Дослідження інтенсивності та організації транспортних потоків на міських перехрестях

Попов, Дмитро Геннадійович
Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7091
Full metadata record
DC Field	Value	Language
dc.contributor.advisor	Солтус , Анатолій Петрович	-
dc.contributor.author	Попов, Дмитро Геннадійович	-
dc.date.accessioned	2026-02-18T17:42:46Z	-
dc.date.available	2026-02-18T17:42:46Z	-
dc.date.issued	2025	-
dc.identifier.uri	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/7091	-
dc.description.abstract	Кваліфікаційна робота магістра: звіт — 60 сторінок, 49 рисунків, 7 таблиць, 19 джерел, 1 додаток. ДОСЛІДЖЕННЯ ТРАНСПОРТНИХ ПОТОКІВ НА ПЕРЕХРЕСТІ ВУЛИЧНО-ДОРОЖНЬОЇ МЕРЕЖІ Актуальність теми зумовлена швидкими темпами зростання проблем дорожнього руху: недостатнім рівнем розвитку мережі автомобільних доріг, недосконалою організацією дорожнього руху, неправильною роботою перехресть. У зв’язку з цим розробка алгоритму керування потоком транспортних засобів є ефективним рішенням. Основною метою роботи є моделювання функціонування перехрестя на основі взаємозв’язку його основних елементів, а також аналіз ступеня завантаженості трафіку у визначений проміжок часу. Об’єктом дослідження є процес керування транспортними потоками перехрестя. У процесі роботи здійснено аналіз виявлення слабких місць, застосовано методи логічного аналізу, а також використано навички роботи з провідним інструментом імітаційного моделювання — програмним забезпеченням AnyLogic, на основі якого була створена модель перехрестя. Результатом роботи є імітаційна модель руху автомобілів на перехресті в системі AnyLogic, що відтворює роботу дорожньо-транспортної системи. Також знайдено оптимальний варіант функціонування перехрестя, на основі якого зроблено висновки щодо покращення його роботи.	uk_UA
dc.language.iso	uk	uk_UA
dc.title	Дослідження інтенсивності та організації транспортних потоків на міських перехрестях	uk_UA
dc.type	Master Thesis	uk_UA
Appears in Collections:	275 Транспортні технології (Транспортні технології (на автомобільному транспорті))
Files in This Item:
File	Description	Size	Format
Попов.pdf Restricted Access		4.05 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy
Show simple item record
Extracted text
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
18006, м. Черкаси, бул. Шевченка, 460, тел./факс (0472) 71 00 92 
 
                                        ЗАТВЕРДЖУЮ 
зав. кафедри автомобілів та  
технологій їх експлуатації, професор 
                                                                          ______________ Л.А. Тарандушка 
                                                                          «________»  грудня  2025р. 
 
 
 
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА МАГІСТРА 
«ДОСЛІДЖЕННЯ ТРАНСПОРТНИХ ПОТОКІВ НА ПЕРЕХРЕСТІ 
ВУЛИЧНО-ДОРОЖНЬОЇ МЕРЕЖІ» 
 
 
Керівник роботи:  
Професор, д.т.н. кафедри АТЕ                 _______________  Л.А. Тарандушка 
                  (посада)                                                                            (підпис)                                    (Ініціали, прізвище) 
 Виконавець: 
студент 2 курсу, гр.мТТ-40 
спеціальності 275 – Транспортні технології 
(на автомобільному транспорті) _______________              Попов Д.Г. 
                                                                                                (підпис)                     (Ініціали, прізвище) 
 
 
2025 
 
 
                                                                  Реферат 
Кваліфікаційна робота магістра: звіт — 60 сторінок, 49 рисунків, 7 
таблиць, 19 джерел, 1 додаток. 
 
ДОСЛІДЖЕННЯ ТРАНСПОРТНИХ ПОТОКІВ НА ПЕРЕХРЕСТІ ВУЛИЧНО-
ДОРОЖНЬОЇ МЕРЕЖІ 
 
Актуальність теми зумовлена швидкими темпами зростання проблем 
дорожнього руху: недостатнім рівнем розвитку мережі автомобільних доріг, 
недосконалою організацією дорожнього руху, неправильною роботою 
перехресть. У зв’язку з цим розробка алгоритму керування потоком 
транспортних засобів є ефективним рішенням. 
Основною метою роботи є моделювання функціонування перехрестя на 
основі взаємозв’язку його основних елементів, а також аналіз ступеня 
завантаженості трафіку у визначений проміжок часу. 
Об’єктом дослідження є процес керування транспортними потоками 
перехрестя. 
У процесі роботи здійснено аналіз виявлення слабких місць, застосовано 
методи логічного аналізу, а також використано навички роботи з провідним 
інструментом імітаційного моделювання — програмним забезпеченням 
AnyLogic, на основі якого була створена модель перехрестя. 
Результатом роботи є імітаційна модель руху автомобілів на перехресті в 
системі AnyLogic, що відтворює роботу дорожньо-транспортної системи. 
Також знайдено оптимальний варіант функціонування перехрестя, на основі 
якого зроблено висновки щодо покращення його роботи. 
 
