Файл: Петров В.В. Автоматизированные системы управления дорожным движением в городах.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2020
Просмотров: 5129
Скачиваний: 76
СОДЕРЖАНИЕ
Список сокращений и обозначений, встречающихся в тексте
1.1. Транспортный поток как объект управления
1.1.1. Свойства транспортного потока
1.1.2. Состояния транспортного потока
1.1.3. Распределение временных интервалов
1.2. Основные принципы управления
1.3. Основные функции и состав системы
1.4. Расчёт режимов управления
2.1. Классификация технических средств
2.1.1. Периферийные технические средства
2.1.2. Устройства центрального управляющего пункта (ЦУП)
2.1.3. Контрольно-проверочная аппаратура
2.2. Основные принципы построения систем
2.3.2. Дорожный контроллер ДКС-Д
2.4.2. Принципы установки детекторов транспорта
2.4.3. Правила размещения чувствительных элементов
2.4.4. Режимы работы детектора транспорта
2.4.5. Детектор транспорта ДТ-ИК
2.5.1. Комплекс технических средств ЦУПа
2.5.2. Контроллер районного центра (КРЦ)
2.5.3. Дисплейный пульт оперативного управления
2.5.4. Табло коллективного пользования
2.5.5. АРМ технолога по обработке статистики транспортных потоков
2.6. Принципы обмена информацией
2.7. Контрольно-диагностическая аппаратура
3.1. Технологические алгоритмы системы
3.1.1. Классификация технологических алгоритмов
3.1.6. Алгоритм функционирования системы
3.2. Программное обеспечение АСУД
3.3. Комплекс сервисных программ АСУД
3.3.1. Программа «АРМ технолога»
3.3.2. Программа «Формирование рабочего проекта АСУД-Д»
3.3.3. Программа «Формирование привязки для контроллера типа ДКС»
3.3.4. Программа «Формирование таблицы соединений»
4.1. Основные этапы создания АСУД
4.5. Примеры АСУД в некоторых городах
5.1. Факторы, влияющие на эффективность системы
5.2. Определение эффективности системы
Строительно-монтажные работы в целях сокращения сроков внедрения системы ведутся по мере выдачи рабочих чертежей. Наладочные работы по ЦУПу и периферийному оборудованию ведутся независимо друг от друга, а по периферийному оборудованию – автономно на каждом перекрёстке. Установка периферийного оборудования и монтаж производятся в соответствии с проектной документацией, строительными нормами и правилами СНиП 111-34 – 74 «Системы автомобилизации». Перед монтажом выполняются работы по расконсервации оборудования в строгом соответствии с инструкциями по эксплуатации оборудования. Для проверки и наладки оборудования системы должны быть соответствующие стенды и электромонтажные мастерские.
Электромонтажные работы на перекрёстках проводятся специализированными бригадами, обеспеченными передвижными средствами транспортировки и механизации. В процессе производства монтажных работ осуществляется операционный контроль качества монтажа, заключающийся в проверке соответствия монтажа проектным документам, инструкциям по эксплуатации, строительным нормам и правилам. Выявленные дефекты устраняются до начала последующих операций.
Основные работы по наладке периферийного оборудования заключаются в следующем. В дорожных контроллерах проверяется соответствие привязки проектной документации. Включается контроллер и проверяется порядок переключения фаз в резервной программе, соответствие горящих по направлениям светодиодов текущим фазам, указанным в проектной документации. Настраиваются детекторы транспорта, проверяется работа контроллера в режиме местной гибкой коррекции. Проверяется монтаж силовых кабелей между контроллерами и светофорами, его соответствие проектной документации. Подключаются силовые кабели, включается и проверяется работа перекрёстка в целом.
При первом включении перекрёстка необходимо присутствие инспектора дорожной инспекции. После проверки функционирования оборудования перекрёстка по всем параметрам составляется акт наладки оборудования перекрёстка. Периферийное оборудование проверяется и налаживается при наличии линии связи с ЦУПом.
Некоторые особенности имеют монтаж и наладка вычислительного комплекса (ВК). Перед получением ВК заказчик должен подготовить помещение, отвечающее требованиям на его размещение. Средства ВК, поступающие заказчику, проверяются на исправность, комплектность оборудования и технической документации. Сохранность средств ВК, документации, инструмента и ЗИП обеспечивается заказчиком.
