<р> Основы проектирования транспортных потоков можно проследить до 1920-х годов, когда американский экономист Фрэнк Найт предложил теорию баланса дорожного движения, которая была далее развита Уордропом в 1952 году. Несмотря на достижения в области компьютерных технологий, не удалось найти теоретическую модель, универсально применимую к реальным условиям. <р> Большинство современных моделей сочетают в себе эмпирические и теоретические методы и учитывают множество переменных, таких как частота использования транспортных средств и изменения земельных участков, для прогнозирования транспортных потоков и зон заторов. В этих моделях скорость, расход и плотность являются тремя основными переменными и тесно связаны друг с другом. Свободное движение хорошо работает, если на полосу движения на милю приходится менее 12 транспортных средств, в то время как ситуации с высокой плотностью движения могут привести к нестабильным условиям, которые могут привести к постоянным остановкам и движениям.Исследование транспортных потоков предполагает взаимодействие водителей, пешеходов, велосипедистов и их транспортных средств, а также связанной с ними инфраструктуры с целью разработки оптимальной транспортной сети для достижения эффективного потока и минимизации проблем с заторами.
<р> Основная причина заторов тесно связана с узкими местами. Согласно исследованию Федерального управления шоссейных дорог США, около 40% заторов на дорогах вызваны узкими местами. Узкие места могут быть фиксированными, например, узкая дорога, или динамическими, например, замедление движения конкретного транспортного средства в пробке. Эти узкие места существенно влияют на транспортный поток и снижают пропускную способность дорог. <р> Например, комплексные модели анализа транспортных потоков, такие как модель Лайтхилла-Уитэма-Ричардса и различные модели следования автомобилей, подробно описывают взаимодействие транспортных средств в транспортном потоке. Теория трехэтапного трафика Кернера предлагает изменения пропускной способности в узких местах, а не простое одно значение. Кроме того, объединенная модель Ньюэлла-Даганзо еще больше улучшает наше понимание динамики дорожного движения и является важным краеугольным камнем современного проектирования и моделирования дорожного движения. <р> С помощью пространственно-временных диаграмм аналитики могут визуализировать и анализировать характеристики транспортных потоков на конкретных участках дороги. Время отображается на горизонтальной оси, а расстояние — на вертикальной оси. Траектории отдельных транспортных средств представлены на этих диаграммах, что позволяет интуитивно понимать поведение транспортных потоков.В свободно движущейся сети теория транспортных потоков уделяет особое внимание трем факторам: скорости, потоку и концентрации.
<р> Эффективный анализ транспортных потоков необходимо проводить в трех различных областях наблюдения: микро, макро и мезо. Микроуровень фокусируется на независимом поведении каждого транспортного средства, макроуровень рассматривает более масштабные модели гидродинамики, а мезоуровень использует функции вероятности для описания распределения транспортных средств. Такие методы многоуровневого анализа делают моделирование и прогнозирование транспортных потоков более точным. <р> В процессе построения модели точность данных имеет решающее значение. Обычно аналитики уточняют прогнозы модели, внося коррективы путем сбора полевых данных, включая учет таких факторов окружающей среды, как расход топлива и выбросы. Более того, при крупномасштабном прогнозировании транспортных потоков инженеры используют методы, которые не ограничиваются комплексными моделями, но также включают практические правила в руководствах по пропускной способности. <р> Благодаря постоянному развитию технологий, особенно с точки зрения возможностей сбора и обработки данных, исследования транспортных потоков смогут предоставлять более точные и точные прогнозы, обеспечивая тем самым надежную основу для городского планирования и управления. Это не только необходимость научных исследований, но и изменение, которое каждый водитель надеется увидеть в своей повседневной жизни. <р> Обсуждая сложность транспортных потоков и влияние узких мест, мы, возможно, захотим задуматься над вопросом: как мы можем добиться эффективного управления дорожным движением и потоками в условиях растущего спроса на трафик и ограниченных ресурсов?Транспорт (q) означает количество транспортных средств, проезжающих через контрольную точку в единицу времени, обычно выражаемое как количество транспортных средств в час.