Modelowanie odległości pomiędzy pojazdami w kongestii w skali nanoskopowej

Podobne dokumenty
BARAŃSKA Marta 1 DEJA Agnieszka 2 BUBKA Jolanta 3

PRĘDKOŚĆ A NATĘŻENIE RUCHU NA DRODZE WIELOPASOWEJ SPEED AND TRAFFIC VOLUME ON THE MULTILANE HIGHWAY

Wpływ zanieczyszczenia torowiska na drogę hamowania tramwaju

Pojazdy przeciążone zagrożeniem dla trwałości nawierzchni drogowych: metody przeciwdziałania

Podstawowe pojęcia statystyczne

Analiza porównawcza metod pomiarowych badań skuteczności układów hamulcowych tramwajów


THE DEPENDENCE OF TIME DELAY FROM QUEUE LENGTH ON INLET OF SIGNALIZED INTERSECTION

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

Sterowanie wielkością zamówienia w Excelu - cz. 3

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

1. POMIAR SIŁY HAMOWANIA NA STANOWISKU ROLKOWYM

Spis treści Wstęp... Wprowadzenie...

Wstęp do teorii niepewności pomiaru. Danuta J. Michczyńska Adam Michczyński

Porównanie generatorów liczb losowych wykorzystywanych w arkuszach kalkulacyjnych

Ćwiczenie 3,4. Analiza widmowa sygnałów czasowych: sinus, trójkąt, prostokąt, szum biały i szum różowy

Badanie widma fali akustycznej

4. EKSPLOATACJA UKŁADU NAPĘD ZWROTNICOWY ROZJAZD. DEFINICJA SIŁ W UKŁADZIE Siła nastawcza Siła trzymania

BŁĘDY OKREŚLANIA MASY KOŃCOWEJ W ZAKŁADACH SUSZARNICZYCH WYKORZYSTUJĄC METODY LABORATORYJNE

WYBÓR PUNKTÓW POMIAROWYCH

KONKURS PRZEDMIOTOWY Z FIZYKI dla uczniów gimnazjów. Schemat punktowania zadań

Wydział Chemii Uniwersytet Łódzki ul. Tamka 12, Łódź

APPLICATION OF ACOUSTIC MAPS IN THE ANALYSIS OF ACOUSTIC SCREENS EFFICIENCY ON THE SECTION OF NATIONAL ROAD NO.94 IN DĄBROWA GÓRNICZA

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyny

WSKAZÓWKI DO WYKONANIA SPRAWOZDANIA Z WYRÓWNAWCZYCH ZAJĘĆ LABORATORYJNYCH

Współpraca FDS z arkuszem kalkulacyjnym

Określenie maksymalnego kosztu naprawy pojazdu

Temat: SZACOWANIE NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH

WPŁYW METODY DOPASOWANIA NA WYNIKI POMIARÓW PIÓRA ŁOPATKI INFLUENCE OF BEST-FIT METHOD ON RESULTS OF COORDINATE MEASUREMENTS OF TURBINE BLADE

ĆWICZENIE 13 TEORIA BŁĘDÓW POMIAROWYCH

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

KATEDRA MECHANIKI I PODSTAW KONSTRUKCJI MASZYN. Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych z elementów analizy obrazów

Średnie. Średnie. Kinga Kolczyńska - Przybycień

Teoria błędów. Wszystkie wartości wielkości fizycznych obarczone są pewnym błędem.

Miary statystyczne w badaniach pedagogicznych

Fizyka (Biotechnologia)

MODELOWANIE HAMULCA TARCZOWEGO SAMOCHODU OSOBOWEGO Z WYKORZYSTANIEM ZINTEGROWANYCH SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH CAD/CAE

Wyniki pomiarów prędkości w miejscach zlikwidowanych fotoradarów 6-8 kwietnia 2016 rok, stycznia 2017

