В состав ДПОУ входят типовая ПЭВМ и специальное ПО под управлением операционной системы Windows.

Подключение ДПОУ к КРЦ осуществляется через локальную сеть ЦУПа.

ДПОУ предназначен для диспетчерского управления движением транспорта на выбранном перекрестке или на группе перекрестков и выполняет следующие функции:

• диспетчерское управление отдельным перекрестком;

• диспетчерское управление группой перекрестков;

• набор маршрута «Зеленая улица»;

• сопровождение по заранее набранному маршруту «Зеленая улица»;

• сопровождение по произвольному маршруту «Зеленая улица».

Дисплейный пульт обеспечивает следующие дополнительные возможности:

• процесс управления на фоне карты города в одном из трех масштабов;

• вывод справочной информации о конфигурации перекрестка и предусмотренных на нем направлений движения;

• вывод общей информации о работе дорожных контроллеров;

• вывод развернутой информации о состоянии дорожных контроллеров;

• вывод служебной строки с обобщенной информацией о работе дорожных контроллеров, на которые отправлены команды управления;

• переход на отдельном перекрестке из режима «зеленой улицы» в режим диспетчерского управления конкретными фазами;

• вывод справочной информации о функционировании периферийного оборудования и другой информации, необходимой дежурному (список телефонов и т.п.);

• вывод на карту города информации о состоянии участков дорожной сети – ремонтных работах, реконструкциях, разрытиях и др.;

• вывод информации о размещении постов ГИБДД.

На рис. 2.12 представлен фрагмент карты-схемы дорожно-транспортной сети города, выводимой на экран ДПОУ.

Рис. 2.12. Фрагмент карты-схемы дорожно-транспортной сети города

При выборе конкретного перекрестка на карте-схеме в новом окне выводится изображение текущей фазы (рис. 2.13) и предоставляется возможность диспетчерского управления данным перекрестком.

Рис. 2.13. Схема организации движения на перекрестке

2.5.4. Табло коллективного пользования

Табло коллективного пользования (ТКП) предназначено для отображения оперативной информации, необходимой дежурному диспетчеру СМЭУ и службам ГИБДД.

ТКП позволяет выводить несколько «слоев» информации по запросу пользователя и отображать следующие данные:

1) конфигурацию дорожно-транспортной сети региона (края, области, города, района, перекрёстка);

2) условия движения транспортных потоков;

3) очаги и характеристики ДТП;

4) состояние комплекса технических средств управления дорожным движением (дорожных контролеров, светофоров, дорожных знаков, линий связи).

Слои информации, выводимой на ТКП, накладываются на изображение конфигурации дорожно-транспортной сети.

Режимы работы технических средств управления дорожным движением отображаются постоянно горящей либо мигающей цветной индикацией.

ТКП аппаратно состоит из плазменной панели (диагональ 116 см), подключённой к системному блоку ПЭВМ. Связь ТКП с КРЦ осуществляется средствами локальной сети ЦУПа.

2.5.5. АРМ технолога по обработке статистики транспортных потоков

Общие сведения и назначение программы. Программа «АРМ технолога по обработке статистики транспортных потоков» предназначена для обработки статистических данных, собранных детекторами транспорта. Статистическая информация накапливается в базе данных АСУ дорожным движением. АРМ выполняет анализ полученной статистики – выделение периодов стационарности в течение суток, формирование карт времени смены программ координации.

Перечень функций. АРМ технолога по обработке статистики транспортных потоков реализует следующие функции:

• выборки статистики по запросу из базы данных;

• расчет величин: суммы, среднего, максимального и минимального значений, измеряемой характеристики транспортного потока в выбранном диапазоне дат;

• группировку данных по следующим признакам: по точкам накопления, за сутки, по каждому дню недели, по выходным или будням, декадам, неделям и т.д. за весь выбранный период;

• расчет значений коэффициента насыщения как по каждой точке накопления в отдельности, так и по сгруппированным значениям с различных точек накопления;

• вывод данных расчетов в виде таблиц и графиков на экран монитора и на принтер;

• комбинирование различных графиков на одном поле выявления характерных зависимостей и для отчетов;

• анализ данных расчетов – выделение периодов стационарности, расчет карт времени смены программ координаций и вывод данных анализа на экран и принтер в виде графиков смены ПК или табличных отчетов.

В программе предусмотрены возможности экспорта данных отчетов в MS Word и MS Excel для возможности удобного составления различных видов отчетов.

Реализация функций программы «АРМ технолога по обработке статистики транспортных потоков» возможна путем установки программы на персональный компьютер, объединенный средствами локальной сети с оборудованием ЦУПа.

