Методы оценки адекватности результатов моделирования
Прогнозирование различных сценариев развития систем управления дорожным движением на основе моделирования. Оценка сопоставимости зависимостей между характеристиками транспортных потоков. Моделирование движения на одном из участков автомобильной дороги.
| Рубрика | Транспорт |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.05.2017 |
| Размер файла | 25,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Методы оценки адекватности результатов моделирования
Зырянов В.В.
Для достоверной оценки и прогнозирования различных сценариев развития транспортных систем и систем управления дорожным движением на основе моделирования необходимо, чтобы параметры модели соответствовали реальным параметрам. Поэтому оценка адекватности результатов моделирования имеет критическое значение для выработки практических рекомендаций. Однако оценка адекватности является одной из наиболее сложных этапов создания моделей улично-дорожной сети, особенно больших размеров, и необходимо построить модель с такими параметрами дорог, автомобилей, общественного транспорта, средств организации дорожного движения, чтобы обеспечить соответствие фактическим данным. В процессе оценки достоверности можно использовать различные методы сравнения экспериментальных и расчетных данных:
- статистические методы сравнения интенсивности движения и скорости в контрольных точках сети: дисперсионный анализ, корреляционный анализ, U-статистики Зэйла [1, 2];
- зависимости между интенсивностью, скоростью и плотностью [3, 4];
- зависимости между временем поездки и остановки на основе двухкомпонентных моделей кинетической теории транспортного потока.
При сравнении экспериментальных и расчетных данных целесообразно первоначально использовать U-статистики Зэйла [1, 2]. Во-первых, этот метод позволяет оценить изменение интенсивности по временным периодам и во-вторых, выявляет три источника расхождений.
Главной статистикой Зэйла является коэффициент относительной ошибки:
, (1)
где и соответственно экспериментальные и расчетные данные в i- й момент времени;
n - число наблюдений.
U-статистики Зэйла также включают следующие три критерия:
коэффициент доли смещения, оценивающий систематическую ошибку:
, (2)
где и соответственно средние значения выборки экспериментальных и расчетных данных;
коэффициент доли дисперсии, оценивающий возможность воспроизводимости степени разброса экспериментальных и расчетных данных:
, (3)
где sobs и ssim соответственно среднеквадратическое отклонение экспериментальных и расчетных данных;
коэффициент доли ковариации, оценивающий остаточную ошибку:
(4)
где r коэффициент корреляции между экспериментальными и расчетными данными.
Применение этого метода при оценке адекватности моделирования показано на примере моделирования движения на одном из участков автомобильной дороги М27 в Сочи. Значения U-статистик Зэйла приведены в таблице №1. Значения U-статистик Зэйла рассчитаны по формулам (1-4).
Таблица №1. Значения U-статистик Зэйла
|
Статистика |
Северная точка M27 |
Южная точка M27 |
|||
|
Интенсивность на входе |
Интенсивность на выходе |
Интенсивность на входе |
Интенсивность на выходе |
||
|
Главный коэффициент неадекватности U |
0,04118901 |
0,031574 |
0,027483 |
0,020389 |
|
|
Доля смещения Um |
0,000398 |
0,228574 |
0,066074 |
0,042771 |
|
|
Доля дисперсии Us |
0,002643 |
0,11983 |
0,12094 |
0,188956 |
|
|
Доля ковариации Uc |
0,996959 |
0,651597 |
0,812986 |
0,768273 |
Очевидно, что в данном случае U-статистики Зэйла подтверждают адекватность моделирования, поскольку U, Um, Us близки к нулю, а Uc приближается к единице.
Кроме статистики Зэйла необходимо также использовать оценку сопоставимости зависимостей между характеристиками транспортных потоков. Для этой цели применялась концепция мета-моделей [7]. При реализации этой концепции первоначально создаются макромодели транспортных потоков раздельно по результатам моделирования и по экспериментальным данным, а затем создается обобщенная макромодель и по всем этим моделям принимается решения о достоверности результатов моделирования. Для создания макромодели использовалась следующая зависимость [7, 8, 9, 10]:
(5)
где vf скорость свободного движения;
vj скорость кинематической волны в плотном транспортном потоке;
k плотность транспортного потока;
kj заторовая плотность;
n - параметр.
Затем была построена обобщенная макромодель и произведена оценка соответствия по следующему критерию:
, (6)
где ESScom сумма квадратов остатков обобщенной модели;
ESSsim, ESSobs соответственно суммы квадратов остатков экспериментальной и расчетной моделей;
K - число параметров модели.
В табл. № 2 приведены расчетные данные.
Таблица №2. Результаты оценки моделей
|
Параметры модели (5) |
Реальные данные |
Данные моделирования |
Обобщенные данные |
|
|
Скорость свободного движения, км/ч |
68 |
73 |
71.4 |
|
|
Скорость кинематической волны, км/ч |
-14.6 |
-18.1 |
-14.9 |
|
|
Параметр n |
0.246 |
0.244 |
0.253 |
|
|
Корреляция R |
0.942 |
0.945 |
0.942 |
|
|
Сумма квадратов остатков |
4697,0 |
2656,9 |
7985,8 |
В итоге получается следующее значение F-критерия:
дорожный моделирование транспортный автомобильный
,
следовательно, все три модели не имеют существенных различий и разработанная модель является адекватной.
Литература
1. T. Toledo, H. N. Koutsopoulos (2004) Statistical validation of traffic simulation models. Transportation Research Board Annual Meeting Proceedings. TRB 2004, Washington DC.
2. J. Barcelo (2004). Methodological notes on the calibration and validation of microscopic simulation models. Transportation Research Board Annual Meeting Proceedings. TRB 2004. Washington, D.C.
3. Буслаев А.П., Новиков А.В., Приходько В.М., Таташев А.Г., Яшина М.В. Вероятностные и имитационные подходы к оптимизации автодорожного движения: Монография / М.: Мир, 2003. - 368 с.
4. Вол М., Мартин Б. Анализ транспортных систем: Монография / М.: Транспорт, 1981. - 516 с.
5. Ardekani, S., Herman, R. (1987), "Urban network-wide traffic variables and their relations", Transportation Science 21 (1), Pages 1-16.
6. Ardekani S.A., Herman R. A comparison of the quality of traffic service in downtown networks of various cities around the worlds. "Traffic Eng. And control". 1985, vol. 26. p.p 574-581
7. Del Castilio J.M., Benitez F.G. On the functional form of the speed-density relationship - I: General theory. "Transp. Res.". 1995, vol. 29B, №5. p.p. 373-389
8. Del Castilio J.M., Benitez F.G. On the functional form of the speed-density relationship - II: Empirical investigation. "Transp. Res.". 1995, vol.29B, №5. p.p. 391-406
9. Зырянов В.В. Моделирование при транспортном обслуживании мега-событий [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2011, Т. 18. № 4. С. 548-551.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Анализ экономических и климатических факторов в районе проложения автомобильной дороги. Анализ дорожных условий и выделение сложных для организации движения участков дороги. Характеристика транспортного потока, оценка безопасности движения на дороге.
контрольная работа [53,5 K], добавлен 20.04.2011Классификация методов управления дорожным движением. Автоматизированная система управления дорожным движением "Зеленая волна" в г. Барнауле. Принципы ее построения, структура, сравнительная характеристика. Кольцевая автодорога в г. Санкт-Петербурге.
контрольная работа [888,8 K], добавлен 06.02.2015История "умных" светофоров. Функции назначение автоматизированных систем управления движением транспорта "Старт", "Спектр". Характеристика основных зарубежных ИТС. Архитектура интеллектуальных транспортных систем и ее блоки. Анализ и оценка рынка ИТС.
курсовая работа [259,5 K], добавлен 14.01.2018Основы тягового расчета движения автомобилей. Расчет отгона виража и составной кривой. Обоснование ширины проезжей части, земляного полотна и технической категории автомобильной дороги. Пропускная способность полосы движения и загрузка дороги движением.
курсовая работа [420,3 K], добавлен 02.06.2009Организация движения городского пассажирского транспорта при работе адаптивной системы управления дорожным движением. Сравнение временно-зависимой и транспортно-зависимой стратегии. Разработка базы нечетких правил. Построение функции принадлежности.
курсовая работа [828,0 K], добавлен 19.09.2014Разработка автоматизированной системы координированного управления дорожным движением на дорожно-уличной сети. Характеристика функций управления, используемых методов и средств управления. Процесс функционирования АСУ координации дорожного движения.
дипломная работа [544,1 K], добавлен 26.01.2014Анализ транспортных систем с помощью математического моделирования. Локальные характеристики автотранспортных потоков. Моделирование транспортного потока в окрестности сужения улично-дорожной сети. Стохастическое перемешивание при подходе к узкому месту.
практическая работа [1010,5 K], добавлен 08.12.2012Метод выявления опасных участков дороги на основе анализа данных о дорожно-транспортных происшествиях (ДТП). Метод коэффициентов аварийности. Основные виды ДТП. Анализ основных характеристик дорожных условий и эксплуатационного состояния дороги.
курсовая работа [422,8 K], добавлен 08.10.2014Проходческая система как объект имитационного моделирования. Обзор методов и процедур, используемых в практике имитационного моделирования. Имитационное моделирование производительности погрузки и транспорта при использовании ковшовых погрузочных машин.
дипломная работа [6,2 M], добавлен 21.02.2011Определение фактической и требуемой категории автомобильной дороги. Оценка транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог. Планирование дорожно-ремонтных работ на основе результатов диагностики в условиях недостаточного финансирования.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 12.01.2010Характеристика пешеходных и транспортных потоков на перекрестке. Анализ конфликтных ситуаций. Расчет пропускной способности дороги, коэффициента загрузки движения, средней задержки транспортных средств и пешеходов, циклов светофорного регулирования.
курсовая работа [757,4 K], добавлен 08.01.2016Экономическая эффективность увеличения радиуса кривой в плане при реконструкции дороги для улучшения безопасности движения. Оценка закономерности транспортных потоков на перекрестке городских улиц. Определение величины мгновенной скорости автомобилей.
контрольная работа [79,5 K], добавлен 07.02.2012Народно-хозяйственное значение автомобильной дороги "Маслянино-Черепаново". Описание методики оценки уровня содержания и типичных дефектов. Потребительские свойства дороги. Характеристика работ по созданию лесных насаждений и посеву трав в полосе отвода.
курсовая работа [40,4 K], добавлен 18.02.2013Проектирование плана и продольного профиля автомобильной дороги. Затраты на приобретение земельных угодий под строительство. Конструирование дорожной одежды. Расчет стока ливневых вод. Борьба со снегозаносимостью. Организация и безопасность движения.
дипломная работа [958,0 K], добавлен 14.06.2014Определение технической категории дороги. Характеристика геофизических условий района проложения трассы. Трассирование автомобильной дороги. Расчет искусственных сооружений. Проектирование дороги в продольном профиле. Земляные и укрепительные работы.
курсовая работа [119,2 K], добавлен 01.02.2010Подбор техники для содержания автомобильной дороги в зимний период с учетом требований к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности движения. Определение объемов снегоприноса, способов снижения снегозаносимости.
методичка [936,4 K], добавлен 14.01.2013Характеристика природных условий района проектирования дороги. Определение продольных уклонов, ширины проезжей части и земляного полотна. Варианты проложения трассы дороги в обход сложных участков рельефа. Проектирование дороги в продольном профиле.
курсовая работа [113,1 K], добавлен 04.04.2012Оценка обеспеченности расчетной скорости, безопасности дороги, уровня загрузки дороги движением, ровности покрытия дорог. Определение фактического модуля упругости нежёсткой дорожной одежды. Сущность содержания автомобильных дорог и дорожных сооружений.
курсовая работа [142,5 K], добавлен 08.12.2008Расчет скорости движения одиночных автомобилей. Оценка безопасности движения на пересечениях в одном уровне. Проектирование движения транспортных средств и пешеходов по перекрестку. Модернизация грузоподъемного устройства автомобиля технической помощи.
дипломная работа [404,7 K], добавлен 03.07.2015Бортовая станция управления движением (СУД) для дистанционного управления судовыми силовыми средствами и задания различных режимов управления движением судна. Состав органов управления на панелях станции. Панель для управления курсом и траекторией.
реферат [234,7 K], добавлен 02.09.2010