Algorytmy decyzyjne będące alternatywą dla sieci neuronowych

Wytrzymałość udarowa powietrza

Powtórzenie wiadomości z klasy I. Temat: Ruchy prostoliniowe. Obliczenia

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności pomiarowych

MATEMATYCZNY MODEL PĘTLI HISTEREZY MAGNETYCZNEJ

Technologia tworzenia. metody i parametry obliczeń. Dr inż. Artur KUBOSZEK INSTYTUT INŻYNIERII PRODUKCJI

Warszawa, 8 maja 2017 r. Pomiary prędkości w miejscach funkcjonowania fotoradarów

Wpływ rozwoju elektromobilności w Polsce na zanieczyszczenie powietrza

Niepewności pomiarów

METODYKA BADAŃ MAŁYCH SIŁOWNI WIATROWYCH

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 17 stycznia 2003 r.

ZRÓWNOWAŻONY MIEJSKI SYSTEM TRANSPORTOWY

Wyznaczanie budżetu niepewności w pomiarach wybranych parametrów jakości energii elektrycznej

Praca Interwencyjna: Redukcja zapotrzebowania na polecenie OSP

Ćwiczenie nr 1. Regulacja i pomiar napięcia stałego oraz porównanie wskazań woltomierzy.

Przetworniki cyfrowo analogowe oraz analogowo - cyfrowe

OBLICZENIE PRZEPŁYWÓW MAKSYMALNYCH ROCZNYCH O OKREŚLONYM PRAWDOPODOBIEŃSTWIE PRZEWYŻSZENIA. z wykorzystaniem programu obliczeniowego Q maxp

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

Podstawy opracowania wyników pomiarów z elementami analizy niepewności statystycznych

LOKALIZACJA CZASOWO-PRZESTRZENNA ZDARZENIA SZKODOWEGO W ASPEKCIE BEZPIECZEŃSTWA RUCHU DROGOWEGO

Politechnika Śląska. Katedra Wytrzymałości Materiałów i Metod Komputerowych Mechaniki. Praca dyplomowa inżynierska. Wydział Mechaniczny Technologiczny

Rok akademicki: 2012/2013 Kod: JFM s Punkty ECTS: 3. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Statystyka opisowa. Literatura STATYSTYKA OPISOWA. Wprowadzenie. Wprowadzenie. Wprowadzenie. Plan. Tomasz Łukaszewski

Problemy eksploatacyjne stacji monitorujących hałas i ruch pojazdów drogowych

KOMPUTEROWE MODELOWANIE I OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE ZBIORNIKÓW NA GAZ PŁYNNY LPG

Doświadczenia w eksploatacji gazomierzy ultradźwiękowych

STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA

WIELKOŚĆ HAŁASU KOMUNIKACYJNEGO NA ODCINKU DROGI JANA III SOBIESKIEGO W WOJKOWICACH

Rozkład normalny. Marcin Zajenkowski. Marcin Zajenkowski () Rozkład normalny 1 / 26

Szczegółowy program kursu Statystyka z programem Excel (30 godzin lekcyjnych zajęć)

Analiza możliwości ograniczenia drgań w podłożu od pojazdów szynowych na przykładzie wybranego tunelu

PODSTAWY MODELOWANIA UKŁADÓW DYNAMICZNYCH W JĘZYKACH SYMULACYJNYCH

Problematyka budowy skanera 3D doświadczenia własne

WYZNACZANIE PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ QUINCKEGO I KUNDTA

Badanie hałaśliwości nowoczesnych nawierzchni na drogach wojewódzkich woj. śląskiego

Rozkład prędkości statków na torze wodnym Szczecin - Świnoujście

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

W kolejnym kroku należy ustalić liczbę przedziałów k. W tym celu należy wykorzystać jeden ze wzorów:

Populacja generalna (zbiorowość generalna) zbiór obejmujący wszystkie elementy będące przedmiotem badań Próba (podzbiór zbiorowości generalnej) część

W1. Wprowadzenie. Statystyka opisowa

WYCHOWANIE KOMUNIKACYJNE

Projekt rejestratora obiektów trójwymiarowych na bazie frezarki CNC. The project of the scanner for three-dimensional objects based on the CNC

Wpływ nieliniowości elementów układu pomiarowego na błąd pomiaru impedancji

Statystyka opisowa. Wykład I. Elementy statystyki opisowej

PODSTAWOWA TERMINOLOGIA METROLOGICZNA W PRAKTYCE LABORATORYJNEJ

7. Identyfikacja defektów badanego obiektu

MODELOWANIE NUMERYCZNE POLA PRZEPŁYWU WOKÓŁ BUDYNKÓW

ZAROBKOWY TRANSPORT SAMOCHODOWY ŁADUNKÓW W POLSCE

Strumień pojazdów w modelach ruchu drogowego wykorzystujących automaty komórkowe

Generalny Pomiar Ruchu 2015 na drogach krajowych i wojewódzkich województwa lubelskiego

BADANIE SZEREGOWEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC

Praca Interwencyjna: Redukcja zapotrzebowania na polecenie OSP

Program V-SIM tworzenie plików video z przebiegu symulacji

Marek Szatkowski

Ćwiczenie: "Mierniki cyfrowe"

Ćwiczenie nr 25: Interferencja fal akustycznych

PRĘDKOŚC NA DROGACH W POLSCE. Samochody osobowe, motocykle, ciężarowe o DMC < 3,5t (DMC dopuszczalna masa całkowita) Droga jednojezdniowa

Robert Kubicki, Magdalena Kulbaczewska Modelowanie i prognozowanie wielkości ruchu turystycznego w Polsce

NOWOCZESNE TECHNOLOGIE ENERGETYCZNE Rola modelowania fizycznego i numerycznego

Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła rewersyjnego (Katera)

Transkrypt:

SZCZUPAKOWSKI Seweryn Modelowanie odległości pomiędzy pojazdami w kongestii w skali nanoskopowej WSTĘP Wzrost współczynnika motoryzacji przy ograniczonym rozwoju sieci drogowej spowodował zwiększenie zatłoczenia, głównie na terenach zurbanizowanych. Kongestia jest już stałym elementem życia w miastach, a jej wpływ na zachowania ludzi zamieszkujących obszary o ograniczonych możliwościach ruchu pojazdów powoduje, że wraz z ich liczbą granice kompromisu są przesuwane coraz dalej. Nakładane regulacje prawne nie dają rozwiązania, a wyniki badań nastawiają sceptycznie co do możliwości uniknięcia zatorów drogowych. Ruch w miastach zwalnia w sposób wyraźny i nierzadko jest to działanie celowe, motywowane głównie względami bezpieczeństwa [6,7,8], zwalnia również ruch na głównych szlakach komunikacyjnych [9] co wskazuje na przełamanie tendencji wzrostowej z lat poprzednich [11]. 1. STAN WIEDZY PRZEDSTAWIONY W LITERATURZE W celu zwiększenia jakości tworzonych modeli ruchu pojazdów w sieci drogowej potrzeba dokładniejszych danych pochodzących z pomiarów w warunkach rzeczywistych [1,2,4,5]. Dotychczasowe badania i próby oparte na analizie mikroskopowej z zastosowaniem metod statystycznych nie dają rozwiązań na satysfakcjonującym poziomie szczegółowości. W konsekwencji tego zachodzi pytanie o dokładność tworzonych w ten sposób symulacji, otrzymywanych wyników oraz rozwiązań, które są implementowane dzięki zastosowaniu technik obliczeniowych. Odstęp bezpieczny jest obecny w dokumentach Krajowej Rady Bezpieczeństwa Drogowego, jednak jego kodeksowa definicja sprowadza się do ogólnika w postaci: odstęp niezbędny do uniknięcia zderzenia w razie hamowania lub zatrzymania się poprzedzającego pojazdu [13] bez jasno określonych wartości, w których powinien zawierać się ten odstęp (z wyłączeniem jazdy w tunelach o długości przekraczającej 500 m) [10,12]. W literaturze przedmiotu również występuje wyraźny brak w tym zakresie, nie zostaje także rozróżniony wpływ natężenia ruchu i warunków na drodze na wielkość odstępu pomiędzy pojazdami ruch swobodny, ruch ustalony, kongestia [3]. W modelach mikroskopowych dużo częściej jest używany czas następstwa (headway time) lub luka czasowa (time gap) określający czas pomiędzy dwoma pojedynczymi pojazdami w potoku mijającymi punkt pomiarowy. 2. METODYKA BADAŃ Pomiary wykonane zostały w warunkach rzeczywistych na dojeździe do skrzyżowania o ruchu okrężnym Falbanka we Włocławku w dn. 15-30 kwietnia 2014. Przy pomocy kamery rejestrowano z odległości ok. 19 m. potok pojazdów dojeżdżających do linii warunkowego zatrzymania przed wjazdem na skrzyżowanie. Ruch pojazdów był rejestrowany z częstotliwością 29,7 Hz w rozdzielczości full HD 1920x1080. Jednocześnie w kadrze przebywało 2-5 pojazdów. W trakcie analizy zebranych materiałów okazało się, że struktura potoku nie ma wpływu na odległości pomiędzy pojazdami w kongestii. W ten sposób przygotowany materiał był poddany analizie za pomocą programu Kinovea, umożliwiającego obróbkę zebranego materiału video oraz przetworzenie go na zdjęcia. Zmierzona odległość pomiędzy zatrzymanymi pojazdami została wyrażona w pikselach. Konwersja jednostek z pikseli na metry została dokonana poprzez sfilmowanie przygotowanych plansz z nadrukiem przypominającym szachownicę o polach różnej i znanej wielkości. Jeden piksel odpowiadał 0,02 m. 4651

Fot. 1 Prezentacja miejsca pomiarów 3. OPIS POMIARÓW I PREZENTACJA WYNIKÓW W czasie prowadzonych badań dokonane zostały pomiary odległości pomiędzy zatrzymanymi pojazdami w potoku znajdującym się w stanie kongestii. Zbadano 315 odległości pomiędzy 316 samochodami. Wyniki zostały przypisane do poszczególnych przedziałów, od 0 m do 10,0 m z krokiem 0,4 m. Liczebności dla poszczególnych przedziałów przedstawiają się następująco: Tab. 1 Prezentacja wyników pomiarów odległość [m] 0,41-0,8 0,81-1,2 1,21-1,6 1,61-2,0 2,01-2,4 2,41-2,8 2,81-3,2 3,21-3,6 liczebność 2 8 43 62 77 53 29 17 udział % 0,6% 2,5% 13,7% 19,7% 24,4% 16,8% 9,2% 5,4% odległość [m] 3,61-4,0 4,01-4,4 4,41-4,8 4,81-5,2 6,01-6,4 6,81-7,2 7,21-7,6 8,81-9,2 liczebność 13 4 1 1 2 1 1 1 udział % 4,1% 1,3% 0,3% 0,3% 0,6% 0,3% 0,3% 0,3% 4652

Rys. 1 Graficzna prezentacja wyników pomiarów Nie zostały odnotowane odległości pomiędzy zatrzymanymi pojazdami: mniejsze od 0,4 m; 5,21-6,00 m; 6,41-6,80 m; 7,61-8,80 m; pow. 9,20 m. 4. OPIS MODELU Na podstawie powyższego zestawienia został stworzony generator w Excelu, mający na celu modelowanie odległości pomiędzy pojazdami stojącymi w kongestii dla dowolnie dużej liczby pojazdów. Utworzono przedziały powstałe poprzez agregację liczebności kolejno po sobie następujących przedziałów wyznaczonych na podstawie danych rzeczywistych. Na tej podstawie dla każdego z przedziałów został utworzony jego udział procentowy w całej zbiorowości zbadanych samochodów. Przy pomocy funkcji los.zakres(0;315) w 100 komórkach odpowiadającym stojącym pojazdom wygenerowano liczby z zakresu odpowiadającego liczebności zbadanych pojazdów. Każda z wygenerowanych 100 wartości została przyporządkowana do odpowiadającego jej przedziału. W dalszej kolejności obliczono wartości bezwzględne różnic w udziałach procentowych każdej z wartości rzeczywistych pomniejszonej o odpowiadającą jej wartość wygenerowaną. Każdej z otrzymanych w ten sposób różnic została przypisana waga odpowiadająca udziałowi procentowemu danego przedziału rzeczywistego w całości. Na tej podstawie możliwe było obliczenie średniej arytmetycznej ważonej, będącej miarą błędu średniego względnego. Równolegle obliczany był współczynnik determinacji R 2 dla wartości rzeczywistych i obliczanych. Model zawierający wygenerowane odległości charakteryzuje się średnim błędem względnym e wśr =2,61 % oraz R 2 =0,93. 4653

Rys. 2 Graficzna prezentacja wyników obliczeniowych i zestawienie z danymi rzeczywistymi Rys. 3 Graficzna prezentacja błędu średniego względnego PODSUMOWANIE I WNIOSKI Brak jednorodności zachowań uczestników ruchu narzuca konieczność ich uwzględniania w badanych modelach. Jest to tym istotniejsze w warunkach kongestii, ponieważ szybkość zachodzących zmian i reakcji poszczególnych kierujących mogą zostać zaobserwowane dopiero przy wysokim poziomie szczegółowości. Dzięki przedstawionej metodzie modelowania odstępu pomiędzy pojazdami osiągnąć bardzo wysoki poziom realizmu dla gęstości potoku. Prostota modelu czyni go uniwersalnym jako podstawy do tworzenia bardziej złożonych, niezależnie od zastosowanej skali. Otrzymany wysoki współczynnik determinacji R 2 >0,92 wskazuje, że model ten może być również wykorzystywany do weryfikacji wyników uzyskanych z innych źródeł. 4654

Streszczenie W artykule zostały zaprezentowane metoda i wyniki badań odległości pomiędzy zatrzymanymi pojazdami w kongestii. Dodatkowo opracowany został prosty sposób modelowania tej wielkości, co przy wysokim poziomie współczynnika determinacji R 2 > 0,92 może zostać wykorzystane w tworzeniu większych modeli oraz służyć do weryfikacji danych z innych źródeł.. Abstract In article were presented method and results of distance measurements between stopped cars in congestion. In addition, has been developed simple way to modeling of this parameter, which given high level of the coefficient of the determination R 2 > 0,92, could be useful in bigger models preparation and used in verification data from others sources. BIBLIOGRAFIA 1. Methodology for modeling highly heterogeneous traffic flow, V.T Arasan, R. Z. Koshy, Journal of Transportation Engineering, v. 131(7), 2005 2. Capacity models and parameters for unsignalized urban intersections in Poland, J. Chodur, Journal of Transportation Engineering, v. 131(12), 2005 3. Introduction to modern traffic flow theory and control, B. Kerner, Springer-Verlag, Berlin, 2009 4. Pomiar kongestii w skali mikroskopowej na terenie zurbanizowanym, S. Szczupakowski, Logistyka 6/2014 5. A car-following theory for multiphase vehicular traffic flow, H.M. Zhang, T. Kim., Transportation Research part B 39, 2005 6. http://urbnews.pl/nowy-jork-ogranicza-predkosc/ 7. http://urbnews.pl/helsinki-ograniczono-predkosc-pojazdow-miescie/ 8. http://urbnews.pl/paryz-ograniczenie-do-30kmh-na-terenie-calego-miasta/ 9. http://www.krbrd.gov.pl/files/file/raporty-krajowe/raport_predkosc_2014_hc_rev.pdf rozdział 5.1 10. http://www.obserwatoriumbrd.pl/resource/38187803-1a05-48c9-ac57-0b9b3e9b6801:jcr rozdział 4.3 11. http://www.obserwatoriumbrd.pl/resource/38187803-1a05-48c9-ac57-0b9b3e9b6801:jcr rozdział 5 12. http://www.krbrd.gov.pl/files/file/raporty-krajowe/raport_predkosc_2014_hc_rev.pdf rozdział 3.3 13. Dz.U.2012.0.1137 - Ustawa z dnia 20 czerwca 1997 r. - Prawo o ruchu drogowym 4655