida paydo bo'ldi. Evolyutsion
optimallashtiruvchidan foydalanib, o'rganilayotgan yo'l tarmog'ini boshqaruvchi signal vaqtlari to'plami optimallashtirildi va
simulyatsiya qilindi. Qulay
Machine Translated by Google
natijalarga erishildi, bu esa optimallashtirish tajribalarining muvaffaqiyatini bildiradi. Umumiy o'rtacha navbat uzunligi 51% ga qisqardi,
umumiy transport vositalarini kutish vaqti esa 33% ga qisqardi. Iskandariya yo'l tarmog'ida hozirgi vaqtda qabul qilingan transportni
boshqarish siyosatining samarasizligi tufayli yaxshilanishlar sezilarli darajada katta bo'lib, bu talab sig'imini o'rganishga asoslanmagan.
Ushbu maqola ushbu go'zal shaharning ulug'vorligiga tahdid soluvchi tirbandlik muammosini hal qilish uchun signalizatsiya sozlamalarini
etarli darajada boshqarish orqali transport samaradorligini oshirishga urg'u beradi.
Minnatdorchilik
Ushbu ishni tayyorlash jarayonida sanoat va boshqaruv injiniringi bo'limidagi hamkasblarimga alohida minnatdorchilik bildiriladi, ayniqsa
Eng. Julia El Zogby ushbu ishni tugatishdagi hamkorlikdagi roli uchun.
ExtendSim Suite 8.0.2 versiyasini Misrning Iskandariya shahridagi tirbandlik muammosini hal qilish uchun tadqiqot granti sifatida taqdim
etish orqali ishni qisman moliyalashtirgan Imagine That Inc kompaniyasiga samimiy minnatdorchiligimizni bildiramiz.
Ma'lumotnomalar
Amborski, K., Dzielinski, A., Kowalczuk, P. va Zydanowicz, W. (2010). Svetoforlarni boshqarish simulyatsiyasi. Modellashtirish va
simulyatsiya bo'yicha 24-Evropa konferentsiyasida, Kuala-Lumpur, Malayziya.
Chin, YK, Yong, KC, Bolong, N., Yang, S. va Teo, KTK (2011). Genetik algoritm yordamida bir nechta chorrahalarda svetoforni vaqtini
optimallashtirish. Boshqaruv tizimi, hisoblash va muhandislik (ICCSCE), 2011 IEEE xalqaro konferentsiyasi, 454–459-betlar.
Ibrohim Fouladvand, M., Sadjadi, Z. va Shaebani, MR (2004). Bitta chorrahada optimallashtirilgan transport oqimi:
harakatga javob beruvchi signalizatsiya. Journal of Physics A Mathematical General, 37:561–576.
Hewage, K. va Ruwanpura, J. (2004). Simulyatsiya yordamida svetoforning yorug'lik vaqtini optimallashtirish. Simulyatsiyada
Konferentsiya, 2004. 2004 yil qishi materiallari, 2-jild, 1428–1433-betlar.
Kalganova, T., Russell, G. va Cumming, A. (1999). Genetik algoritm yordamida bir nechta transport signallarini boshqarish. In
Sun'iy neyron tarmoqlari va genetik algoritmlar, 220–228-betlar. Springer Vena.
Kazama, T., Honda, N. va Vatanabe, T. (2007). Trafik signalini boshqarish moslamasiga ulangan real vaqt rejimidagi simulyator
yordamida signalni boshqarish tizimini baholash. Modellashtirish va simulyatsiya boÿyicha xalqaro kongressda (MOD-SIM07), 3051–
3057-betlar, Kristcherch Yangi Zelandiya, Avstraliya.
Krajzewicz, D., Brockfeld, E., Mikat, J., Ringel, J., Rossel, C., Tuchscheerer, W., Vagner, P. va Wosler, R.
(2005). Ochiq manbali trafik simulyatsiyasi sumo yordamida zamonaviy svetoforlarni boshqarish tizimlarini simulyatsiya qilish. 3Sanoat simulyatsiyasi konferensiyasi materiallarida, 299–302-betlar, Berlin, Germaniya.
Pengdi, D., Muhan, N., Zhuo, W., Zundong, Z. va Honghui, D. (2012). Yo'l harakati signalini muvofiqlashtirilgan boshqaruvni
optimallashtirish: vaziyatni o'rganish. Nazorat va qarorlar konferensiyasida (CCDC), 2012 24-xitoy, 827–831-betlar.
