Peculiarities of using modeling methods of traffic flows in the city street network

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18372/2415-8151.25.16787

Keywords:

city street network, city, traffic flow, vehicle, modeling

Abstract

This study examines methods of modeling traffic flows within the city street network, identifies problems with their application and implementation in modern conditions of development and functioning of cities and livelihoods; summarizes approaches to existing models of traffic flow within the city street network. An analysis of the problems which are solved by applying the traffic flow theory can improve the conditions of movement of vehicles on highways within cities. The study identifies and analyses these problems and the methods for solving them. Functional classification of mathematical models of transport flows is substantiated, taking into account the traffic forecasting models for transport network, models of traffic flow dynamics, and models of optimization of transport network functioning.
The article discusses and concludes the directions for improving the traffic flow management systems in the general city street network, as well as scientific concepts and theoretical provisions for the distribution of vehicles in the street network, in an attempt to solve real-time problems of optimal traffic flow management.
By analyzing the existing methods of modeling traffic flows in the city street network, this study was able to develop a general concept of their implementation in an urban street traffic management system. The obtained scientific result serves as a basis for further theoretical and applied research on development of intelligent traffic control systems.

Author Biographies

Oleksandr Stepanchuk, National aviation university

Doctor of Technical Sciences, Professor,

Oleksandr Lapenko, National aviation university

Doctor of Technical Sciences, Professor

Оксана Сергіївна Чернишова, National aviation university

Doctor of philosophy (PhD), Associate Professor

References

Степанчук О.В. Автомобільний транспорт і екологічні проблеми міст/ Степанчук О.В., Степанчук І.М. // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. 2004. № 6. С.88—92.

Семенов В. Математическое моделирование динамики транспортных потоков мегаполиса/ В.В. Семенов // М., Институт прикладной математики им. М.В. Келдыша, Препринт № 34, 2004. — 44 с.

Гасников А.В. и др. Введение в математическое моделирование транспортных потоков: учеб. пособие / Гасников А.В., Кленов С.Л., Нурминский Е.А., Холодов Я. А., Шамрай Н.Б. под ред. Гасников А.В. — М.: МФТИ, 2010. 362 с.

Наумова Н.А. Теоретические основы и методы управления транспортными потоками средствами мезоскопического моделирования: Диссертация доктора технических наук: 05.22.10 / Наумова Наталья Александровна: Волгоградский государственный технический университет. Волгоград, 2015. 331 с.

Доля В.К. и др. Транспортные потоки и противозаторные мероприятия на сети города/ В.К. Доля, А.О. Лобашов, А.В. Прасоленко, С.Б. Дульфан/ Вісник Донецької академії автомобільного транспорту: Наук. журнал/Донецьк, ДААТ, Вип.3, 2012. С. 12-16.

Bando, M., Hasebe, H., Nakayama A., Shibata, A. and Sugiyama, Y. (1995) Dynamical Model of Traffic Congestion and Numerical Simulation. Physical Review E р.51.

Brilon, W. and Hartmann, D. (2004) Fortentwicklung und Bereitstellung eines bundeseinheitlichen Simulationsmodells für Bundesautobahnen. Research project FE01/157/2001/IRB for the Bundesanstalt für Straßenwesen (Federal Highway Research Institute, Germany), in cooperation with the Ruhr-University Bochum. Germany.

Gazis, D.C., Herman, R. and Rothery, R.W. (1961) Non-linear Follow-the-Leader Models of Traffic Flow. Operations Research 9, No.4.

Hoefs, D.H. (1972) Untersuchung des Fahrverhaltens in Fahrzeugkolonnen. Straßenbau und Straßenverkehrstechnik 140.

Michaels, R. M. (1963). Perceptual factors in car following. Proceedings of the Second International Symposium on the Theory of Road Traffic Flow. Paris: OECD, 44-59.

Sparmann, U. (1978) Spurwechselvorgänge auf zweispurigen BAB- Richtungsfahrbahnen. Straßenbau und Straßenverkehrstechnik 263.

Theis, C. (1997) Modellierung des Fahrverhaltens an Autobahnanschlussstellen.

Stepanchuk O., Bieliatynskyi A., Pylypenko O. (2020) Modelling the Bottlenecks Interconnection on the City Street Network. In: Popovic Z., Manakov A., Breskich V. (eds) VIII International Scientific Siberian Transport Forum. TransSiberia 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol 1116. Springer, Cham-P.889-898.

Степанчук О.В. Методи створення і ведення транспортно-екологічного моніторингу у містах України/ Степанчук О.В., Рейцен Є.О. // Містобудування та територіальне планування: Науково-технічний збірник. – К.: КНУБА, 2004. Вип.18. С.178-185.

Гук В.И. Элементы теории транспортных потоков и проектирования улиц и дорог: Учеб. пособие/ В.И. Гук. К.: УМК ВО, 1991. 255 с.

Якимов М. Р. Транспортное планирование: создание транспортних моделей городов: монография / М. Р. Якимов. М.: Логос, 2013. – 188 с.

Лобашов О.О. Теоретичні основи формування транспортних потоків в крупних містах: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня докт. техн. наук : спец. 05.22.01 “Транспортні системи”/ О.О. Лобашов. — Харків, 2011. 40 с.

Швецов В. И. Математическое моделирование транспортных потоков / В. И. Швецов. // Автоматика и телемеханика. 2003. С. 3–46.

Яцкив И. В. Использование возможностей имитационного моделирования для анализа транспортных узлов [Електронний ресурс] / И. В. Яцкив, Е. А. Юршевич, Н. В. Колмакова – Режим доступу до ресурсу: http://www.gpss.ru/immod05/s3/yackiv/.

Степанчук О.В. Ефективні методи розподілення транспортних потоків на вулично-дорожній мережі в сучасних умовах / Степанчук О.В., // Вісник Інженерної академії України. К., 2013. Вип.3-4. – С.171-174.

John G. Wardrop. Some Theoretical Aspects of Road Traffic Research. / Wardrop J. G. Proceedings of the Institution of Civil Engineers, 1952. – Part II, Volume I, pp. 325-362.

Published

2022-06-28

Issue

Section

Architecture and construction