Файл: Тематический обзор Ассоциации cистемы адаптивного управления дорожным движением.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 127

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

10

ГЛАВА 2. Классификация методов, режимов и видов
автоматизированного управления
дорожным движением
Методы автоматизированного управления дорожным движением можно классифи- цировать по пространственному и временному критериям.
По пространственному критерию можно выделить:
™
локальное управление;
™
сетевое управление.
Алгоритм светофорного регулирования является локальным, если для определения параметров регулирования на перекрестке используется только информация о транс- портных потоках на подходах к этому перекрестку и в зоне перекрестка. При этом локальный алгоритм может использовать информацию, полученную как непосред- ственно на стоп-линиях, так и на отдаленных подходах к перекрестку (200–400 м от стоп-линии). Локальные алгоритмы определяют цикл регулирования, последователь- ность фаз регулирования, их длительности или моменты переключения фаз, параме- тры промежуточных тактов.
Особенностью сетевых алгоритмов является использование для определения пара- метров регулирования информации о транспортной ситуации на нескольких пере- крестках, обычно связанных в единую сеть, характеризующуюся значительной ин- тенсивностью движения транспорта между соседними перекрестками и небольшими
(до 600–700 м) расстояниями между ними. Как правило, на сетевом уровне опреде- ляются циклы регулирования для группы перекрестков и сдвиги.
В настоящее время все более широкое распространение получает сетевое управление, в рамках которого организация дорожного движения осуществляется на всей УДС в целом или в рамках выделенных зон. Тем не менее, локальное управление все еще используется, в том числе тогда, когда использование сетевого управления невозмож- но или нецелесообразно. В частности:
™
при значительном удалении отдельных светофорных объектов от основного района регулирования;
™
при слабой загрузке УДС;
™
при выходе из строя или отсутствии связи с системой верхнего уровня.
По временному критерию выделяются:
™
прогнозное управление,
™
адаптивное управление,
™
ситуационное управление.
Прогнозное управление (или жесткое управление) подразумевает изменение параме- тров регулирования, которые определяются исходя из прогноза транспортной ситуа- ции, основанного на выполненных заранее наблюдениях.
Адаптивное регулирование подразумевает изменение параметров регулирования на основании краткосрочного прогноза транспортной ситуации (3–15 мин).



11
ГЛАВА 2. Классификация методов, режимов и видов АУДД
Ситуационное управление подразумевает переключение между заранее рассчитан- ными и установленными типовыми режимами регулирования в зависимости от те- кущей транспортной ситуации.
Общий классификатор методов управления дорожным движением выглядит следую- щим образом:
Рис. 7. Классификация методов управления дорожным движением
Методы управления
Пространственный критерий
Временной критерий
Локальное управление
Сетевое управление
Прогнозное управление
Адаптивное управление
Ситуационное управление
Исходя из транспортной ситуации, возможностей и целей может быть выбран метод управления с любым сочетанием пространственно-временных критериев, например, сетевое адаптивное управление или локальное ситуационное управление.
Также в соответствии с ОДМ 218.6.003–2011 «Методические рекомендации по проек- тированию светофорных объектов на автомобильных дорогах» светофорное регули- рование может быть:
™
Автоматическое — дорожный контроллер работает без участия человека по за- данной программе или в адаптивном режиме (также называется «программным управлением»).
™
Автоматизированное — СО управляется удаленно диспетчером (также называ- ется «диспетчерским управлением»).
™
Ручное — использование ВПУ, непосредственно подключенного к дорожному контроллеру.
Принимая во внимание перечисленные способы классификации методов управления
СО, можно определить следующие режимы управления:
™
Ручной режим. Сотрудник специальной службы, обеспечивающей безопасность дорожного движения, находится непосредственно на СО и при помощи подклю- ченного к контроллеру ВПУ управляет фазами каждого светофора, принимая решение на основании визуального контроля транспортных потоков.
™
Диспетчерский режим. Диспетчер удаленно выполняет переключение фаз СО на основании показателей детекторов транспорта или визуального контроля транс- портных потоков при помощи видеокамер. При этом диспетчер может либо пере- ключать фазы, либо изменять на дорожном контроллере исполняемые программы.
™
Программный режим. Дорожный контроллер выполняет программу переключения фаз, которая была выбрана и установлена в качестве текущей из имеющегося в памяти контроллера набора программ. Обычно программа соответствует ста-


12
тистическим закономерностям, выявленным для заданного месяца, дня недели, времени суток, поэтому иногда этот режим называется «календарным».
™
Координированный режим. В единый контур управления включены несколько СО, составляющих один маршрут движения, с целью обеспечения безостановочного проезда транзитного транспорта, а также сокращения времени ожидания при движении по рассматриваемой магистрали. Принцип координации светофорных объектов заключается в обеспечении на последующем светофорном объекте, по отношению к предыдущему, разрешающего сигнала с некоторым сдвигом по вре- мени в секундах.
™
Адаптивный режим. Режим, позволяющий рассчитывать программы управления в реальном времени в зависимости от фактической ситуации, идентифицируемой детекторами транспортных потоков.
™
Ситуационный режим. Режим, при котором выбор конкретной программы управ- ления на перекрестке, в зоне или на целой УДС осуществляется из заранее сфор- мированной «библиотеки» согласно текущей транспортной ситуации.
Необходимо отметить, что здесь перечислены наиболее высокоуровневые режимы, при этом в рамках каждого режима также могут быть подрежимы управления более низкого уровня. Например, в рамках координированного режима управления часто используются такие режимы, как «Зеленая волна» или «Общий старт». Некоторые из таких подрежимов рассматриваются в следующих подразделах.
2.1. Программный режим управления
Программный режим управления СО характеризуется тем, что информация о пара- метрах транспортных потоков, управление которыми осуществляется на перекрест- ке, собирается заранее и подвергается статистической обработке. Транспортный инженер при помощи специального программного обеспечения (а ранее — при по- мощи ручных расчетов) разрабатывает набор программ управления, которые пред- ставляют собой распределение фаз светофорного регулирования в рамках цикла.
Такие программы зависят от времени суток, дня недели, сезона — чем больше про- грамм создаст транспортный инженер, тем более адекватно будет реагировать до- рожный контроллер, исполняющий эти программы. Более того, программы можно создавать не только по календарю, но и для реагирования на различные ситуации
(например, проезд спецтранспорта). Впрочем специальные программы обычно вклю- чаются диспетчером при реакции на какие-либо возникающие ситуации.
Таким образом, в дорожный контроллер загружаются заранее созданные программы регулирования, которые активируются в зависимости от возникновения каких-либо условий: либо наступления времени (календарное программирование), либо сигнала от диспетчера для включения специальных программ.
При помощи все более и более частого дробления программ можно очень хорошо повысить точность регулирования, однако это, конечно же, связано с повышенными трудозатратами на сбор статистики по параметрам транспортных потоков и создание программ для каждого светофорного объекта. Учитывая то, что параметры транс-


13
ГЛАВА 2. Классификация методов, режимов и видов АУДД
К тому же в случае разнообразных «всплесков» транспортной активности программ- ное управление становится неприменимым и может стать причиной существенного ухудшения условий движения, возникновения заторов. Со временем происходит изменение транспортных потоков и разработанные программы постепенно устаре- вают, их необходимо обновлять, что требует дополнительных трудовых и финансовых затрат.
Однако именно программный режим управления является в настоящее время наи- более часто используемым даже при управлении дорожным движением в крупных мегаполисах.
2.2. Координированный режим управления
Под координированным управлением понимается согласованная работа ряда свето- форных объектов, которая вводится с целью обеспечения безостановочного проезда транзитного транспорта, а также сокращения времени ожидания при движении по магистрали.
Принцип координации светофорных объектов заключается в обеспечении на после- дующем светофорном объекте по отношению к предыдущему разрешающего сигна- ла с некоторым сдвигом по времени. Данный сдвиг зависит от средней скорости движения транспорта, осуществляющего проезд как в прямом, так и в обратном направлении по координируемой магистрали между перекрестками. Время сдвига также зависит от расстояния между стоп-линиями в прямом и в обратном направ- лениях. Таким образом, транспортные средства, движущиеся с определенной скоро- портных потоков часто собираются вручную, собранные данные обладают низкой точностью (вследствие аппроксимации и экстраполяции), а потому разработанные на их основе программы часто бывают не соотвествующими реальным условиям движения.
Рис. 8. Пример программы светофорного регулирования
Номер
светофора
График включения сигналов
t
o
, с
t
ж
, с
t
к
, с
t
кж
, с
I фаза
II фаза
III фаза
8, 3 82 38 4, 10 39 81 12, 5 31 3
82 4
6, 11 74 3
39 4
2, 9, 7, 1 39 4
74 3
3п, 4п
39 81 7п, 8п
31 89 1п, 2п, 5п, 6п
39 81

14
стью по магистрали, на которой функционирует система координированного управ- ления светофорными объектами, достигнув очередного перекрестка, участвующего в координированном управлении, попадают на разрешающий сигнал светофора, формируется «зеленая волна».
Вместе с тем в рамках координированного управления могут использоваться и дру- гие подрежимы:
™
Зеленая волна,
™
Красная волна,
™
Общий старт (или единый старт).
Подрежим «Красная волна» — алгоритм координированного управления, который предназначен для снижения средней скорости транспортного потока. Алгоритм реали- зуется за счет настройки сдвигов ленты координации таким образом, чтобы обеспечить необходимое количество остановок транспортных средств на перекрестках маршрута.
Подрежим «Общий старт» — алгоритм координированного управления, который обеспечивает безостановочный проезд одновременно стартовавших с опорного пе- рекрестка транспортных средств нескольких последовательных перекрестков. Эффект достигается за счет нулевого сдвига на всех перекрестках. Плюсом этого алгоритма является одновременная координация прямого и обратного направлений. Чаще все- го применяется при слабо выраженном маятниковом эффекте.
Наибольший интерес представляет подрежим «Зеленая волна», который предназна- чен для проводки транспортного потока по магистрали со средней скоростью таким образом, чтобы транспортные средства при подъезде к очередному перекрестку получали зеленый сигнал для безостановочного движения. Введение такого режима позволяет изменять среднюю скорость транспортных средств на всем отрезке коор- динации за счет выравнивания ее при движении автомобилей на перекрестках.
Расчет фаз светофорных объектов для организации зеленой волны осуществляется по результатам замеров интенсивностей транспортных потоков с учетом многочис- ленных параметров: времени суток, длины перегонов между перекрестками, количества и ширины полос и др. Сегодня расчеты делаются в автоматизированном режиме с использованием специального программного обеспечения на автоматизированном рабочем месте (АРМ) транспортного инженера.
Рис. 9. Пример диаграммы плана координации для подрежима «Зеленая волна»