Пропускная способность перекрестков – одна из основных проблем крупных городов. Чтобы прогнозировать и контролировать ситуацию на них, ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) предложили использовать созданные ими математические модели. В них учитываются изменяемые параметры в работе перекрестков. Методика и результаты исследований опубликованы в научном журнале «Transport and Telecommunication» (входит в базу данных Scopus).
В крупных городах растет число автомобилей и закономерно снижается пропускная способность транспортной сети. Пропускную способность в большинстве случаев определяют перекрестки со светофорным регулированием. Проанализировав многообразие решений регулирования, ученые Южно-Уральского государственного университета пришли к выводу: классификация перекрестков и формирование адекватных математических моделей для каждой группы позволит прогнозировать и контролировать транспортную ситуацию на перекрестках.
В последнем исследовании транспортных систем Челябинска кандидат технических наук, доцент кафедры «Математическое и компьютерное моделирование» ИЕТН ЮУрГУ Александр Глушков и кандидат технических наук, доцент кафедры «Автомобильный транспорт» Политехнического института ЮУрГУ Владимир Шепелев рассмотрели ситуацию с прерыванием потока поворачивающих направо транспортных средств непредсказуемо изменяющимся потоком пешеходов, движущихся перпендикулярно.
Все параметры перекрестков фиксировались в режиме реального времени: компьютерные нейронные сетевые алгоритмы обрабатывали информацию со штатных камер компании «Интерсвязь». Массив данных сформирован на основе фрагментарного наблюдения за 25 перекрестками Челябинска.
.jpg)
25 перекрестков были проанализированы во время исследования
«Для обучающей настройки нейронной сети, в реальном масштабе времени отслеживающей городские транспортные потоки, использовался суперкомпьютер ЮУрГУ, а для работы настроенной, следящей за транспортными потоками на городских перекрёстках, нейросети – специализированные вычислительные компьютеры, приобретенные кафедрой „Автомобильный транспорт“ под данное научное направление. В результате работы была всесторонне проанализирована пропускная способность перекрестков. В анализе дополнительно проявлена и решена задача разделения перекрёстков на две однотипные группы, что позволит в будущем применить к ним единые алгоритмы управления регулируемыми перекрестками», – рассказал Александр Глушков.
В результате ученые получили достоверные математические модели, демонстрирующие пропускную способность перекрестков при повороте транспорта направо для каждой группы. Модели используют данные об интенсивности пешеходного и прерываемости транспортного потоков. При вариациях этих нечетких факторов исследователи получили прогноз пропускной способности, проявив его в виде 3D-поверхности.
Результаты могут использоваться для выработки обоснованных управленческих решений для повышения пропускной способности городской транспортной сети.
Отметим, что второе направление исследования команды ученых ЮУрГУ – отслеживание выбросов автотранспорта. В его рамках создается система для автоматического определения выбросов загрязняющих веществ потоками автотранспортных средств с применением камер уличного видеонаблюдения в режиме реального времени. В разработке участвуют также студенты и аспиранты вуза. Студент ИЕТН ЮУрГУ Кирилл Хазюков в рамках конкурса УМНИК получил грант на создание такой системы.
Изучение городских транспортных потоков, которым занимаются ученые ЮУрГУ, проводятся по направлению «Устойчивые транспортные системы с учетом экологических аспектов» в рамках стратегического проекта №3 «Экосреда постиндустриальной агломерации» по проекту «Приоритет-2030».
Южно-Уральский государственный университет – это университет цифровых трансформаций, где ведутся инновационные исследования по большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ университет сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области цифровой индустрии, материаловедения и экологии. В 2021 году ЮУрГУ победил в конкурсе по программе «Приоритет 2030». Вуз выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (УМНОЦ).
#ЮУрГУвприоритете #наука