СТРУКТУРА СИСТЕМ И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ

Контрольные вопросы

1. В чем заключается принцип координированного управления движением?

2. Каковы условия организации координированного управления?

3. Как влияет на координированное управление группообразование в транспортном потоке?

4. Как определяют расчетные цикл и скорость движения?

5. В чем заключается сущность графоаналитического метода расчета про­граммы координации?

6. Каковы способы пропуска левоповоротных потоков в условиях координированного управления?

7. Каковы особенности расчета программ координации на ЭВМ?

8. Как и с какой целью осуществляются общая и местная коррекции про­граммы координации?

9. Каковы принципы технической реализации систем координированного управления?

10. На базе каких контроллеров и как действуют бесцентровые отечественные
системы координированного управления?

11. Каковы особенности работы централизованных систем?

Глава 7

Технические средства общегородских автоматизированных систем управления дорожным движением

Автоматизированная система управления дорожным движени­ем — это комплекс технических, программных и организацион­ных средств, обеспечивающих сбор и обработку информации о параметрах транспортных потоков, и на основе этого оптимизи­рованное управление движением.

В данной главе рассматриваются общегородские АСУД, которые являются дальнейшим развитием локальных и магист­ральных систем управления движением, описанных в гл. 4 и 6. Их отличие от магистральных заключается не только в масштабе охвата улично-дорожной сети, но и в более развитой структуре построе­ния и гибкости управления, которая обеспечивается входящим в состав АСУД специальным управляющим вычислительным ком­плексом и широким использованием средств диспетчерского управ­ления.

По характеру функционирования и принципам построения АСУД относятся к классу автоматизированных систем управления технологическими процессами, получивших большое применение в народном хозяйстве.

Специфику АСУД определяют объекты управления — транспорт­ные и пешеходные потоки, которым свойственны рассредоточенность в пространстве, а также стохастичность и нестационар­ность параметров. Указанные свойства объекта управления обуслов­ливают использование в системе ряда территориально разобщен­ных объектов, участвующих в едином технологическом процессе. Таким образом, АСУД должна иметь широко развитую сеть пери­ферийного оборудования, связанного с управляющим пунктом. Каналы связи обеспечивают постоянную циркуляцию в системе ис­ходной, командной и контрольной информации. Информация необ­ходима для функционирования основных программно-технических комплексов системы: информационно-измерительного, автомати­ческого управления, диспетчерского и ручного управления, контроль­но-диагностического. Каждый комплекс АСУД решает определенный круг задач.

Поскольку оптимизация управления немыслима без соответст­вующего информационного обеспечения, то одними из задач яв­ляются измерение и анализ параметров транспортных потоков. Так как отработка этой информации, а также формирование и передача команд средствам управления должны обеспечиваться в темпе, соизмеримом со скоростью изменения условий движенияна улично-дорожной сети, сбор информации осуществляется в реальном масштабе времени. Дискретность этого процесса, а также цикл обмена информацией между управляющим пунктом и пери­ферийными устройствами обычно приняты равными 1 с. Это обеспе­чивает и необходимую точность измерений, поскольку ежесекунд­ный опрос транспортных детекторов для однополосного контролируе­мого сечения гарантирует отличие одного автомобиля от другого, учитывая, что по условиям безопасности движения минимальный интервал между ними составляет более 1 с. Определение времени присутствия автомобиля с точностью до 1 с также обеспечивает до­статочно уверенное распознавание заторовой ситуации.

Следующей и главной задачей является выбор (или расчет) режимов управления и формирования управляющих воздейст­вий на исполнительные органы системы — периферийное оборудо­вание. В нормальном режиме работы АСУД это осуществляет управ­ляющий вычислительный комплекс (УВК). В запоминающих устрой­ствах УВК содержатся типовые (базовые) программы управления, соответствующие определенным транспортным ситуациям. Програм­мы автоматически выбираются и корректируются на основе посту­пающей с периферии информации. При выходе УВК из строя времен­но могут быть использованы программы, содержащиеся в специаль­ном резервном устройстве управляющего пункта. При этом снижает­ся гибкость управления, так как программы выбирают вручную или с помощью таймера в заданное время суток, и кроме этого, не проис­ходит общая коррекция программ (см. подразд. 6.3).

