Автомобилей на участках маршрута в зависимости от условий движения

В качестве решения задачи математического описания изменения скорости движения были выбраны методы корреляционного и регрессионного анализа [21]. Для описания закономерностей изменения скорости движения была выбрана модель линейного типа. Размер выборки при разработке регрессионных моделей определялся в соответствии с реко­мендациями, по которым число наблюдений должно быть в 6-7 раз больше числа включаемых в модель факторов [23]. Для вычисления коэффициентов регрессии использовался метод наименьших квадратов [21-27]. Характеристики параметров модели определялись по известным методам статистики [21-28]. Для вычисления значимости факторов, входящих в модель, использовался критерий Стьюдента [23,24, 29, 30]. Информационная способность модели определяется критерием Фишера. Теснота связи между зависимой переменной и факторами, влияющими на ее уровень, определяется коэффициентом множественной корреляции [17, 23, 27, 28]. Чем ближе данный коэффициент к единице, тем теснее связь между изучаемым показателем и факторами, влияющими на ее уровень. Влияние неучтенных факторов оценивалось коэффициентом детерминации.

Характеристики разработанных моделей изменения скорости движения на участках с двухсторонним движением транспорта V₂ и односторонним V₁ приведены в таблице 4.11.

Таблица 4.11 Характеристика моделей изменения скорости движения автомобиля на участках маршрута

Фактор	Модель	Коэф-фици-ент кор-реля-ции	Коэф-фици-ент детер-мина-ции	Критерий Фишера
				рас-чет-ный	таб-лич-ний
Интенсивность движения, N,прив.авт./ч.	V2=36,7+0,007N V1=29,8+0,009N	0,37 0,24	0,14 0,06	11,7 1,92	1,39 1,39
Количество полос в направлении движения,К ед.	V2=34,4+4,6K V1=24,9+7,5K	0,35 0,36	0,12 0,13	10,4 4,2	1,39 1,39
Длина участка,L, км	V1=33,7+9,4L V2=22,5+31L	0,42 0,57	0,18 0,33	15,9 25,4	1,39 1,39
Скорость транспортного потока,V,км/ч.	V1=26,7+0,41V V2=4,7+0,76V	0,51 0,67	0,26 0,45	26,8 42,9	1,39 1,39
Коэффициент сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием, Кс	V1=26,2+19,3Kc V2=18,2+21,1Kc	0,22 0,39	0,05 0,15	6,62 8,99	1,39 1,39
Расстояние видимости дорожного покрытия, Rв,м	V1=33+0,04Rв V2=25,6+0,04Rв	0,08 0,1	0,006 0,01	0,69 0,66	1,39 1,39
Обьем двигателя, Q,см^3	V1=28,5+0,007Q V2=23,1+0,005Q	0,1 0,1	0,01 0,01	1,33 0,49	1,39 1,39
Удельная мощность двигателя, Uм л.с/т	V1=16,4+0,5Uм V2=27,1+0,12Uм	0,2 0,1	0,04 0,01	3,93 0,43	1,39 1,39
Ширина автомобиля, H, м	V1=-134+106,9H V2=4+9,9H	0,24 0,17	0,06 0,03	7,7 0,3	1,39 1,39
Возраст водителя, Вв лет	V1=56,9-0,67 Вв V2=50,8-0,8319Вв	0,22 0,33	0,07 0,11	5,8 6,88	1,39 1,39
Водительский стаж, Св,лет	V1=34,9+0,7Св V2=26,7+0,5Св	0,26 0,14	0,07 0,02	7,74 0,56	1,39 1,39

 

Модели, приведенные в табл. 4.11, обладают достаточно высокой информационной способностью, о чем свидетельствует превышение расчетного значения критерия Фишера над табличным. Исключением являются модели, независимой переменной, в которых выступают R_в, Q, U,Н, С_в. Для моделей изменения V₂ в зависимости от V и V₁ в зависимости от L, V наблюдается заметная степень корреляции между зависимой и незави­симой переменными. Для моделей изменения V₂ в зависимости от N, К, L и V₁ в зависимости от К, К_с наблюдается умеренная степень корреляции между зависимой и независимой переменными Для остальных моделей степень корреляции слабая. Значение коэффициента детерминации всех моделей показывает, что на значение V₂ и V₁, большое влияние оказывают факторы, не учтенные в данных моделях.

Анализ полученных моделей позволяет сделать следующие выводы. Скорость движения автомобилей увеличивается с увеличением интенсивности движения. Однако данные зависимости получены без учета ширины проезжей части участка движения. Показателем, с использованием которого можно оценить ширину проезжей части, является количество полос в направлении следования автомобиля.

Результаты обследования позволили описать зависимость между интенсивностью движения и количеством полос для участков с двухсторонним движением:

 

N = 348,8 К (4.4)

 

и для участков с односторонним движением:

 

N = 322,5 К. (4.5)

 

Коэффициенты корреляции моделей составили 0,85 и 0,91 соответственно. Это говорит о высокой степени корреляции между зависимой и независимой переменными моделей.

Увеличение количества полос обуславливает увеличение интенсивности движения. Вследствие этого при разработке математического описания зависимости изменения скорости движения целесообразно учитывать взаимосвязь между количеством полос и интенсивностью движения.

С увеличением количества полос увеличивается и скорость движения. Это обуславливается улучшением условий для движения и маневров автомобилей.