В период монтажа и наладки ВК заказчик не имеет права пользоваться средствами ВК.
По окончании наладки оборудования производится комплексная наладка системы, проверка её работы в различных режимах.
4.4. Эксплуатация систем
Эксплуатация комплекса технических средств и всей системы управления дорожным движением возложена на СМЭП. Для этого в структуре СМЭПа создаётся участок «Эксплуатация АСУД». В рамках этого выделяются следующие подразделения: группа эксплуатации технических средств ЦУПа, группа эксплуатации периферийных устройств, группа эксплуатации средств связи и промышленного телевидения и проверки сигнальных и питающих кабелей и заземлений.
В зависимости от конкретных условий функционирования АСУД – насыщенности города техникой регулирования дорожного движения, наличия в СМЭПе соответствующих специалистов, структуры системы, отсутствия (наличия) промышленного телевидения и т.д. – структура службы АСУД может меняться. Например, в некоторых случаях создаётся самостоятельная группа программного и технологического обеспечения и ведения технической документации и группа оперативного управления системой.
Применение микропроцессоров в аппаратуре управления дорожным движением приводит к необходимости организации ремонтных работ. Решение этой задачи возможно двумя путями. Первый предполагает создание соответствующих подразделений (участков, групп, бригад) непосредственно в составе каждого СМЭПа, включающих в свой состав квалифицированных специалистов по микропроцессорной технике. Второй путь – наиболее целесообразный и перспективный – связан с организацией комплексного централизованного обслуживания микропроцессорных узлов специализированными предприятиями. Основные работы, выполняемые этими предприятиями, включают в себя техническое обслуживание, ремонт, обеспечение запчастями.
Диагностирование и ремонт устройств, в составе которых имеются микропроцессоры, осуществляются в порядке абонентного обслуживания. Ремонт неисправных узлов (блоков) производится или путём замены неисправных на исправные, или путем ремонта неисправных узлов (блоков) на месте эксплуатации либо на участке специализированной организации.
Ремонт (техническое обслуживание) осуществляется по региональному принципу на договорных началах между эксплуатирующей организацией и специализированной организацией, выполняющей комплексное централизованное обслуживание. Техническое обслуживание проводится согласно эксплуатационной документации и в соответствии с согласованным графиком проведения работ.
Принцип абонентного обслуживания не исключает необходимости обучения работников СМЭПа основным принципам эксплуатации микропроцессорных устройств. В частности, изменение и настройка режимов функционирования, выполняемые корректировкой установок в памяти микропроцессорного узла, производятся работниками СМЭПа самостоятельно с привлечением специального оборудования. Обнаружение неисправности микропроцессорного узла, замена его с предварительным диагностированием нового производится также силами работников СМЭПа. Микропроцессорные контроллеры построены структурно гораздо проще, чем контроллеры АСС-УД. Поэтому и поиск неисправностей в них в принципе несложный. Неисправность микропроцессорного узла обнаруживается автоматически и выводится на соответствующий индикатор, причём дорожный контроллер автоматически переводится в режим жёлтого мигания. Неисправность силовой части также индицируется раздельно по каждому силовому модулю.
Наиболее сложно обнаруживать ошибки, допущенные при привязке программного обеспечения, т.е. при занесении в память установок. Поэтому при эксплуатации микропроцессорных систем в составе обсуживающего персонала должны находиться технологи-программисты, в том числе и в составе бригад, обслуживающих периферийные устройства. Количественно состав бригад не увеличивается. Должности технологов-программистов могут быть введены вместо должностей механиков, так как часть функций механиков передаётся на специализированные предприятия. Большое значение в АСУД-С имеют детекторы транспорта. Метод управления по параметрам ТП, применяемый в данных системах, полностью основан на показаниях детекторов.
Количество задействованных детекторами сечений значительно больше, чем в старых системах. Поэтому при эксплуатации микропроцессорных систем внимание к детекторам транспорта должно быть повышенное и часть эксплуатационного персонала, обслуживающая их, должна быть больше, чем в старых системах.
Таким образом, для поддержания эффективности АСУД на приемлемом уровне необходимо регулярно проводить оценку качества работы системы. Далее эта мера должна служить стимулирующим фактором для обслуживающего персонала.
4.5. Примеры АСУД в некоторых городах
Плановое создание АСУД в городах на базе средств АСС-УД началось в 1980 г. и продолжалось 10 лет. К 1990 г. был разработан комплекс средств АСУД-С с широким использованием ПЭВМ и началась поэтапная замена существующих систем. Большим плюсом оборудования АСУД-С было то, что базовый комплекс ЦУПа позволял расширять системы до 96-ти перекрёстков без реконструкций и дополнения комплекса технических средств.
Ниже приведены примеры эволюции наиболее развитых отечественных систем.
АСУД в г. Екатеринбурге. В 1985 г. в г. Екатеринбурге была приведена в действие АСУД на базе технических средств АСС-УД. Система включала в свой состав ЦУП с ЭВМ СМ-2М, пульт контроля и управления, 3 управляющих шкафа ШК1 УП, мнемосхему, 12 мониторов телеобзора и диагностическую аппаратуру. Пусковой комплекс охватывал 24 перекрёстка в центральной части города на трёх магистралях. Управление осуществлялось по алгоритму выбора режимов управления по параметрам транспортных потоков с дальнейшей модификацией режимов управления. При ежегодном развитии АСУД на 10 – 15 перекрёстков система к 1994 г. охватывала 137 перекрёстков (при общем количестве в городе 230 перекрёстков).
К 1994 г. в составе АСУД г. Екатеринбурга действовало 170 чувствительных элементов с детекторами транспорта, и расчёт задержки автомобилей у перекрёстков в контролируемых сечениях осуществлялся автоматически с выдачей таблиц. Это позволяло своевременно корректировать режимы управления. Необходимо отметить, что в 1994 г. АСУД г. Екатеринбурга была наиболее развитой и прогрессивной в России. Высокая эффективность системы была обусловлена хорошим взаимодействием персонала СМЭУ, ГИБДД и разработчиков системы.
В 1994 г. началась плановая поэтапная работа по замене комплекса технических средств АСУД. В первую очередь было заменено оборудование ЦУПа. ЭВМ СМ-2М была заменена на две ПЭВМ, пульт контроля и управления заменён на ДПОУ, 9 ШК1УП заменены на 3 ШК3. Таким образом, был осуществлён переход со средств третьего поколения на средства пятого поколения. При этой замене было достигнуто сокращение заменяемых площадей в 4 раза и сокращение обслуживающего персонала в 2 раза. Очень важным фактором была полная преемственность ПО систем различных поколений, что позволило замену выполнить практически без остановок АСУД.
АСУД в г. Красноярске. Система была внедрена в 1985 г. на базе технических средств АСС-УД и охватывала 30 перекрёстков в центральной части города. Система дала очень большой эффект по причине применения сетевой оптимизации режимов управления. Центр города представляет три основных магистрали, расположенных на расстоянии 150 м друг от друга, и шести пересекающих магистрали. До внедрения системы автомобили вынуждены были останавливаться практически на каждом перекрёстке. После запуска системы количество остановок сократилось на 70%. Эта цифра и ряд других были приведены в отчёте межведомственной комиссии под патронажем ВНИИБД МВД СССР в 1988 г.
При полном развитии к 1994 г. АСУД г. Красноярска охватывала 78 перекрёстков.
Начиная с 2000 г. система переведена на средства АСУД-С, и в настоящее время охватывает 80 перекрёстков с использованием 15-ти детекторов транспорта по интенсивности движения.
АСУД в г. Воронеже. Образование ЦУПА АСУД г. Воронежа на технических средствах АСУД-С было осуществлено в 2003 г. Система охватывала 24 перекрёстка трёх центральных магистралей с 16-ю детекторами транспорта по интенсивности движения и двумя детекторами транспорта по скорости движения. Запуск системы занял 3 дня. Достоинством АСУД г. Воронежа является её функционирование с выбором режимов управления по интенсивности движения и поправкой программ координации, учитывающей изменения скорости движения.
АСУД в г. Липецке. В г. Липецке создание системы началось с 2003 г. на технических средствах АСУД-С. Ежегодно система развивается на 20 перекрёстков. В настоящее время система охватывает 49 перекрёстков с 20-ю детекторами измерения интенсивности движения.
К достоинствам АСУД г. Липецка следует отнести следующее:
-
рациональное разделение района управления на подрайон с подчинением ДК, ЦУПу и подрайон бесцентровой подсистемы, где не требуется диспетчерское управление;
-
создание в составе АСУД подсистемы контроля за экологической обстановкой с помощью 10-ти газоанализаторов вдоль транспортных магистралей. Эта подсистема позволяет проводить корректировку режимов управления АСУД в зависимости от уровня загазованности, что при существующих объёмах движения автомобилей весьма актуально;
-
обеспечение контроля за перераспределением транспортных потоков на ДТС города с помощью 20-ти детекторов транспорта. Эта мера позволяет более точно рассчитывать режимы управления.
Описание АСУД г. Ижевска. АСУД г. Ижевска относится к классу систем последнего поколения. Система охватывает 36 перекрестков в центральной части города, расположенных на ул. Удмуртской и ул. Ленина. Весь район управления поделен на 2 подрайона, размещенных на указанных улицах. Дорожные контроллеры, используемые в системе, – из семейства ДКС. Четыре детектора транспорта типа ДТ-ИК размещены по два на каждый подрайон.
Центральный управляющий пункт включает в свой состав КРЦ, ДПОУ на базе ПЭВМ и локальную сеть на базе HUB. Каналами передачи информации между центром управления и периферийными устройствами системы являются выделенные линии в кабелях городской телефонной сети и отдельные линии.
Основным алгоритмом управления системы является выбор ПК по времени суток. Расчет ПК осуществляется заранее на основании статистических данных с детекторов транспорта и натурных обследований. Широко используется режим управления по маршрутам «Зеленая улица». Режим работы АСУД – круглосуточный.
Обобщенная информация о состоянии технических средств в районе управления выводится на карту-схему ДПОУ.
Обслуживание системы организовано таким образом, чтобы два раза в год дополнять библиотеку ПК по результатам анализа эффективности системы.
На рис. 4.1 представлена структурная схема АСУД г. Ижевска.
По расчету технико-экономической эффективности система окупила затраты на ее внедрение за 1,5 года. Основным источником экономии является сокращение транспортных задержек и задержек пассажиров.
Рис. 4.1. Структурная схема АСУД г. Ижевска
Контрольные вопросы
-
Назовите основные этапы создания АСУД.
-
Какие группы входят в состав участка «Эксплуатация АСУД»?
-
Приведите примеры действующих АСУД и перечислите их основные характеристики.
5.1. Факторы, влияющие на эффективность системы
Эффективность полностью укомплектованной и настроенной АСУД проверяется путем анализа режимов управления программ координации (ПК).
В процессе эксплуатации АСУД периодически требуется решать две задачи:
-
оценка эффективности ПК;
-
сравнение двух ПК.
Фактический эффект, достигаемый вследствие применения ПК, может рассчитываться на основании результатов сравнения значений параметров, определяющих эффективность системы. В качестве основных параметров приняты следующие:
-
величина задержки ТС;
-
время движения ТС по маршруту координации;
-
количество остановок на маршруте координации.
Оценка эффективности ПК по указанным параметрам может быть выполнена с помощью следующих методов:
-
натурное обследование;
-
расчет средствами АСУД;
-
имитационное моделирование.
Наибольшее распространение получил метод натурного обследования с использованием испытательного автомобиля (тест-автомобиля), в котором располагаются наблюдатели. С помощью тест-автомобиля выполняются измерения таких параметров, как время движения по маршруту координации и количество остановок на маршруте координации. Оценка данных параметров выполняется их непосредственным измерением при многократном проезде по маршруту. Следует выполнить не менее десяти проездов с двумя наблюдателями: первый наблюдатель с помощью секундомера фиксирует общее время движения, а также количество и времена остановок и задержек; второй наблюдатель регистрирует места и причины остановок.