В случаях возникновения непредвиденных ситуаций может осу­ществляться дистанционное диспетчерское управление. Необходи­мость введения диспетчерского управления в АСУД с сохранением за человеком высшего приоритета в принятии решения диктуется сложностью процесса дорожного движения, а также большой тяже­стью последствий для участников движения при нарушениях и сбоях в работе системы. Таким образом, в составе АСУД функционируют три независимых контура управления: автоматического гибкого, резервного и диспетчерского.

И, наконец, задачами контрольно-диагностического комплекса являются контроль исправности технических средств системы, бло­кирование опасных ситуаций в работе светофорной сигнализации.

Наличие в системе нескольких контуров управления, резерви­рующих друг друга, а также ее контрольно-диагностические функ­ции существенно повышают ее надежность и эффективность. Указанные задачи АСУД решаются с помощью технических средств, необходимого программного обеспечения и обслуживающего систе­му персонала. К. таким средствам относятся: детекторы транспорта; устройства передачи информации; средства обработки этой информа­ции (вычислительный комплекс); периферийные исполнительные устройства (дорожные контроллеры, управляемые знаки, указатели скорости); средства диспетчерского контроля и управления движени­ем; контрольно-диагностическая аппаратура.

Используемые в АСУД программы бывают технологические и служебные. Первые реализуют конкретные алгоритмы управления транспортными потоками, вторые являются неотъемлемой частью средств вычислительной техники и поставляются вместе с этой техникой предприятиями-изготовителями. Они обеспечивают необхо­димые режимы работы УВК, его контролирование и диагностиро­вание.

В обслуживающий персонал входит штат специалистов, выпол­няющих функции управления движением и занимающихся эксплуа­тацией и обслуживанием технических средств, подготовкой техно­логических программ.

Технические средства АСУД в зависимости от выполняемых ими функций размещаются в УП системы или на периферии. АСУД может быть с единым общегородским управляющим пунктом или с несколькими районными управляющими пунктами (райони­рованная структура). В последнем случае может быть общий центр для координации работы районных УП, а при его отсутствии между районными УП обеспечивается обмен информацией.

Районированная структура АСУД способствует сокращению длины линии связи и повышению надежности системы, так как выход из строя какого-либо района не приводит к существенным нарушениям в работе всей системы. Однако системы с полной центра­лизацией обеспечивают удобство их эксплуатации, возможность эффективного диспетчерского управления, сравнительную простоту приема и передачи информации. Отпадает и необходимость в боль­шом количестве помещений для оборудования районных УП. В силу этого большинство всех действующих АСУД выполняют с единым общегородским центром управления (рис. 7.1).

Подключение каждой единицы периферийного оборудования к линиям связи с управляющим пунктом обеспечивается с помощью УТ, полукомплекты которых размещаются как в УП, так и на перифе­рии (в ДК или в специальных контейнерах).

Управление движением в рамках АСУД организовано по иерар­хическому принципу. Это предполагает несколько уровней управле­ния, отличающихся масштабностью решаемых задач. Учитывая свойства объекта управления (медленные периодические измене­ния параметров потока, измеряемые минутами, кратковременные изменения скорости и плотности, измеряемые десятками секунд, интервалы между автомобилями, измеряемые секундами), можно выделить три уровня управления — стратегический, тактический и локальный.

Одним из основных алгоритмов, реализуемых АСУД, является гибкое координированное управление. Так как любая программа координации предполагает одинаковый цикл для всех перекрестков, ее невозможно распространить на всю улично-дорожную сеть города. Она будет пригодной только для какого-то одного так называемого района координации (обычно крупная магистраль с прилегающими улицами). Границами района могут быть перекрестки, не имеющие связи по потоку с соседними.

Поэтому на стратегическом уровне улично-дорожную сеть раз­бивают на районы координации. В пределах одного района реали­зуют программу, соответствующую транспортной ситуации в дан­ном районе.

Дальнейшей задачей этого уровня управления является выбор из библиотеки содержащихся в памяти УВК программ наиболее подходящей этой ситуации базовой жесткой программы коорди­нации. Для этого информация о параметрах потоков, являющаяся результатом ежесекундного опроса детекторов транспорта, накап­ливается в УВК и усредняется. Интервал усреднения интенсив­ности и скорости движения определяется динамикой изменения параметров потоков. В часы пик интервал усреднения обычно со­ставляет 10—20 мин, в межпиковые часы 40—60 мин.

На стратегическом уровне УВК прогнозирует транспортную ситуацию на следующий период усреднения для того, чтобы програм­ма координации выбиралась не из условий предыдущего интервала усреднения, а в соответствии с текущими параметрами движения. Для этого используются ранее накопленные статистические данные об изменении интенсивности и скорости в течение суток. Получен­ные результаты позволяют выбрать из памяти УВК наиболее подхо­дящую контрольную картограмму транспортной ситуации, которой соответствует заранее рассчитанная базовая программа, характеризующаяся определенными знаниями цикла, временных сдвигов и длительности основных тактов.

На тактическом уровне происходит подстройка базовой програм­мы (общая коррекция) под реальную транспортную ситуацию в рай­оне координации, которая отличается от контрольной интенсивностью и скоростью потоков.

И, наконец, на локальном уровне осуществляется местная кор­рекция программы.

При смене программ координации могут возникнуть опасные ситуации, когда длительность зеленого сигнала может стать меньше или больше отвечающей требованиям безопасности движения. Кро­ме этого, может нарушиться предусмотренный порядок чередования фаз.

Первая ситуация обычно блокируется на локальном уровне. При этом контроллеры независимо от команд, поступающих из УП, не выключают зеленый сигнал до истечения его заранее заданного минимального значения и, наоборот, выключают зеленый сигнал, когда его максимальная длительность, заложенная в контроллере, отработана. Вторая ситуация блокируется алгоритмом переходного периода, реализуемым УВК на тактическом уровне. Алгоритм пред­усматривает плавную подстройку новой программы к действовав­шему ранее режиму работы светофорной сигнализации.

Кроме программ координированного управления, в АСУД при необходимости реализуется ряд специальных технологических и служебных алгоритмов. К специальным технологическим алго­ритмам относятся; включение участков ЗУ, обнаружение и ликви­дация заторовых ситуаций, дистанционное диспетчерское и местное ручное управление светофорной сигнализацией.

Участки «зеленой улицы» включаются автоматически, если спе­циальный автомобиль снабжен передвижным комплектом аппара­туры приоритетного пропуска. В момент прохождения специально предназначенных для этой цели детекторов транспорта автомобиль посылает в УП запрос. В результате по мере его продвижения после­довательно включаются участки «зеленой улицы» в соответствии с программой, заложенной в УВК. Длину каждого участка выбирают такой, чтобы время ожидания водителей в конфликтующих направ­лениях не превышало 60 с. При отсутствии в автомобиле ПКА сигнал о включении участков «зеленой улицы» посылает в УВК диспетчер управляющего пункта или инспектор ГАИ с ВПУ контрол­лера, которые заранее получают информацию о спецпроезде.

Обнаружение заторовых состояний основано на определении среднего времени присутствия автомобилей в контролируемых сече­ниях, располагаемых в зоне перекрестка (см. подразд. 5.3). Бели это время превышает заранее заданное значение, делают попытку рассосать затор путем увеличения длительности зеленого сигнала в направлении затора. Еслиэта попытка не дает положитель­ных результатов, то на предыдущем перекрестке включают позицию управляемого знака, в соответствии с которой поток (или часть по­тока) отводится на объездные пути.

Вручную управляют светофорной сигнализацией на перекрестке в экстренных ситуациях (ликвидация последствий ДТП, заторы и т. д.). Это делает диспетчер с пульта управления УП, когда он может контролировать ситуацию с помощью телевизионного канала связи (см. рис. 7.1), либо инспектор ГАИ, находящийся на перекрестке, с ВПУ контроллера.

К служебным алгоритмам относятся реализация системы при­оритетов команд, получение первичной информации о параметрах транспортных потоков и ее обработка в процессе реализации тех­нологических алгоритмов, обмен информацией между техническими средствами, а также взаимодействие с диспетчером и контроль функционирования технических средств. Информация о парамет­рах потоков и состоянии технических средств периодически выводит­ся на печать с помощью типовых устройств, входящих в состав УВК.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 785; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!