Консультация специалистов
uincar.ru
остались вопросы? давайте мы вам перезвоним!
Фильтры оптом
Главная -> Статьи -> Адаптивное управление дорожным движением

Адаптивное управление дорожным движением

Адаптивное управление дорожным движением

Мировая практика управления дорожным движением крупных городов уже давно использует элементы интеллектуальных транспортных систем (ИТС), призванные повышать безопасность на дорогах и эффективность их использования. За последние 5-7 лет уровень автомобилизации во многих городах России значительно вырос, что привело к большому росту числа ДТП и многокилометровым заторам. В этом свете федеральный и даже муниципальные бюджеты стали выделять средства на развитие ИТС структуры - это и инновационные светодиодные устройства, и элементы, помогающие распознавать присутствие пешехода на дороге, и системы информирования и макронавигации водителей, но конечно же наибольший интерес для широкой аудитории представляет адаптивное светофорное регулирование. Давайте разберёмся что же это такое - адаптивное регулирование и поможет ли оно в борьбе с пробками.

Идея использовать механическое устройство для регулирования транспортных потоков родилась ещё в конце 19 века. В 1868 году в Лондоне был установлен светофор с двумя семафорными стрелками, который управлялся вручную. Поднятые горизонтально стрелки означали сигнал «стоп», а опущенные под углом 45 градусов - «движение с осторожностью». Светофор использовался для облегчения перехода пешеходов через улицу. В начале 20 века усилиями многих изобретателей светофор претерпевает множество изменений: вначале вместо семафорных стрелок используются не подсвеченные таблички «Старт» и «Стоп», затем светофор становится электрическим и обзаводится возможностью автоматического переключения сигналов без участия человека. Привычный нам вид светофор приобрёл в 20х годах 20 века.

В 1923 году в своём патенте светофора американский изобретатель Гарретт Морган указал назначение светофора: - «…сделать очерёдность проезда перекрёстка независимой от персоны, сидящей в автомобиле». Это интересное и правильное замечание стало идеологией светофорного регулирования на годы вперёд. Однако со временем люди стали замечать, что в часы пиковой загрузки статическая программа управления светофором снижает пропускную способность перекрёстка и эффективность использования дороги. Тогда для управления светофорами стали применять более сложные устройства - светофорные контроллеры, которые позволили изменять программу управления в зависимости от времени суток или дня недели и тем самым обеспечивать большую эффективность светофорного регулирования. В 1952 году в Денвере был установлен первый аналоговый светофорный контроллер, который объединил несколько независимых перекрёстков в единую управляемую сеть. В последующее десятилетие несколько сотен аналогичных систем было создано по всему миру. Начиная с 60х годов создаются системы адаптивного управления, которые реагируют на изменение транспортной ситуации.

Условно адаптивное управление можно разделить на локальное и сетевое. В локальном адаптивном режиме перекрёсток руководствуется показаниями детекторов автомобилей и регулирование на нём выполняется независимо от состояния соседних перекрёстков. Такие системы применялись в США начиная с 30-х годов и показали высокую эффективность на изолированных перекрёстках с невысокой интенсивностью движения, а также при управлении вторичными направлениями движения (правые и левые повороты, выезды с второстепенных дорог, управляемые отдельной светофорной секцией и вызываемые только по сигналу детектора). Существуют перекрёстки, все направления которого вызываются по сигналу детекторов. Такие системы очень гибкие и подходят для решения многих задач, однако требуют достаточно сложного программирования и отладки для каждой конкретной ситуации.

В сетевом адаптивном режиме происходит обмен данными между смежными перекрёстками, за счёт чего управление является координированным и обеспечивает большую эффективность. Сетевые адаптивные режимы в свою очередь делятся на 2 типа: выбор программы управления из библиотеки и динамический режим.

Системы, основывающиеся на выборе режима управления из библиотеки, оснащаются детекторами транспорта, установленными в ключевых точках управляемой дорожной сети. С помощью этих детекторов система оценивает состояние траффика по программируемым критериям и выбирает план, наиболее подходящий для оптимального управления движением. Для минимизации последствий от возможной погрешности измерения, план устанавливается на время от 5 до 30 минут, после чего производится переоценка. Системы подобного уровня реализуют принцип зелёной волны (смещение включения зелёного сигнала в зависимости от расстояния между соседними перекрёстками). Наиболее эффективной средой их применения являются вылетные магистрали с преобладающим движением по главной дороге и характерно выраженным маятниковым движением.

Системы, реализующие динамический адаптивный режим, являются наиболее сложными и дорогими, так как требуют большого количества детекторов транспорта (входных и выходных для каждого перекрёстка), а также сложного программирования и отладки. Такие системы в режиме реального времени оценивают интенсивность движения, пропускную способность и распределение потоков автомобилей по направлениям движения, выбирая при этом оптимальную стратегию управления. При этом, длительность фаз изменяется «на лету», что делает невозможным применение табло обратного отсчёта. При изменяющейся от цикла к циклу длительности фазы табло не может определить корректное значение, поэтому на перекрёстках, работающих в динамическом адаптивном режиме, такие табло, как правило, не применяются. Динамический адаптивный режим чаще всего используется в зонах с высокой плотностью перекрёстков. Динамические системы также позволяют реализовать принцип зелёной волны.

Независимо от типа, адаптивный режим управления может реализовывать дополнительный функционал, например, предоставление приоритетного проезда общественному транспорту, автомобилям экстренных служб и «спецсопровождение». С помощью интерфейсов управляющих систем осуществляется мониторинг технического состояния периферийного оборудования, то есть при выходе из строя оператор центра управления движением моментально получает предупреждение и инициирует необходимые действия для восстановления работоспособности.

Однако, несмотря на все плюсы, адаптивное регулирование - не панацея от пробок. Адаптивное регулирование призвано оптимизировать длительность фаз для того чтобы не предоставлять зелёный сигнал в направлении, где никого нет, а также распределять поток машин по управляемой сети. Адаптивное регулирование повышает пропускную способность перекрёстка, но не может превысить максимально возможное значение. Теоретически, пропускная способность одной полосы для движения в городской черте составляет порядка 1800 автомобилей в час. Это значение подразумевает безостановочное беспрепятственное движение. Все факторы, затрудняющие движение, будь то перекрёсток, сужение дороги, выезд с прилегающей территории, изъяны дорожного полотна и многие другие снижают пропускную способность. Адаптивное регулирование является хорошим дополнением к комплексной организации дорожного движения, и не является самостоятельным элементом. При наличии большого количества ошибок в организации движения, решить их посредством адаптивного регулирования не получится. Вместе с грамотной организацией автомобильного, пешеходного и велосипедного движения, парковок, качественным дорожным покрытием, соблюдением ПДД и (!) уважением по отношению к другим участниками движения, адаптивное регулирование позволяет значительно повысить пропускную способность перекрёстков и максимально возможно приблизить её к теоретическому значению. Но хочется отметить, что в крупнейших городах России количество желающих приобрести личный автомобиль и имеющих такую возможность очень велико. Пробки на дорогах являются сдерживающим фактором. Как только траффик становится свободнее (благодаря открытию новых дорог или оптимизации дорожного движения), количество автомобилей, выезжающих на дороги в пиковые часы увеличивается.

Так стоит ли развивать и далее системы адаптивного управления? Однозначно стоит. Прогресс не стоит на месте и новые разработки уже пытаются включить в процесс самих участников движения: строить прогноз загрузки дорожной сети и стратегию управления ещё на этапе планирования маршрута и предлагать водителю оптимальный путь, а также отслеживать местоположение автомобилей и осуществлять обмен информацией между ними.

Но в то же время нужно предоставлять людям хорошую альтернативу личному транспорту - качественный общественный транспорт, перехватывающие парковки, развитую инфраструктуру для комфортного перемещения на велосипедах и пешком. Градостроительная политика должна учитывать маршрутное планирование и избегать формирования крупных бизнес кластеров в центральной части города.

 

Закажи консультацию бесплатно