Development of the analytical system for vehicle operating conditions management in the V2I information complex using simulation modeling

Abstract

In connection with the active development of information systems in transport, it becomes necessary to integrate vehicles, infrastructure and humans into a single information network. The V2I system of information analysis for monitoring and controlling vehicles in operating conditions is an organic combination of information and analytical components. The latter includes the analysis of information regarding changes in operating conditions. The article presents a study that has improved the processes of managing the operating conditions of vehicles in the V2I communication system by using simulation modelling. A simulation model for choosing the optimal operating conditions for vehicles is described. The model takes into account road, climatic, and transport conditions and culture of vehicle operation, as well as the peculiarities of public transport movement in a transport hub. The objective function with the appropriate restrictions and the problem of traffic optimization in the investigated transport hub were established. Diagrams of the processes of the simulation model were constructed for various input parameters, including the optimal ones, with the creation of corresponding agents and their populations. Models of public transport delays at stops using a triangular distribution were developed, and the corresponding hypotheses were confirmed by Pearson’s test (χ2). The developed models can be used in the process of rebuilding a transport hub, as well as for modeling traffic when the operating conditions of vehicles change and for predicting such changes. The simulation results can be used in the creation and design of intelligent transport systems.

У зв'язку з активним розвитком інформаційних систем на транспорті виникає необхідність об'єднання транспортних засобів, інфраструктури та людини в єдину інформаційну мережу. Система аналізу інформації V2I для моніторингу та керування транспортними засобами в експлуатаційних умовах є органічним поєднанням інформаційної та аналітичної складових. Остання включає в себе аналіз інформації щодо зміни умов експлуатації. У статті представлено дослідження, яке покращило процеси управління умовами експлуатації транспортних засобів у системі зв’язку V2I за допомогою імітаційного моделювання. Описано імітаційну модель для вибору оптимальних умов експлуатації транспортних засобів. Модель враховує дорожні, кліматичні та транспортні умови та культуру експлуатації транспортних засобів, а також особливості руху громадського транспорту в транспортному вузлі. Встановлено цільову функцію з відповідними обмеженнями та задачу оптимізації руху в досліджуваному транспортному вузлі. Побудовано діаграми процесів імітаційної моделі для різних вхідних параметрів, у тому числі оптимальних, зі створенням відповідних агентів та їх популяцій. Розроблено моделі затримок громадського транспорту на зупинках з використанням трикутного розподілу, а відповідні гіпотези підтверджено критерієм Пірсона (χ2). Розроблені моделі можуть бути використані в процесі реконструкції транспортного вузла, а також для моделювання дорожнього руху при зміні умов експлуатації транспортних засобів та для прогнозування таких змін. Результати моделювання можуть бути використані при створенні та проектуванні інтелектуальних транспортних систем.