Roess, RP, Prassas, ES va McShane, WR (2010). Yo'l harakati muhandisligi. Prentice Hall, 4-nashr.
Salimifard, K. va Ansoriy, M. (2013). Shahar svetoforlarini modellashtirish va simulyatsiya qilish. Modellashtirish va optimallashtirish
xalqaro jurnali, 3(2).
Stevanovich, A., Stevanovich, J. va Kergaye, C. (2011). Signalning xavfsizligini yaxshilash uchun signal vaqtlarini optimallashtirish
arteriyalar. Yo'l harakati xavfsizligi va simulyatsiya bo'yicha 3-xalqaro konferentsiyada, Indianapolis, AQSh.
Taale, H. (2000). Evolyutsion algoritmlar yordamida transport signallarini boshqarishni optimallashtirish. Intellektual transport tizimlari
bo'yicha 7-Jahon kongressi materiallarida, Turin, Italiya.
Yun, I. va Park, B. (2012). Muvofiqlashtirilgan harakatlanuvchi transport signal tizimlari uchun stokastik optimallashtirish. jurnali
Transport muhandisligi, 138(7):819–829.
Machine Translated by Google
Biografiya
Ahmad F. Abdel Moneym 1970 yilda Odessa dengiz muhandislari institutida muhandislik fanlari nomzodi
ilmiy darajasini oldi. U 1981 yildan 1986 yilgacha Aleksandriya kemasozlik zavodining raisi bo‘lgan. U Arab
Fan, texnologiya va texnologiya akademiyasida ikkita asosiy kafedra mudiri bo‘lgan. Dengiz transporti (AAST);
1992-1994 yillarda asosiy va amaliy fanlar bo‘limi, 1996-1999 yillarda esa sanoat va boshqaruv muhandisligi
bo‘limi. 1994-1996 yillarda Aleksandriya kema ta'mirlash kompaniyasi raisi bo'lgan. Hozirda u Sanoat va
boshqaruv muhandisligi kafedrasi professori va ishonchlilik muhandisligi, loyihalarni boshqarish va operatsion
tadqiqotlar sohasida ko'plab ilmiy maqolalarini nashr etgan. Uning elektron pochta manzili mail@ahmedfarouk.net.
Khaled S. El-Kilany - Arab Fan, Texnologiya va Dengiz transporti akademiyasining (AASTMT) sanoat va boshqaruv muhandisligi
kafedrasi sanoat muhandisligi va dastur rahbari. U 1998 yilda AASTMTga qo'shildi va uning PhD. tadqiqot ishlari (Dublin Siti
universiteti, 2004) Intelning gofret ishlab chiqarish ob'ektlarining avtomatlashtirilgan materiallarga ishlov berish tizimini modellashtirish
va simulyatsiya qilishni o'z ichiga oladi. Uning ilmiy qiziqishi simulyatsiya yordamida ishlab chiqarish tizimlarining ish faoliyatini tahlil
qilish va yaxshilashga qaratilgan. Uning elektron pochta manzili kkilany@aast.edu.
Hala A. Faruk 2011 yilda Misrning Qohira universitetida muhandislik fanlari doktori darajasini oldi. U 2001 yildan 2012 yilgacha Arab
Fan, texnologiya va dengiz transporti akademiyasining (AASTMT) Kompyuter injiniringi bo‘limida dars berib, tadqiqot olib bormoqda.
u AASTMT sanoat va boshqaruv muhandisligi kafedrasi dotsenti. Uning ilmiy qiziqishlari apparat dizayni va uni sanoatda qo'llash,
apparat tizimlari xavfsizligi va sanoatda evolyutsion optimallashtirishni qabul qilishga qaratilgan.
Uning elektron pochta manzili mail@halafarouk.info.
Ahmed A. Ezzat hozirda Arab Fan, Texnologiya va Dengiz transporti Akademiyasi AASTMT, Iskandariya, Misrning Sanoat va
boshqaruv muhandisligi bo'limida o'qituvchi va ilmiy xodimdir.
U bakalavr darajasini oldi. 2013-yilda shu kafedradan. Uning bitiruv loyihasi qisman Extendsim korporatsiyasi (Ilmiy tadqiqot granti)
va AASTMT tomonidan moliyalashtirildi. Ilmiy qiziqishlari matematik modellashtirish, simulyatsiya, optimallashtirish, operatsiyalarni
tadqiq qilish, stoxastik tizimlarni tahlil qilishdan iborat. U IIE a'zosi.
Uning elektron pochta manzili ahmedazizezzat@gmail.com.