  
2 
 
Зміст 
Перелік програмного забезпечення ........................................................................... 4 
Вступ ............................................................................................................................. 5 
1.1 Аналіз способів імітаційного моделювання транспортної мережі .................. 6 
1.2 Огляд програмного забезпечення для застосування імітаційного 
моделювання ................................................................................................................ 6 
1.2.1 AnyLogic .............................................................................................................. 6 
1.2.2 ProModel .............................................................................................................. 7 
1.2.3 Arena .................................................................................................................... 8 
1.2.4 AutoMod .............................................................................................................. 9 
1.2.5 ExtendSim .......................................................................................................... 10 
1.3 Порівняння систем моделювання ...................................................................... 11 
2 РОЗРОБКА ІМІТАЦІЙНОЇ МОДЕЛІ .................................................................. 13 
2.1 Постановка задачі проєктування ....................................................................... 13 
2.2 Імітаційна модель транспортної мережі на основі AnyLogic ......................... 17 
2.3 Опис об'єктів імітаційної моделі ....................................................................... 17 
2.3.1 Параметри та змінні імітаційної моделі транспортної мережі .................... 17 
2.3.2 Функції .............................................................................................................. 20 
2.3.3 Статистичні данні проблемного перехресття ................................................ 21 
2.3.4 Розклад інтенсивності трафіку ........................................................................ 28 
2.3.5 Блоки процесів імітаційної моделі ................................................................. 31 
2.3.6 Блок процесу «Події» імітаційної моделі ...................................................... 34 
2.3.7 Візуалізація моделювання імітаційної моделі .............................................. 35 
2.4 Результати моделювання .................................................................................... 36 
3 ЕКСПЕРИМЕНТИ І ВИБІР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРІАНТУ ........................... 39 
3.1 Виконання експерименту ................................................................................... 39 
3.2 Результати проведених експериментів ............................................................. 43 
Висновки .................................................................................................................... 50 
ДОДАТКИ .................................................................................................................. 51 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ................................................................. 58 
  
3 
 
Перелік програмного забезпечення 
 
AnyLogic  
Середа імітаційного моделювання, що включає в себе 
графічну мову моделювання та дозволяє користувачеві розширювати 
створені моделі за допомогою 
мови Java 
3D Процес створення тривимірної моделі об'єкта, розділ моделювання 
комп'ютерної графіки, присвячений методам створення  
зображень або відео шляхом моделювання об'єктів у трьох вимірах 
Модель SVM  
Метод опорних векторів (Support Vector Machine – SVM) – це дуже 
потужна та універсальна модель машинного навчання, здатна виконувати 
лінійну чи нелінійну класифікацію, регресію; підходить для класифікації 
складних, але невеликих або середніх наборів даних 
Java    
Об'єктно-орієнтована мова програмування загального призначення 
MacOS  
Операційна система від компанії Apple для комп'ютерів 
Macintosh 
iOS iPhone OS – мобільна операційна система для смартфонів 
Windows  
Група сімейств комерційних операційних систем 
корпорації Microsoft, орієнтованих на керування за допомогою графічного 
інтерфейсу 
                 
                                                  
   
  
4 
 
Вступ 
 
Сучасні інформаційні технології, математичні методи допомагають 
провести аналіз існуючих дорожніх мереж та вирішити їх проблеми, а також 
змоделювати майбутні мережі вже без проблем. Імітаційне моделювання є 
головним інструментом конструювання складних економічних процесів та 
систем, дозволяючи поєднувати математичні та теоретичні методи, а також 
наочно демонструвати роботу необхідної системи. 
Предметною областю дослідження є функціонування дорожньої мережі, 
зокрема перехрестя. З кожним роком кількість автотранспорту у світі зростає 
дедалі швидшими темпами. Водночас зростають проблеми дорожнього руху. 
До них можна зарахувати недостатній рівень розвитку мережі автомобільних 
доріг, недосконалість організації дорожнього руху, неправильне 
функціонування перехресть. У зв'язку з цим як ніколи актуальною є проблема 
розробки алгоритму керування потоком транспортних засобів. 
Основною метою роботи є моделювання функціонування перехрестя, на 
основі взаємозв'язку основних його елементів, аналіз ступеня завантаженості 
трафіку у певному проміжку часу. Для виявлення слабких місць були 
використані методи логічного аналізу, а також застосовані навички володіння 
провідним інструментом імітаційного моделювання – програмним 
забезпеченням AnyLogic, на основі якого було створено модель перехрестя. 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
5 
 
1 ОСНОВНА ЧАСТИНА 
 
1.1 Аналіз способів імітаційного моделювання транспортної мережі 
 
Концепція імітаційного моделювання полягає у відтворенні поведінки 
досліджуваної системи на основі результатів аналізу найістотніших 
взаємозв'язків між її елементами чи іншими словами – розробка симулятора 
досліджуваної предметної області для проведення різних експериментів. 
До імітаційного моделювання вдаються, коли: 
• дорого чи неможливо експериментувати на реальному об'єкті; 
• неможливо побудувати аналітичну модель: у системі є час, причинні 
зв'язки, наслідок та різні змінні;  
• необхідно зімітувати поведінку системи у часі. 
Важливим доповненням є те, що імітаційне моделювання дозволяє 
імітувати поведінку системи у часі. Причому, часом у моделі можна керувати: 
уповільнювати у разі швидкоплинних процесів і прискорювати для 
моделювання систем з повільною мінливістю. 
Варто зазначити, що з настанням епохи персональних комп'ютерів 
виробництво складних та унікальних виробів зазвичай супроводжується 
комп'ютерним тривимірним імітаційним моделюванням. Ця точна та відносно 
швидка технологія дозволяє накопичити всю необхідну інформацію для 
майбутнього виробу до початку виробництва, говорячи про те, що комп'ютерне 
(імітаційне) 3D моделювання є важливим складником успішності проекту. 
 
1.2 Огляд програмного забезпечення для застосування імітаційного 
моделювання 
1.2.1 AnyLogic 
 
6 
 
AnyLogic – програмне забезпечення для імітаційного моделювання. Графічний 
інтерфейс, інструменти та бібліотеки якого дозволяють швидко створювати 
моделі для широкого спектру завдань: від моделювання виробництва, 
логістики, бізнес-процесів до стратегічних моделей розвитку компанії та 
ринків. Широко використовується у освітніх цілях. На рис.1 представлено 
інтерфейс AnyLogic. 
 