Пример работы АРМ-ТП. На рис. 2.14 приведен фрагмент отчета со статистикой по интенсивности, рассчитаны усредненные данные по каждому дню недели в диапазоне с 1.03.2004 по 28.03.2004. На рис. 2.15 приведены графики изменения значений интенсивности.

Рис. 2.14. Отчет по каждому дню недели по одной точке накопления

Рис. 2.15. Окно АРМа с изображением графиков изменения коэффициента насыщения

2.6. Принципы обмена информацией

При построении структур АСУД возможно применение различных вариантов обмена информацией между центральным и периферийными устройствами.

1. Радиальный канал (рис. 2.16, а). Реализуется по выделенным телефонным парам – одна телефонная пара на один ДК.

Обеспечивает параллельный обмен ПЭВМ-У (КРЦ) с 48 ДК.

Скорость обмена – 100 бод.

Максимальное расстояние – 15 км.

В ПЭВМ-У три субблока ЛУ16 по 16 каналов каждый.

Рис. 2.16. Варианты обмена информацией: а) – радиальный канал; б) – зональный канал; в) – магистральный канал; г) – радиоканал

2. Зональный канал (рис. 2.16, б). Реализуется также по телефонным парам – одна пара на один зональный центр.

Обеспечивает параллельный обмен ПЭВМ-У с шестью ЗЦ.

Скорость обмена – 1200 бод.

Максимальное расстояние от ПЭВМ-У до ЗЦ – 15 км; от ЗЦ до ДК – 15 км.

Шесть субблоков обмена по 2 канала каждый.

Количество ДК подключаемых через ЗЦ – до 96.

Количество внешних устройств – до 192.

3. Магистральный канал (рис. 2.16, в).

Этот канал реализуется также по телефонным парам.

Обеспечивает параллельный обмен ПЭВМ-У с восемью магистралями (при двух субблоках). На каждую магистраль может подключаться до 12 КПМ.

Скорость обмена – 2400 бод.

Максимальное расстояние – 15 км.

Возможна компоновка шестью субблоками по четыре канала каждый.

Количество ДК через КПМ – до 96.

Максимальное количество подключаемых КПМ – до 288.

4. Радиоканал (рис. 2.16, г).

Реализуется с помощью центрального комплекта приёма передачи соединённого через COM-порт с ПЭВМ-У и периферийным комплектом КПР.

Имеются два протокола обмена:

• обмен ПЭВМ-У в течение первой секунды с 16 ДК;

• обмен с 96 ДК в свободном формате времени.

Рабочая частота – 450 МГц;

Скорость обмена – 9600 бод.

Максимальное расстояние – 10 км.

Один субблок с выходом на трансавер.

Наиболее широко распространённым вариантом обмена информацией является радиальный канал, реализующий протокол АСС-УД [9], который рассмотрим более подробно.

Принципы обмена информацией по радиальному каналу. Обмен информацией основан на циклическом приёме команд ТУ периферийными устройствами сигналов ТС и ТИ центральными устройствами.

Длительность цикла обмена информацией составляет 1 с. Обмен информацией ведётся со скоростью 100 бит/с.

Весь цикл обмена разбит на 100 тактов, а так как обмен ведётся байтами информации, цикл обмена подразделяется на 10 микроциклов. В течение одного цикла производится приём команд ТУ периферийным устройством и сигналов ТС, ТИ – центральными. В течение такта осуществляется приём 1 бита информации.

Управляющая информация, поступающая на периферийное устройство, содержит (в предельном случае):

• стартовый импульс (синхроимпульс), передаваемый в первом такте первого микроцикла;

• 2 байта управляющей информации (в 9-м и 10-м микроциклах);

• сигналы выборочного опроса ДТ, передаваемые в 4-м, 6-м и 8-м тактах восьмого микроцикла.

Контрольная информация, поступающая в центральный полукомплект, содержит:

• сигнал контроля линии связи, поступающий в девятом такте первого микроцикла;

• до 6 байтов контрольной информации (телеизмерения), поступающей во 2-м, 3-м, 4-м, 5-м, 6-м и 7-м микроциклах.

Управляющая и контрольная информация, передаваемая во 2-м, 3-м, 4-м, 5-м, 6-м, 7-м, 9-м и 10-м микроциклах, защищена по паритету.

Распределение информации в цикле обмена приведено на рис. 2.17. Ежесекундный обмен информацией между периферийными устройствами и устройствами центра осуществляется соответствующими микропроцессорами.

Рис. 2.17. Временная диаграмма обмена информацией в протоколе АСС-УД

Варианты комплектования периферийных устройств при подключении к каналу обмена информацией. Номенклатура и количество устройств, подключаемых к одной линии связи, определяются пропускной способностью протокола обмена, а также объёмом информации, получаемой и передаваемой каждым устройством.

При подключении периферийных устройств используются: для ДК – 1 байт ТУ, 2 байта ТС; для ДТ – 1 байт ТС (ТИ).

2.7. Контрольно-диагностическая аппаратура

Основное назначение КДА заключается в следующем: проверка правильности функционирования технических средств и обнаружение неисправности в их работе; оперативное диагностирование устройств с целью оперативного устранения помех.

Контроль функционирования и диагностика неисправностей осуществляются по специальным методикам, в которых изложен порядок проверки. Методики входят в состав эксплуатационной документации на технические средства типов КРЦ, ДК, ДТ и др.

Так как периферийные технические средства рассредоточены на большой территории города, то устройства КДА имеют портативное исполнение.

В состав КДА входят имитатор центра (ИЦ) и инженерный пульт (ИП). ИП подключается к диагностируемым техническим средствам с помощью жгута через стандартный стык RS485, ИЦ подключается с помощью жгута и специального разъема.

Имитатор центра формирует стартовый сигнал, аналогичный сигналу с КРЦ и позволяет при отсутствии связи ДК с КРЦ проверить подчинение контроллера командам.

Инженерный пульт при подключении к ДК позволяет проверять и менять режимы работы контроллера.

Учитывая, что контрольно-диагностическая аппаратура входит в состав АСУД-С, при ее построении применена единая элементная и конструктивная база, тот же ряд питающих напряжений и уровней сигналов, максимально использованы готовые схемные решения и конструктивные узлы. Основой обоих устройств является микропроцессор с программным обеспечением и дисплей на жидких кристаллах.

При однотипном конструктивном исполнении ИЦ и ИП имеют различия в функциональных клавишах, а также различные шильдики.

На рис. 2.18 и 2.19 приведены имитатор центра и инженерный пульт соответственно.

ИЦ ИП

Рис. 2.18. Имитатор центра. Рис. 2.19. Инженерный пульт.

Контрольные вопросы

1. Назовите классификацию технических средств АСУД.

2. При каких условиях применяются три уровня систем?

3. Для чего предназначены дорожные контроллеры?

4. Какие основные устройства входят в состав контроллеров?

5. Дайте характеристику контроллерам ДКС.

6. Для чего применяются детекторы транспорта?

7. Из каких устройств состоит детектор транспорта и в чем их назначение?

8. Назовите назначение и функции КРЦ.

9. Дайте характеристику четырех вариантов обмена информацией.

10. Зачем нужна контрольно-диагностическая аппаратура?

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

В состав математического обеспечения АСУД входят технологические алгоритмы, программное обеспечение КРЦ и ДПОУ, а также комплекс сервисных программ.

3.1. Технологические алгоритмы системы

3.1.1. Классификация технологических алгоритмов

Система реализует следующие группы технологических алгоритмов:

• локальные алгоритмы;

• основные алгоритмы;

• специальные алгоритмы;

• сервисные алгоритмы.

3.1.2. Локальные алгоритмы

Локальные алгоритмы обеспечивают управление движением транспорта на локальных перекрестках и реализуются дорожными контроллерами. В состав локальных алгоритмов входят:

• алгоритм желтого мигания (ЖМ);

• алгоритм управления по жесткому циклу (ЖЦ), резервной программе (РП);

• алгоритм местного гибкого регулирования (МГР).

Локальные алгоритмы применяются в следующих случаях:

• при значительном удалении отдельных перекрестков от основного района управления;

• при слабой загрузке дорожно-транспортной сети;

• при выходе из строя или отключении управляющего компьютера.

Алгоритм желтого мигания. Данный алгоритм применяется:

• при неисправности светофорного оборудования (например, при перегорании контролируемых ламп красных сигналов);

• при слабой загрузке дорожно-транспортной сети (например, в ночное время).

Алгоритм ЖМ реализуется путем включения и выключения желтых сигналов светофорного объекта на 0,5 с (с частотой 1 Гц).

Алгоритм управления по жесткому циклу, резервной программе (РП). Алгоритм управления по жесткому циклу применяется как резервный на перекрестках с простой схемой организации движения.

Реализация алгоритма ЖЦ заключается в отработке заранее заданной программы переключения светофорных сигналов, которая рассчитывается на основе геометрических параметров перекрестка, параметров транспортных потоков, движущихся через перекресток, и схемы организации движения.

Схема организации движения представляет собой распределение по фазам разрешенных направлений движения.

Управление светофорной сигнализацией проводится на основе регулируемых направлений, которые состоят из одного или нескольких направлений движения.

Направления движения могут быть объединены в регулируемое направление при выполнении следующих условий: