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

15
ГЛАВА 2. Классификация методов, режимов и видов АУДД
2.3. Адаптивный режим управления
Адаптивным называется такой режим управления светофорным объектом, при ко- тором длины фаз и некоторые другие характеристики светофорного цикла изменя- ются в зависимости от значений параметров транспортных потоков по конфликтным направлениям.
Система верхнего уровня
Дорожный контроллер
Детектор
Светофор
Рис. 10. Общая схема адаптивного управления
Адаптивное управление основано на получении информации о параметрах транс- портных потоков, которое может осуществляться как в режиме реального времени, так и на основании кратковременного прогноза, полученного путем анализа стати- стических данных по интенсивности движения. Характеристики светофорного цикла меняются в зависимости от уровня загрузки. Система анализирует соответствие фактической транспортной нагрузки потоку насыщения. В случае, если фактическая нагрузка превышает поток насыщения, адаптивное управление стремится к умень- шению задержек транспортных средств путем увеличения длительности разрешаю- щего сигнала, как с сохранением цикла регулирования, так и при его изменении.
2.4. Виды управления дорожным движением
На УДС городов можно выделить следующие виды управления дорожным движением:
™
Жестко-календарное локальное управление, использующее следующие методы: желтое мигание, ручное управление, управление по жесткой длительности фаз и цикла; выбор программы согласно календарному расписанию работы. Все пе- речисленные методы, кроме первых двух, основаны на предварительном расчете циклов и фаз регулирования на основании проведенных замеров транспортного потока. Дорожный контроллер выбирает одну из загруженных в него программ, в зависимости от транспортной ситуации и возможностей контроллера. Например, в случае управления по жесткой длительности фаз и цикла выбор вообще не производится, а в дорожном контроллере имеется лишь одна программа свето- форного регулирования.
™
Жестко-календарное координированное управление в целом основано на том же самом принципе, что и жестко-календарное локальное управление, но при этом при разработке программ управления на светофорных объектах учитывается синхронизация ряда светофорных объектов для обеспечения безостановочного проезда по маршруту координированного управления. В этом случае может при-

16
меняться как общая программа координации для всех периодов времени, так и выбранная, из заранее заложенных в дорожный контроллер, программа управ- ления в зависимости от календарного графика.
™
Локальное адаптивное управление. При таком управлении производится пред- варительный расчет планов координации на основании историко-статистических данных о параметрах транспортных потоков по всем направлениям. Перерасчет планов производится по мере накопления изменений в транспортной ситуации, и его необходимость определяется автоматически. Данные о параметрах транс- портных потоков накапливаются тактическими и стратегическими детекторами транспорта. Пакет планов координации загружается в дорожный контроллер по мере перерасчета. Дорожный контроллер переключает планы координации либо в соответствии с календарным графиком, имеющимся в пакете, либо на основе текущих критериев выбора конкретного плана. В рамках каждого цикла длительность всех фаз изменяется в разрешенных пределах в соответствии с те- кущими показаниями параметров транспортных потоков по конфликтующим направлениям. Эти изменения фиксируются тактическими детекторами на пе- рекрестке.
™
Сетевое адаптивное управление. При таком виде управления учитывается как суточное изменение интенсивности, так и ее случайные колебания в различные периоды времени суток. Адаптивное управление реализуется с помощью детек- торов транспорта, расположенных в зоне перекрестка и передающих в непрерыв- ном режиме информацию о транспортных потоках.
Хронология развития различных видов управления дорожным движением показана на рисунке 11.
2.5. Алгоритмы адаптивного управления
Системы локального и сетевого управления функционируют на основании различных алгоритмов.
По способу обработки информации с детекторов алгоритмы адаптивного управления можно разделить на следующие группы:
™
Алгоритмы, предусматривающие переключение сигналов светофора в данном цикле регулирования исходя из полученной информации о состоянии транспорт- ного потока.
™
Алгоритмы статистической оптимизации, которые на основании полученной информации формируют вероятностный прогноз параметров управления на сле- дующий момент времени.
™
Алгоритмы случайного поиска. Параметры управления изменяются случайно с одновременным анализом критерия эффективности (например, задержки).
Управление считается эффективным при достижении максимума или минимума критерия эффективности (например, минимальное значение задержки).

17
ГЛАВА 2. Классификация методов, режимов и видов АУДД
Ри
с.11. Хро
но
логия ра
зви
тия ра
зл
ич
ных ви
до
в у
правл
ен
ия д
оро
ж
ным движен
ие
м
Ло
ка
льн
ое
упр
ав
лени
е
бе
з о
бр
атн
ой св
язи
Обы
чн
о
по
ст
ав
ляе
тс
я
пр
оизв
оди
те
лями
об
ор
удо
ва
ния
Обы
чн
о
по
ст
ав
ляе
тс
я
пр
оизв
оди
те
лями
сис
те
м
и пр
огр
аммн
ог
о
об
есп
еч
ения
Ад
ап
тивны
е
сис
те
мы
SC
O
TT
, SCA
TS,
U
TO
PIA
и т
. п. си
ст
емы
С
ет
ев
ое
упр
ав
лени
е
бе
з о
бр
атн
ой св
язи
◆
Вн едр ени е д ет ек тор ов
◆
Пр ос тейши е л ока льны е ада птивны е а лг ор ит мы
◆
За гру зка м ас тер- ко нт ро лл ер ом з ар ан ее рас счи та нных р ежим ов
Си
туа
ци
онн
ое
упр
ав
лени
е
с о
бр
атн
ой св
язью
◆
М
они тор инг си ст ем на у ро вн е ц ен тр а
◆
За гру зка из ц ен тр а зар ан ее р ас счи та нных ПК
Ра
спр
еде
ленн
ое
упр
ав
лени
е
◆
Ар хи тек ту ра
«к ли ен т-с ер вер»
◆
Си туа ци онн ое упр ав лени е + л ока льны е ада птивны е а лг ор ит мы
Ц
ен
тр
ализ
ов
анн
ое
упр
ав
лени
е
◆
Ц
ен тр альный ко мпью тер
◆
Упр ав лени е пар ам ет рами св ет оф ор но го регу лир ов ания на у ро вн е ц ен тр а
Си
туа
ци
онн
ое
и а
да
птивн
ое
упр
ав
лени
е
◆
Н
али чи е ц ен тр а
◆
Упр ав лени е цик ло м,
дли те льн ос тями ф аз и сдвиг ами
◆
Рас че т р ежим ов в р еа льн ом вр ем ени
◆
Вы со кая с то им ос ть ст ро ит ельс тв а и э ксп луа та ции
С
овр
ем
енны
е си
ст
емы
си
туа
ци
онн
ог
о
и а
да
птивн
ог
о
упр
ав
ления
◆
Пр иор ит етный пр оп уск
◆
До по лни те льны е фу нкции
◆
Распр ед ел енн ая ар хи тек ту ра
1950 г
.
В к
онце
1960 г
.
С с
ер
едины до к
онц
а
1980 г
.
С с
ер
едины
1990 г
.
2000 г
.

18
Системы локального управления функционируют на основе более «простых» алго- ритмов:
™
Алгоритм поиска разрыва в транспортном потоке в направлении действия раз-
решающего сигнала при фиксированных значениях управляющих параметров
(время, определяющее разрыв в потоке; минимальная и максимальная длитель- ности разрешающего сигнала). Для светофорного объекта определяется мини- мальное и максимальное значение каждой фазы. По истечении минимального значения времени разрешающего сигнала его длительность может быть увеличена на добавочный интервал времени в случае регистрации нового автомобиля де- тектором транспорта на подходе к перекрестку. Каждое срабатывание детектора транспорта во время разрешающего сигнала увеличивает длительность фазы на добавочный интервал, но при этом общая длительность не может превысить максимальную величину. Если ни одного транспортного средства за время оче- редного удлинения разрешающего сигнала не зарегистрировано, то зеленый сиг- нал сменяется на красный. Добавочный интервал определяется временем, которое требуется транспортному средству после его регистрации детектором на преодо- ление расстояния от детектора до стоп-линии и последующего безопасного проез- да перекрестка. Метод отлично показывает себя на перекрестках с малыми значе- ниями транспортного спроса по направлениям.
™
Алгоритм поиска разрыва при переменных управляющих параметрах, зависящих
от условий движения. Такой способ управления является более гибким, так как при этом используется большая информация о параметрах потока. В частности, интервал времени, определяющий разрыв в потоке, задается в зависимости от скорости пребывающих к перекрестку автомобилей, минимальная и максималь- ная длительности разрешающего сигнала зависят от очереди автомобилей в рас- сматриваемом и конфликтующих направлениях.
™
Алгоритм сравнения транспортной задержки на подходе к перекрестку в направ-
лении разрешающего сигнала с транспортной задержкой в конфликтующем на-
правлении. Разрешающие сигналы пропорциональны задержкам в прямом и кон- фликтующим направлениях. Данный метод преследует цель минимизации общей задержки на перекрестке.
™
Алгоритм, предусматривающий лишь пропуск очередей, образовавшихся за время
действия запрещающего сигнала. Сигналы переключаются сразу после проезда стоп-линии последним автомобилем очереди. Реализация алгоритма основана на информации о потоках насыщения на всех подходах к перекрестку. По потоку насыщения определяют временной интервал между автомобилями очереди, по- кидающей перекресток. Превышение этого интервала означает, что интенсивность движения стала меньше потока насыщения, следовательно, наступил момент смены сигналов.
™
Алгоритм, предусматривающий перераспределение длительности фаз внутри
цикла на основе анализа текущих фазовых коэффициентов в конфликтующих
направлениях. Длительность разрешающих сигналов соответствует фактической загрузке направлений движения. Возможно применение этого алгоритма как с постоянным циклом регулирования, так и с переменным, который рассчиты- ватся заново на каждом шаге управления.

19