Рисунок 1 - Інтерфейс AnyLogic 
 
1.2.2 ProModel 
 
ProModel – інструмент дискретно-подієвого моделювання. Дозволяє 
моделювати безперервні процеси. Використовується для оцінки, планування та 
проектування виробництв, складування та логістики. 
На рис. 2 представлено інтерфейс ProModel. 
7 
 
 
                                      Рисунок 2 - Інтерфейс ProModel 
 
1.2.3 Arena 
 
Arena – система дискретного моделювання. Сфера основних напрямів 
системи - це імітаційне моделювання виробничих технологічних процесів та 
операцій, складський облік, банківська діяльність, оптимізація обслуговування 
клієнтів у сфері послуг, транспортні завдання. На малюнку 3 представлено 
інтерфейс Arena. 
8 
 
 
                                    
Рисунок 3 - Інтерфейс Arena 
 
1.2.4 AutoMod 
 
AutoMod – система, призначена для моделювання систем логістики та 
виробництва. Програмне забезпечення розроблено для детального аналізу 
операцій та потоків. Головним чином використовується у виробництві та 
матеріальному аналізі систем обробки, але переважно використовувати у 
широкому діапазоні прикладних областей, серед яких аеропорти та вокзали. На 
рис. 4 представлено інтерфейс AutoMod. 
9 
 
 
                                  Рисунок 4 – Інтерфейс AutoMod 
 
1.2.5 ExtendSim 
 
ExtendSim (Extend) – інструмент імітаційного моделювання, за допомогою 
якого можна розвинути динамічні моделі реальних процесів у широкому 
діапазоні областей. Дозволяє моделювати безперервні, дискретно-подійні, 
засновані на агентах, лінійні, нелінійні та змішаного типу процеси. На рис. 5 
представлено інтерфейс ExtendSim. 
10 
 
 
                            Рисунок 5 – Інтерфейс ExtendSim 
 
1.3 Порівняння систем моделювання 
 
Таблиця 1 позначено характеристики видів інформаційного забезпечення, 
виділяючи їх переваги і недоліки. За табл. 1 можна визначити, що найкраще у 
розробці імітаційної моделі вибрати – AnyLogic. До переваг якого важливо 
віднести можливість використання безкоштовної версії продукту в освітніх 
цілях. 
Таблиця 1 – Порівняння показників видів інформаційного забезпечення 
Характерис Anylogic Promodel Arena Automod ExtendS
тика im 
середовища 
1 2 3 4 5 6 
Рік випуску 1999 1999 1988 1999 1988 
Розробник The  ProModel Rockwell  Applied  Imagine  
Anylogic  Corporation Automatio n, Materials Inc. That, Inc. 
Company Inc. 
Вид Стандарт Шаблони, що Стандартні Шаблони, що Стандартні 
бібліотек ні настроюються настроюються 
Спеціалізов Java Вбудована мова Ні Вбудована мова MDL 
ана мова 
 
 
11 
 
Продовження таблиці 1 
Створення Так Ні Так Ні Так 
користуваць
ких 
бібліотек 
(шаблонів) 
Зв'язок із Так Так Так Так Так 
зовнішніми 
додатками 
Анімація Тривимір Тривимірна Тривимірна Тривимірна Тривимірн
на а 
Документув Так Так Так Так Так 
ання 
Імпорт Так Так Так Так Ні 
креслень 
Ієрархія Так Так Так Так Так 
Модуль OptQuest SimRunner OptQuest AutoStat Вбудовани
оптимізації й 
Потоки Необмеж 100 потоків Необмежену Необмежену Необмежен
випадкових ену кількість кількість у кількість 
чисел кількість 
Операційна Windows,  Windows Windows Windows Windows,  
система Mac OS,  Mac 
Linux OS 
Рекомендов 1 Гб  512 Мб  256 Мб і більше 512 Мб  256 Мб  
ані вимоги (2 Гб)  (2 Гб)  
до ОЗУ 
Наявність Так Так Так Так Так 
демоверсії 
  
 
Також серед аналогів можна відзначити системи BPsim. MAS та 
автоматизовану систему випуску металургійної продукції. 
 
  
12 
 
2 РОЗРОБКА ІМІТАЦІЙНОЇ МОДЕЛІ 
 
2.1 Постановка задачі проєктування 
 
Необхідно оцінити обсяг трафіку (легкових автомобілів, вантажівок, фур 
та громадського транспорту) для кожного з напрямків руху. Таким чином, по 
Об’їзндій (вул. Володимира Ложешнікова) рухаються: незначна кількість 
легкових автомобілів, вантажівок, автобуси, а переважна частина всього 
транспорту рухається по вулиці Смілянська в напрямку вулиці Вернигори. 
За даними міської адміністрації за 2023 рік, в південно-західному районі 
проживає понад 61 тисяча людей і в місті Сміла ще 65 тисяч. До 2027 року 
населення в південно-західному районі може зрости до 80 тис. Вранці та після 
17.00 приблизно шоста частина від загальної кількості мешканців південно-
західного району та міста Сміла ( 20 тис. осіб) користуються транспортними 
засобами, що рухаються даним відрізком транспортної мережі. У денний час 
спостерігається менший пасажирообіг — приблизно 8 тис.мешканців.  
Припустимо, що перехрестя за добу перетинає понад 15 тис. легкових авто 
(максимально по 5 осіб), при цьому рівномірно розподілена кількість фур (10–
15 на годину) і вантажівок (5–7 на годину). 
Розподіл інтенсивностей пасажиропотоку відповідає розподілу 
інтенсивності автомобільного трафіку. Вважатимемо, що з понеділка по 
п’ятницю вранці в напрямку центра міста  виїжджає на роботу від 4 до 6 тисяч 
пасажирів, у суботу та неділю — від 1 до 1,5 тисяч. 
a) Вранці: 
1. В напрямку центра міста: 
70 ± 5% — прямо в напрямку вулиці бульвар Шевченка; 
14 ± 3% — праворуч по об’їзній (вул. Володимира Ложешнікова) в 
напрямку залізничного вокзалу; 
16 ± 2% — ліворуч, по вулиці Хоменка. 
 
