Mathematische Modellierung im Ingenieurwesen
Berechnung von Verzögerungen und Warteschlangen in städtischen Verkehrsnetzen: Ein Schritt-für-Schritt-Ansatz
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Städtische Verkehrsnetze beinhalten komplexe Interaktionen, die zu Verzögerungen und Warteschlangen von Fahrzeugen führen. Zu verstehen, wie diese Faktoren berechnet werden, hilft bei der Optimierung des Verkehrsflusses und der Verringerung von Staus. Dieser Artikel bietet einen schrittweisen Ansatz zur Berechnung von Verzögerungen und Warteschlangen in städtischen Verkehrssystemen.
Traffic Delay verstehen
Verkehrsverzögerung bezieht sich auf die zusätzliche Fahrzeit, die Fahrzeuge aufgrund von Staus, Signalzeiten und anderen Faktoren haben, und kann durch Vergleich der Freilauffahrzeit mit der tatsächlichen Fahrzeit berechnet werden.
Die Grundformel für Verzögerung ist:
Verzögerung = tatsächliche Reisezeit - Free-Flow Reisezeit
Berechnung von Queuing bei Schnittpunkten
Warteschlangen treten auf, wenn sich Fahrzeuge aufgrund von Signalphasen oder Staus an Kreuzungen anordnen Zur Schätzung der Länge der Warteschlangen sind die Ankunftsraten und die Serviceraten an der Kreuzung zu berücksichtigen.
Die durchschnittliche Länge der Schlange kann durch folgende Näherungswerte ermittelt werden:
Queue length = Arrival rate × Waiting time
Schritt-für-Schritt-Berechnungsprozess
- Schritt 1: Bestimmen Sie die Free-Flow-Reisezeit für das Streckensegment.
- Schritt 2: Messen Sie die tatsächliche Reisezeit während der Hauptverkehrszeiten.
- Schritt 3: Berechnen Sie die Verzögerung mit der Differenz zwischen den tatsächlichen und den freien Ablaufzeiten.
- Schritt 4: Notieren Sie die Ankunftsrate von Fahrzeugen an der Kreuzung.
- Schritt 5: Messen Sie die Servicerate oder Abfahrtsrate am Signal.
- Schritt 6: Schätze die Länge der Warteschlange basierend auf Ankunfts- und Serviceraten.
Durch die Anwendung dieser Schritte können Verkehrsingenieure Staupunkte identifizieren und Signal-Timings optimieren, um den Fluss zu verbessern.