Файл: Тематический обзор Ассоциации cистемы адаптивного управления дорожным движением.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.11.2023
Просмотров: 113
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»