Длина участка увеличивает скорость движения. Она определяет то время, которое автомобиль может двигаться с максимальной скоростью. Чем больше длина участка, тем меньше удельный вес затрат времени на разгон и торможение автомобиля до и после перекрестка.

Скорость транспортного потока на участке увеличивает скорость дви­жения автомобиля. Двигаясь в потоке транспортных средств, водитель вынужден приспосабливаться к параметрам потока.

Увеличение коэффициента сцепления колеса автомобиля с дорожным покрытием увеличивает скорость движения. Это объясняется тем, что с увеличением коэффициента сцепления движение становится более ста­бильным, отпадает потребность в дополнительных мерах безопасности, и водитель может выбрать более скоростной режим движения.

Расстояние видимости дорожного покрытия увеличивает значение зависимой переменной. Чем лучше условия видимости, тем более скоростной режим движения может выбирать водитель, так как при этому него есть возможность заранее оценить дорожную обстановку и принять необходимое решение по управлению автомобилем.

Объем двигателя положительно влияет на скорость движения. Это можно объяснить условиями движения автомобилей на участках данных типов. При движении на участках есть возможность обгона. Этим и пользуются водители автомобилей с более мощным двигателем. Аналогичная картина наблюдается при анализе зависимости скорости движения от удельной мощности двигателя автомобиля. Чем больше удельная мощность, тем легче произвести разгон автомобиля [18].

При увеличении ширины автомобиля скорость движения увеличива­ется. Это обуславливается зависимостью между шириной автомобиля и мощностью двигателя, которая была определена по результатам обследования:

 

UM=31,3H,              (4.6)

 

где UM — удельная мощность двигателя автомобиля, л.с./т.

Коэффициент корреляции модели 2.4 составил 0,98, что говорит о высокой степени зависимости между шириной автомобиля и удельной мощностью его двигателя. Удельная мощность двигателя автомобиля увеличивает скорость движения. Это происходит вследствие того, что с ее увеличением улучшаются динамические качества транспортного средства.

Возраст водителя отрицательно влияет на скорость движения. С увеличением возраста водитель начинает выбирать более безопасные режимы движения.

Стаж вождения водителя, наоборот, увеличивает скорость движения. С увеличением стажа возрастает мастерство вождения, водитель может выбирать более скоростные режимы движения.

Модели, приведенные в табл. 4.11, отражают тенденцию влияния параметров движения, транспортного средства и водителя на скорость движения. Однако использовать данные модели при решении задачи определения времени движения автомобилей не представляется возможным вследствие недостаточно больших коэффициентов корреляции. Данные модели описывают зависимость скорости движения от одного фактора. В действительности эти факторы оказывают совместное влияние на скорость. Описать изменение данного показателя в зависимости от параметров движения, транспортных средств и водителя возможно с использованием метода множественной корреляции.

4.7.1. Модели изменения времени движения легковых автомобилей через регулированные перекрестки на маршруте следования

4.7.1.1. Модель изменения времени проследования регулируемых перекрестков с движением прямо

Расчет параметров модели изменения времени движения легковых автомобилей через регулированный перекресток с проездом прямо проводится в порядке, описанном в подразделе 4.4.1. Результаты расчетов приведены в таблицах 4.24-4.25.

Модель изменения времени движения легковых автомобилей через регулированный перекресток с проездом прямо имеет такой вид:

 

(4.11)

 

Таблица

Характеристики модели изменения времени движения легковых автомобилей через регулируемый перекресток с проездом прямо при 24 опытах

 

Факторы	Обозна-чения, Размер-ность	Гра-ницы изме-рения	Коэф-фициент	Стан-дартная ошибка	Критерий Стьюдента
					расчетный	табличный
Количество полос движения на пересекаемой дороге	Кп,ед.	1-6	0,99	0,09	11,38	2,07
Возраст водителя	Вв,лет	20-40	0,61	0,01	5,03	2,07

 

Доверительные интервалы коэффициентов модели

Факторы	Нижняя граница	Верхняя граница
Количество полос движения на пересекающейся дороге	0,81	1,17
Возраст водителя	0,04	0,09

 

Из всех факторов значимыми оказались только два, о чем свидетельствует расчетное значение критерия Стьюдента и граница доверительных интервалов коэффициентов модели.

Анализируя модель (4.11), можно сделать вывод, что количество полос движения на пересекаемой дороге увеличивает время движения автомобиля через перекресток. Этот параметр определяет геометрические размеры перекрестка, и с увеличением количества полос движения на пересекающейся дороге увеличивается расстояние, которое автомобиль должен преодолеть при проследовании перекрестка.

С увеличением возраста связано изменение остроты и точности реакции, темперамента, опыта и психофизиологических качеств водителя, поэтому он выбирает наиболее безопасные режимы движения через перекресток, которые приводят к увеличению времени движения через него.

Статистическая оценка показателей модели (4.11) происходила аналогично тому, как это было сделано в подпункте 4.4.1. Результаты расчетов приведены в таблице 4.26.

 

 

Таблица Результаты оценки модели изменения времени движения легковых автомобилей через регулированный перекресток с проездом прямо

Показатели	Значение
Критерий Фишера: табличный           расчетный	2,05 686,02
Коэффициент множественной корреляции	0,99
Средняя оценка аппроксимации	10,6

 

В результате проведения оценочных расчетов можно сделать вывод о допустимости использования регрессионной модели изменения времени движения легковых автомобилей через регулированный перекресток с проездом прямо в имитационной модели движения легковых автомобилей по маршруту следования.