Россия
В работе обсуждаются новые подходы к организации безостановочного движения транспортных потоков на регулируемых перекрестках с использованием координированного управления дорожным движением. Целью исследования является разработка математической модели по определению рекомендованной скорости движения на перегонах городской дорожной сети с использованием компьютерного зрения для обеспечения безостановочного движения группы транспортных средств (ТС) при пересечении регулируемого пересечения. Модель уникальна тем, что учитывает параметры очереди внегрупповых ТС, а также состояние дорожного покрытия. В исследовании представлена методика расчета времени безостановочного проезда автомобилей через пересечения улично-дорожной сети, с использованием системы мониторинга AIMS-Eco. Система применяет технологию анализа видеопотока в реальном времени, основанную на нейронной сети YOLOv4, для получения данных о параметрах трафика. Охарактеризованы коэффициенты влияния структуры транспортного потока и состояния дорожного покрытия на время разъезда очереди вне групповых ТС, что позволяет более точно оценивать влияние этих факторов на динамику движения. Установлены зависимости рекомендуемой скорости лидирующего автомобиля и пропускной способности участка улично-дорожной сети от количества внегрупповых ТС с учетом времени разъезда очереди внегрупповых ТС. Разработанная математическая модель позволяет повысить на 10-15% средние скорости движения потока в сечении стоп-линии за счет организации безостановочного проезда регулируемых перекрестков групповыми ТС. Достигнутые результаты имеют практическое значение для повышения пропускной способности улично-дорожной сети, улучшения дорожной и экологической безопасности автомобильного движения.
динамические знаки, нейронные сети, мониторинг, потоки, способность, скорость, ускорение
1. P.Fernandes, K. Salamati, N.M. Rouphail, M.C. Coelho, «Identification of emission hotspots in roundabouts corridors» Transportation Research Part D: Transport and Environment, vol. 37, рр. 48–64, 2015.
2. Ярков, С. А. Повышение эффективности организации дорожного движения в городах : монография / С. А. Ярков, В. В. Морозов. – Тюмень : Тюменский индустриальный университет, 2020. 161 c.
3. Левашев А.Г.Исследование временных интервалов между транспортными средствами на регулируемых пересечениях / А.Г. Левашев, А.Ю. Михайлов // Сборник Научных Трудов Ангарского Государственного Технического Университета. 2014., вып. 1, № 1, С. 204-211,
4. Левашев А.Г. Современные программные продукты в области организации дорожного движения / А.Г. Левашев // Сборник Научных Трудов Ангарского Государственного Технического Университета. 2014, вып. 1, № 1, С. 201–203.
5. Benhamza K., Seridi H. «Adaptive traffic signal control in multiple intersections network», Journal of Intelligent & Fuzzy Systems», vol. 28, no. 6, P. 2557–2567, 2015.
6. Qadri S.S.S.M., Gökçe M.A., Öner E. «State-of-art review of traffic signal control methods: challenges and opportunities» European Transport Research Review, vol. 12, no. 1, P. 55, 2020.
7. Morozov V., Shepelev V., Kostyrchenko V. «Modeling the Operation of Signal-Controlled Intersections with Different Lane Occupancy» Mathematics, vol. 10, no. 24, P. 4829, 2022.
8. Алексиков С. В. Повышение скорости автотранспорта на основе регулирования движения по «зеленой волне» / С. В. Алексиков, Г. И. Беликов, В. А. Пшеничкина, С. В. Волченко // Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер.: Политематическая. 2013. Вып. 2(27).
9. Peng Z., Wang, J., Gao, Z., Huang, H. «Modelling and Simulation of Speed Guidance of Multi-Intersection in a Connected Vehicle Environment» // Green Transportation and Low Carbon Mobility Safety, vol. 944, рр. 161-176, 2023.
10. (Jeff) Ban X., Hao P., Sun Z. «Real time queue length estimation for signalized intersections using travel times from mobile sensors» Transportation Research Part C: Emerging Technologies, vol. 19, no. 6, рр. 1133–1156, 2011.
11. C. Tan, J. Yao, K. Tang and J. Sun, «Cycle-Based Queue Length Estimation for Signalized Intersections Using Sparse Vehicle Trajectory Data» IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, vol. 22, no. 1, рр. 91–106, 2021.
12. Parmar D. Gore, N., Rathva, D., Dave, S., Jain, M. «Modelling Queuing of Vehicles at Signalized Intersection // Transportation Research» Transportation Research. Lecture Notes in Civil Engineering, vol. 45, рр. 557–565. 2020.
13. Singh S., Santhakumar S.M. «Platoon-Based Impact Assessment of Heavy-Duty Vehicles on Traffic Stream Characteristics of Highway Lanes Under Mixed Traffic Environment» International Journal of Intelligent Transportation Systems Research, vol. 20, no.1, рр. 29–45, 2022.
14. Li B., Cheng W., Li L. «Lane-Based Queue Length Estimation in Heterogeneous Traffic Flow Consisting of Cars and Buses» Journal of Transportation Engineering, Part A: Systems, vol. 146, no.2, рр. 04019065, 2020.
15. V. Barth, R. de Oliveira, M. de Oliveira and V. do Nascimento «Vehicle Speed Monitoring using Convolutional Neural Networks» IEEE Latin America Transactions, vol. 17, no. 06, рр. 1000–1008, 2019.
16. J. Lan, J. Li, G. Hu, B. Ran, L. Wang, «Vehicle speed measurement based on gray constraint optical flow algorithm» Optik, vol. 125, no.1, pp. 289–295, 2014.
17. Huang, Y.-Q., Zheng, J.-C., Sun, S.-D., Yang, C.-F., Liu, J. «Optimized YOLOv3 Algorithm and Its Application in Traffic Flow Detections» Applied Sciences, vol. 10, no. 9, p. 3079, 2020.
18. Delavarian M., Marouzi O.R., Hassanpour H., Parizi R.M., Khan M.S. «Multi‐camera multiple vehicle tracking in urban intersections based on multilayer graphs» IET Intelligent Transport Systems vol. 14, no. 12, pp. 1673–1690, 2020.
19. Fadina O., Shepelev V., Vorobyev A. «Optimizing the Speed of Traffic Flows Taking into Account the Operating Modes of Traffic Lights and Environmental Aspects» 2023 International Russian Automation Conference (RusAutoCon). Sochi, Russian Federation: IEEE, pp. 294–298, 2023.
20. Shepelev V., Glushkov A., Vorobyev A. «Using Computer Vision to Analyze the Sequence of Vehicles Passing Through Regulated Intersections» 2023 International Russian Smart Industry Conference (SmartIndustryCon). Sochi, Russian Federation: IEEE, pp. 311–316. 2023.
21. Постановление Правительства РФ от 23.10.1993 N 1090 “О Правилах дорожного движения” (ПДД) (последняя редакция) (вместе с "Основными положениями по допуску транспортных средств к эксплуатации и обязанности должностных лиц по обеспечению безопасности \ КонсультантПлюс [Electronic resource]. URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_2709/ (accessed: 27.11.2024).
22. Шепелева Е.В. Обеспечение безостановочного движения организованного транспортного потока по узлу улично-дорожной сети на основе применения компьютерного зрения и динамических дорожных знаков / Е.В. Шепелева, В.А. Городокин, В.Д. Шепелев, З.В. Альметова // Транспорт Урала. 2020. № 4(67). С. 60-67.