13 
 
2. З Центру від бульвара Шевченка: 
70 ± 5% — прямо; 
15 ± 5% — праворуч; 
15 ± 5% — ліворуч. 
3. По об’їзній - (вул. Володимира Ложешнікова) в напрямку залізничного 
вокзалу; 
3.1. В напрямку Проспекта Перемоги: 
20 ± 5% — прямо; 
25 ± 5% — праворуч; 
55 ± 5% — ліворуч. 
3.2. З боку вулиці Хоменка: 
20 ± 5% — прямо; 
40 ± 2% — праворуч; 
40 ± 3% — ліворуч. 
б) Ввечері: 
1. З південно-західного району в напрямку центра: 
60 ± 5% — прямо; 
20 ± 5% — праворуч; 
20 ± 5% — ліворуч. 
2. З Центру від бульвара Шевченка: 
70 ± 5% — прямо; 
25 ± 2% — праворуч; 
5 ± 3% — ліворуч. 
3. По об’їзній - (вул. Володимира Ложешнікова) в напрямку залізничного 
вокзалу; 
3.1. З боку вулиці Смілянської: 
30 ± 5% — прямо; 
25 ± 5% — праворуч; 
45 ± 5% — ліворуч. 
3.2. З боку вулиці Вернигори: 
14 
 
70 ± 5% — прямо; 
20 ± 2% — праворуч; 
10 ± 3% — ліворуч. 
 
Рисунок 6 – Частина дорожньої мережі – перехрестя яке досліджується 
Необхідно змоделювати перехрестя, посилаючись на дані з «Google-Maps» 
Оцінити завантаженість перехрестя та реалізувати можливість регулювати 
інтенсивність і розподіл за напрямками наведено на рис.7. 
 
Рисунок 7 - Оцінка завантаженості перехрестя 
Можливість зміни часу перемикання світлофорів (у межах указаних  
вулиць); 
15 
 
Зміна інтенсивності появи фур і вантажівок на вул. Володимира 
Ложешнікова в напрямку вул. Смілянської; 
Зміна кількості автомобілів на вул. Володимира Ложешнікова (частка 
появи від 0 до 1). 
Провести експерименти для оцінки необхідної кількості автобусів і 
тролейбусів. 
Провести експерименти для оцінки впливу громадського транспорту на 
трафік перехрестя, виходячи з таких умов: 
Вважати, що тролейбус перевозить максимум 230 пасажирів, автобус — 
110, у моделі також можна використати маршрутки (15 пасажирів). 
Час завантаження/розвантаження — від 30 секунд до 1 хвилини; на 
зупинці одночасно може завантажуватися 1 тролейбус або 2 автобуси. 
Тролейбуси та автобуси рухаються лише у напрямку бульвара Шевченка 
та назад. 
Знайти оптимальні варіанти роботи перехрестя з урахуванням нових умов, 
доданих варіантів (або конфігурацію перехрестя та/або під’їзних шляхів). 
Знайти оптимальні варіанти роботи перехрестя (або конфігурацію 
перехрестя та/або під’їзних шляхів). 
Розглянемо розподіл інтенсивності трафіку в районі вокзала протягом доби 
рис.8 
В ранці  Години доби 
В вечері  
  
Рисунок -8 Розподіл інтенсивності трафіку. 
 
16 
 
Інтенсивність  
руху авто/год 
2.2 Імітаційна модель транспортної мережі на основі AnyLogic 
 
При створенні імітаційної моделі використовувалося середовище розробки 
AnyLogic, із вбудованими бібліотеками моделювання процесів. На рис 9 
представлено схему імітаційної моделі руху автомобілів на перехресті: Об'їзна 
– Смілянської Вернигори, в редакторі AnyLogic. 
 
 
 
 
 
 
 
                Рисунок 9 - Схема імітаційної моделі у редакторі AnyLogic  
У цій імітаційній моделі було створено 5 агентів: Main, Car, Transport,  
 
 
Рисунок -9  Схема імітаційної моделі руху автомобілів на перехресті 
Автобус, Тролейбус; 2 експерименти: Simulation (Простий) та Optimization 
(Оптимізаційний),  
 
2.3 Опис об'єктів імітаційної моделі 
 
2.3.1 Параметри та змінні імітаційної моделі транспортної мережі 
 
Після перетворення повідомлень, отримані векторні уявлення передаються 
на вхід моделі SVM. Навчання проводитиметься на вибірці, яка відкладена для 
навчання. Найкращий результат дали наступні параметри: сила регуляризації 
== 1, тип ядра == 'linear', ступінь поліноміальної функції ядра == 3, коефіцієнт 
ядра == 'auto'. 
17 
 
Ця імітаційна модель містить низку константних значень – параметрів, 
поданих у таблиці 2, та змінних, у таблиці 3. Функції (рис.12), об'єкти 
статистики (рис.13) та розкладу (рис. 30), блоки бібліотеки моделювання 
процесів.  
 
Таблиця 2 – Константні значення імітаційної моделі 
Назва Тип Значення Опис         
1 2 3 4 
a1  double  60  Налаштування 
інтервалів 
світлофора: 
Інтервал вул. 
Смілянська – в 
напрямку центра, 
сек. 
b1  double  65  інтервал на 
перехресті, сек 
c1  double  12 інтервал вул. 
 Володимира 
Ложешнікова – 
Смілянська, сек 
Частка об'їзна double 0,75 Частка появи авто на 
вул.Володимира 
Ложешнікова, [0..1] 
Інтенсивність double 15 Інтенсивність фур на 
Фур на  вул. вул.Володимира 
 Володимира Ложешнікова, за 
Ложешнікова годину 
Інтенсивність на double 7 Інтенсивність 
вул.Володимира вантажівок на 
Ложешнікова вул.Володимира 
Ложешнікова, за 
годину 
Заповненість double 0.8 Кількість людей, що 
визначає 
заповненість усіх 
видів 
транспорту 
Місткість int 230 Місткість 
тролейбусів пасажиропотоку в 
тролейбус 
Місткість автобусів int 110 Місткість 
пасажиропотоку в 
автобус 
  
18 
 
Закінчення таблиці 2 
Назва Тип Значення  Опис         
1 2 3 4 
Місткість автомобілів int 5 Місткість 
пасажиропотоку в 
особистий 
транспорт/автомобіль 
згідно з умовою 
Інтервал руху тролейбусів double 20 Інтервал руху 
тролейбусів 
Інтервал руху автобусів double 5 Інтервал руху автобусів 
Зупинити при досягненні int 1500 Інтервал руху автобусів, 
в хв 
Зупинити при досягненні int 36000 Інтервал руху 
часу тролейбусів, в хв 
 
Таблиця 3 - Змінні імітаційної моделі 
Назва Тип Значення Опис         
1 2 3 4 
Число зупинок тран int Пусте Кількість зупинок 
спорту транспорту під час 
руху 
Пройдено int Пусте Кількість 
транспорта транспорту, що 
проїхали через 
перехрестя 
Перевезено людей int Пусте Кількість 
тролейбус перевезених людей 
на тролейбусі 
Перевезено людей int Пусте Кількість 
автобус перевезених людей 
на автобусі 
Перевезено людей int Пусте Кількість 
Автомобіль перевезених людей 
на автомобілі  
Всього перевезено динамічна Всього перевезено Загальна кількість 
людей+ перевезених людей 
тролейбус+ через перехрестя 
авто+ 
автобус 
Проїхало тролейбус int Пусте Кількість проїхавших 
тролейбусів 
Проїхало автобус int Пусте Кількість проїхавших 
автобусів 
Проїхало авто int Пусте Кількість 
проїхавших 
автомобілів 
 
 
19 
 
 
Закінчення таблиці 3 
Назва Тип Значення Опис         
1 2 3 4 
Всього проїхало Динамічний Всього проїхало= Загальна кількість 
проїхало автобус+ проїхавшого 
проїхало тролейбус+ транспорту (вул. 
проїхало авто Володимира 
Ложешнікова -
Центр) 
За годину double Пусте Кількість 
перевезено перевезених людей в 
годину 
За годину проїхало double Пусте Кількість 
проїхавшого 
транспорту в годину 
 
2.3.2 Функції 
 
Функція "формСтатистик" призначена для формування статистики: 
середнього часу в системі та кількості зупинок машин. 
Код функції пишеться в програмі для розрахунку системного часу з метою 
оптимізації руху транспортних засобів за рахунок керування світлофором.  
Приклад коду функції (тіло функції), функція «форм Статистик» наведено 
нижче:   
 
                double timeInSystem = time() car.startTime; 
                статСерЧасВСистемі.add(timeInSystem) 
 
                cтатКількЗупинок. аdd((пройдено Транспорту ==0) 
? 0 
кількістьЗупинокТранспорту / (double) пройдено 
 
 
  
20 
 
2.3.3 Статистичні данні проблемного перехресття 
 
Для відображення статистики було додано модуль кількох тимчасових 
графіків, властивості яких наведені на рис. 13–14: 
 тимчасовий графік (plot), що показує середню кількість зупинок машин 
у системі (рис. 13–14); 
 тимчасовий графік (plot 1), показує середній час машин у системі (рис. 
15–16); 
 тимчасовий графік (plot 3), вказує на кількість машин у системі в даний 
час (рис. 17–18); 
 тимчасовий графік (plot4), показує загальну кількість перевезених людей 
(рис. 19–20); 
 тимчасовий графік (plot5), показує загальну кількість транспорту, що 
проїхав з району Вокзальний до Центру. 
(рис. 21-22); 
 тимчасові графіки (plot2–plot6), що показують кількість перевезених 
людей/транспорту, що проїхав, за годину (мал. 23-25); 
 круговий графік (chart), що визначає загальну кількість перевезених 
людей (рис. 26-27); 
 круговий графік (chart1), що визначає загальну кількість транспорту, що 
проїхав (рис. 28-29). 
Середня кількість автомобілів 
 
Рисунок 13 – Властивості тимчасового графіка, plot  
21 
 
 
Рисунок 14 – Властивості тимчасового графіка, plot 
 
Середній час в системі 
 
Рисунок 15 – Властивості тимчасового графіка, plot1 
 
 
Рисунок 16 – Властивості тимчасового графіка, plot1 
 
22 
 
 
Рисунок 17 – Властивості тимчасового графіка, plot3 
 
 
 
Рисунок 18 – Властивості тимчасового графіка,  
 
 
 
Рисунок 19 – Властивості тимчасового графіка, plot4 
23 
 
 
 
Рисунок 20 - Властивості тимчасового графіка 
 
 
Рисунок 21 – Властивості тимчасового графіка, plot5 
  
24 
 
 
Рисунок 22 – Властивості тимчасового графіка 
 
 
 
Рисунок 23 – Властивості тимчасового графіка, plot2–plot6 
 
  
25 
 
 
Рисунок 24 - Властивості тимчасового графіка, plot2-plot6 
 
 
Рисунок 25 – Властивості тимчасових графіків, plot2–plot6 
 
                                                       
Рисунок 26 - Властивості кругового графіка, chart
26 
 
 
Рисунок 27 - Властивості кругового графіка, chart 
 
                        Рисунок 28 - Властивості кругового графіка, chart1 
 
  
27 
 
 
Рисунок 29 - Властивості кругового графіка 
 
2.3.4 Розклад інтенсивності трафіку 
 
Для визначення циклічності був доданий модуль з розкладом, за 
допомогою якого вдалося встановити інтенсивність трафіку вранці та ввечері з 
району Південно-західний (розклад інтенсивності 3) та Центру – бульвар 
Шевченка (розклад інтенсивності 4). Модуль включає: 
 розклад інтенсивності вранці «розпівінтенсивності вранці», де 
формується трафік машин з ранку (рис. 30); 
 розклад інтенсивності ввечері «розпівінтенсивності вечором», де 
формується трафік машин у вечірній час (рис. 31); 
 розклад інтенсивності вранці «розклад інтенсивності 3», де формується 
трафік транспорту з району Південно-західний (рис. 32); 
 розклад інтенсивності ввечері «Розклад Інтенсивності4», де формується 
трафік транспорту з Центру – бульвар Шевченка (рис. 33). 
28 
 
Розклад інтенсивності з ранку 
 
  Рисунок 30 – Властивості розкладу «Розклад інтенсивності з ранку» 
 
  
29 
 
                  
Рисунок 31 – Властивості розкладу «Розклад інтенсивності в вечері» 
 
 
Рисунок 32 – Властивості розкладу «Розклад Інтенсивності3» 
30 
 
 
 
Рисунок 33 – Властивості розкладу «Розклад Інтенсивності4» 
 
2.3.5 Блоки процесів імітаційної моделі 
 
Для створення імітаційної моделі використовувалися: 
 1 процес, що визначає напрями руху транспорту в системі, з 
урахуванням ймовірностей Технічного завдання (рис. 34); 
 блок «світлофор» (Traffic Light), що задає режим роботи світлофорів 
(мал. 35); 
 блок «roadNetworkDescriptor» (RoadNetworkDescriptor), що визначає та 
задає статистику машин у системі (рис. 36); 
 1 процес, що визначає напрями руху тролейбусів у системі (рис. 37); 
 1 процес, що визначає напрямки руху автобусів у системі, з урахуванням 
розподілу інтенсивності потоку людей 
31 
 
(рис. 38); 
 Додатковий процес, який визначає напрями руху на особистому 
транспорті (рис. 39). 
        
Рисунок 34 – Процес, що визначає напрямки руху транспорту 
 
                                   
                            Рисунок 35 – Блок «світлофор», Traffic Light 
32 
 
 
Рисунок 36 – Блок «roadNetworkDescriptor», RoadNetworkDescriptor 
 
 
 
Рисунок 37 – Процес, що визначає напрями руху транспорту у системі 
 
33 
 
 
 
Рисунок 38 – Процес, що визначає напрямки руху автобусів у системі 
 
 
 
Рисунок 39 – Додатковий процес, що визначає напрямки руху на 
особистому транспорті 
 
2.3.6 Блок процесу «Події» імітаційної моделі 
 
Подія "година" використовується для визначення таких параметрів, як 
«всього Перевезено» та «всього Проїхало». Код події показано рис. 40. 
 
34 
 
 
Рисунок 40 – Подія «Година» 
 
2.3.7 Візуалізація моделювання імітаційної моделі 
 
Для наочності процесів було створено анімацію імітаційної моделі з 
додаванням кількох фігур. На рис. 41  представлено візуалізацію створеної 
анімаційної моделі. 
Для створення анімації моделі використовувалися такі фігури, як: 
 прапорець (checkbox) – для відображення карти пробок у просторі, що 
моделюється; 
 дорога (road) та перехрестя (intersection) – для демонстрації напрямку 
руху транспорту; 
 стоп-лінії (stopLine) – для моделювання сигнальних вказівок 
світлофорів; 
 3D Об'єкти, що складаються з таких автомобілів, як фури, вантажівки та 
легкові авто.  
35 
 
 
 
Рисунок 41 – Візуалізація створеної анімаційної моделі 
 
2.4 Результати моделювання 
 
Для демонстрації роботи імітаційної моделі було додано можливість 
управління такими ресурсами, як (рис. 42): досліджувальне перехрестя. 
36 
 
 
Рисунок 42 – Можливість керування ресурсами 
 
При заданих параметрах, представлених на рис. 42 
було проведено моделювання системи (протягом доби), під час якого 
розроблена імітаційна модель показала такі результати моделювання (рис. 43-
45): 
 
Рисунки 43 – Результат симуляції, кількість зупинок/пройденого 
транспорту та кількість перевезених людей/проїхав транспорту від 
південно-західного в  центр – до бульвара Шевченка.  
37 
 
 
Рисунок 45 - Результат симуляції, статистика імітаційної моделі 
Таким чином, за результатом моделювання можна зробити висновок про 
те, що: 
 Число зупинок транспорту: 265.63. Середня кількість зупинок машин – 
7.72. 
 Кількість транспорту, пройденого через кругове перехрестя: 
34.423. 
 
  
38 
 
3 ЕКСПЕРИМЕНТИ І ВИБІР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРІАНТУ 
 
3.1 Виконання експерименту 
 
Для того, щоб покращити продуктивність системи, необхідно знайти 
значення параметрів, при яких досягається найкращий результат роботи моделі, 
а також детальніше вивчити поведінку моделі за різних умов. Скористаємося 
засобом/методом оптимізації. 
Процес оптимізації моделі полягає у виконанні кількох прогонів 
імітаційної моделі з різними значеннями параметрів та знаходження 
оптимальних (з урахуванням заданих обмежень) значень параметрів (при яких 
досягається оптимальне значення заданої цільової функції). 
Виходячи з умов задачі проектування, необхідно знайти оптимальні 
параметри роботи перехрестя, для цього проведемо оптимізацію роботи 
світлофорів, зокрема налаштування значень інтервалів за напрямом руху: 
 a1, інтервал вул. Смілянська – вул. Володимира Ложешнікова, сік; 
 b1, інтервал на перехресті; 
 с1, інтервал вул. Смілянська – Хоменка, с. 
На рис. 46 представлені властивості оптимізаційного експерименту: 
 
39 
 
 
 
Рисунок 46 – Властивості Оптимізаційного експерименту під час 
виконання оптимізаційного експерименту модельний час однієї ітерації 
становить 24 години. На рис. 47 представлені результати оптимізації: 
  
40 
 
Перехрестя 
 
Рисунок 47 – Результати оптимізації, модельний час ітеграції – 24 години 
 
Після завершення процесу оптимізації моделі були отримані найбільш 
оптимальні значення функціоналу. У результаті експеримент видав такі 
значення параметрів: 
 a1: 30; 
 b1: 65; c1: 85. 
Застосуємо отримані значення параметрів та виконаємо симуляцію моделі. 
На рисунках 48-49 подано результати симуляції з оновленими параметрами 
інтервалів (статистика): 
 
Рисунок 48 – Результати симуляції з оновленими параметрами інтервалів 
41 
 
                     
Рисунок 49 – Статистика результатів симуляції із оновленими параметрами 
інтервалів 
Виходячи з представлених даних можна зробити висновок про те, що після 
процесу оптимізації моделі було знайдено найбільш оптимальні значення 
функціоналу, і результати показали: 
 кількість пройденого транспорту зросла з 34.665 до 41.744, кількість 
зупинок скоротилася з 61.748 до 54.379, що говорить про кращу роботу 
перехрестя; 
 середня кількість зупинок машин так само знизилася і дорівнювала 
1.32, середній час машин у системі знизився до 270 секунд 
42 
 
3.2 Результати проведених експериментів 
 
Також, крім проведення Оптимізаційного експерименту, необхідно 
провести ряд інших експериментів. Тим самим необхідно варіювати такими 
параметрами, як: 
 налаштування інтервалів світлофорів; 
 частка появи авто на вул. Володимира Ложешнікова; 
 кількість людей, які перетнули перехрестя на 
автомобілі/трамваї/автобусі; 
 оцінка необхідної кількості автобусів; 
 оцінка впливу громадського транспорту на трафік перехрестя;  
 інтенсивність появи фур та вантажівок на вул. Володимира 
Ложешнікова. 
У таблиці 4 наведено: Номер експерименту, Параметр, який буде 
змінюватися, Поточне значення, засноване на номері експерименту. 
Таблиця 4 - Результати проведених експериментів 
Дослід Параметр  Значення  
1  2  3  
№1  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 120 b1: 80  
  
Частка появи авто, [0..1] за годину 0,65  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 60  
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 20 
Інтервал руху тролейбусів, хв  15  
Інтервал руху автобусів, хв 7  
№2  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 115 b1: 75  
  
Частка появи авто, [0..1] , за год 0.80  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 55  
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 18 
Інтервал руху тролейбусів, хв  25  
43 
 
Інтервал руху автобусів, хв 10  
 
Продовження таблиці - 4 
 
№3  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 110 b1: 70 
  
Частка появи авто, [0..1]  за годину 0,72  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 110  
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 90  
Інтервал руху тролейбусів, хв  17  
Інтервал руху автобусів, хв 8  
№4  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 105 b1: 65  
  
  Частка появи авто, [0..1]  за годину 0,73  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 130  
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 80  
Інтервал руху тролейбусів, хв  18  
Інтервал руху автобусів, хв 12  
№5  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 100 b1: 55  
  
Частка появи авто, [0..1]  за годину 0,65  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 58 
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 19 
Інтервал руху тролейбусів, хв  20  
Інтервал руху автобусів, хв 14  
 
  
44 
 
Продовження таблиці – 4 
Дослід Параметр  Значення  
1  2  3  
№6  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 95 b1: 50  
  
Частка появи авто, [0..1]  за годину 0,85  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 62 
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 21  
Інтервал руху тролейбусів, хв  22  
Інтервал руху автобусів, хв 11  
№7  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 90 b1: 45  
  
Частка появи авто, [0..1]  за годину 0.95  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 160 
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 100  
Інтервал руху тролейбусів, хв  24  
Інтервал руху автобусів, хв 16  
№8  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 85 b1: 40  
  
  Частка появи авто, [0..1]  за годину 0,99  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 15  
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, 21  
шт./годину 
Інтервал руху тролейбусів, хв  26  
Інтервал руху автобусів, хв 15  
№9  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 80 b1: 35  
  
Частка появи авто, [0..1]  за годину 0,75  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 12  
Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, 22 
шт./годину 
Інтервал руху тролейбусів, хв  22  
Інтервал руху автобусів, хв 16  
45 
 
Закінчення таблиці – 4 
Дослід Параметр  Значення  
1  2  3  
10  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 75 b1: 30  
  
Частка появи авто, [0..1]  за годину 0,8  
Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 14 
 Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 23  
 Інтервал руху тролейбусів, хв  22  
 Інтервал руху автобусів, хв 16  
11  Налаштування інтервалів світлофорів, сек a1: 70 b1: 30  
  
 Частка появи авто, [0..1]  за годину 0,75  
 Інтенсивність появи фур на об'їзній, шт./годину 12 
 Інтенсивність появи вантажівок на об'їзній, шт./годину 22 
 Інтервал руху тролейбусів, хв  22  
 Інтервал руху автобусів, хв 16  
 
У таблицях 5 та 6 представлені результати моделювання при проведенні 
експериментів. 
Таблиця 5 - Результати моделювання експериментів 1-6 
Параметр     Дослід, №    
  1  2  3  4  5  6  
Середнє значення 7 5 5 4 3 6 
зупинок транспорту 
за цикл роботи 
світлофора 
46 
 
Середня кількість 13 15 14 18  19 16 
транспорту що 
перетнули  
перехрестя за цикл 
роботи світлофора 
Середній час 79 70 71 68 75 78 
знаходження ТЗ у 
системі 
дослідження, 
секунд 
Загальна кількість 29 32 30 35 40 30 
перевезених людей 
 цикл роботи 
світлофора у 
системі 
дослідження 
Загальна кількість 480  556 655  639  710  690  
проїхавшого 
транспорту 
(в напрямку 
-бульвара 
Шевченка) за год у 
системі 
дослідження, 
 
Таблиця 6 - Результати моделювання експериментів 7-11 
Параметр   Дослід, №   
  7  8  9  10  11  
Середнє значення 4 5 6 5 4 
зупинок транспорту 
за цикл роботи 
світлофора 
Середня кількість 18 16 15 19  25 
транспорту що 
перетнули  перехрестя за 
цикл роботи світлофора 
Середній час 72 73 74 71 68 
знаходження ТЗ у 
системі дослідження, 
секунд 
Загальна кількість 38 31 27 36 41 
перевезених людей 
 цикл роботи світлофора 
у системі дослідження 
Загальна кількість 565 496 615  623  725  
проїхавшого транспорту 
(в напрямку 
-бульвара Шевченка) за 
47 
 
год у системі 
дослідження, 
 
Таким чином, в результаті проведення експериментів було виявлено, що 
параметри, які були вихідними, не є найкращими. 
В результаті експерименту №11 були отримані кращі результати в 
порівнянні з іншими експериментами. Виходячи з цього, було прийнято 
рішення порівнювати результати експерименту з вихідними даними та з 
результатами експерименту №11. 
У таблиці 7 представлено порівняння результатів експерименту №11 та 
експерименту з вихідними даними. 
Таблиця 7 – Порівняння результатів (експерименти: з вихідними даними та №11) 
Параметр  Дослід з вихідними 
даними  Дослід №11  
Число зупинок транспорту на 145 137 
перехресті за год. 
Пройдено транспорту через 22 25 
перехрестя за цикл роботи 
світлофора 
Середня кількість зупинок ТЗ на 7 4 
червоне світло 
Середній час ТЗ у 79 68 
системі, секунд 
Загальна кількість перевезених 36 41 
людей 
 цикл роботи світлофора у системі 
дослідження 
Загальна кількість проїхавшого 29 31 
транспорту (Південно-західний 
район в напрямку центра, бульвар 
Шевченка)) за цикл роботи 
світлофора 
 
48 
 
Найгіршим результатом з усіх є експеримент №1, при якому на перехресті 
постійно було утруднено рух, і накопичувалася черга, що є неефективною 
роботою перехрестя загалом. 
Звідси можна зробити висновок про те, що скорочення часу налаштування 
інтервалів світлофорів здатне покращити трафік машин через перехрестя. Це 
сприяє зменшенню числа зупинки транспорту на перехресті (кільці) та 
збільшення кількості машин, що проїжджають через нього. 
Кількість транспорту з південно-західного району в напрямку центра, 
бульвар Шевченка  в експерименті №11 виявилася вищою на 245. Варто 
зазначити, що  середній інтервал руху маршруток склав 7 хв. Звідси можна 
дійти висновку, що важливим фактором є регулювання роботи світлофорів на 
проблемних перехрестях (вул. Смілянська – -вул. Хоменка- вул. Володимира 
Ложешнікова). 
В результаті проведених експериментів було визначено, що скорочення 
часу налаштування інтервалів світлофорів здатне покращити трафік усіх видів 
транспорту через перехрестя.  
Зі збільшенням кількості мешканців у південно-західному районі та місті 
Сміла, буде й збільшуватись кількість особистого транспорту. І саме тому в 
подальшій перспективі просто необхідно розглянути процес удосконалення 
організації дорожнього руху на перехресті. Тому в результаті проведених 
досліджень запропоновано встановити синхронний світлофор на перехресті  
вул. Володимира Ложешнікова – вул. Смілянська зі світлофором на вул. 
Смілянська – вул. Хоменка в напрямку центру міста. Дане рішення оптимізує 
транспортні потоки на цьому складному перехресті.  
Для покращення візуалізації вулично-дорожньої мережі в Додатках 1-6 
наведено фотографії перехрестя вул.. Смілянська – вул. Хоменка – вул. 
Володимира Ложешнікова.  
  
49 
 
Висновки 
 
Імітаційне моделювання є головним інструментом конструювання 
складних економічних процесів та систем. Перевагою є те, що в моделі можна 
керувати часом, а саме якщо процес швидко протікає – уповільнювати його, а 
якщо процес повільно змінюється – прискорювати час. Можливість імітації 
поведінки об'єктів, із якими неможливо чи небезпечно робити реальні 
експерименти. 
У процесі виконання випускної кваліфікаційної роботи було спроектовано 
імітаційну модель руху автомобілів на заданому перехресті у системі AnyLogic. 
Дана модель імітує роботу дорожньо-транспортної системи. Було проведено 
аналіз ступеня завантаженості трафіку у певному проміжку часу, додано 
можливість зміни таких параметрів, як час перемикання світлофорів, 
інтенсивність появи фур та вантажівок (автомобілів), кількості автомобілів, 
інтервалу руху тролейбусів та автобусів, а також середньої заповненості 
транспорту. 
У результаті дослідження знайдено оптимальний варіант функціонування 
перехрестя. Надалі отримана модель може бути змінена відповідно до 
необхідних умов. Нижче отримані оптимальні результати експерименту: 
- Налаштування інтервалів світлофорів, сек - a1: 70 b1: 30 
- Число зупинок транспорту на перехресті за год. – 137. 
- Пройдено транспорту через перехрестя за цикл роботи світлофора -25. 
- Середня кількість зупинок ТЗ на червоне світло -4. 
- Загальна кількість перевезених людей  цикл роботи світлофора у системі 
дослідження -41. 
- Загальна кількість проїхавшого транспорту (Південно-західний район в 
напрямку центра, бульвар Шевченка) за цикл роботи світлофора - 31. 
  
  
50 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ДОДАТКИ 
  
51 
 
Додаток 1 
 
 
Перехрестя вул. Володимира Ложешнікова і вул.. Смілянська (вид з права) 
  
52 
 
Додаток 2 
 
 
 
Перехрестя вул..Смілянська – вул.. Хоменка 
  
53 
 
Додаток 3 
 
 
 
Перехрестя вул. Володимира Ложешнікова і вул.. Смілянська (вид з ліва) 
  
54 
 
Додаток 4 
 
 
 
Перехрестя вул. Володимира Ложешнікова і вул.. Смілянська 
  
55 
 
Додаток 5 
 
 
 
Перехрестя вул..Смілянська – вул.. Хоменка 
  
56 
 
Додаток 6 
 
 
 
Перехрестя вул. Володимира Ложешнікова і вул.. Смілянська 
  
57 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. 
2.  
 
 
Попов Д.Г., Тарандушка Л.А. Дослідження транспортних потоків на перехресті 
/ Зірник тез доповідей студентської науково-практичної конференції ЧДТУ, 22–
24 квітня 2025 р., С 184. 
 
58
ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets
