Регулирование транспортных потоков сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Перевозку нельзя представить себе строго равномерным процессом, реальный транспортный поток имеет несколько видов неравномерностей:

-долговременные конъюнктурные колебания

-колебания по дням недели

В качестве параметров регулирования транспортных потоков выступают: скорость перемещения, масса отправки, интервал отправления транспортных средств.

На всех видах транспорта измеряется скорость доставки грузов – средняя скорость перемещения груза от момента приема и до выдачи получателю. Эта скорость является показателем качества всего перевозочного процесса. Существует непосредственная связь между массой подвижного состава и скоростью. При постоянной мощности каждому значению массы (поезда) соответствует своя скорость. На всех видах транспорта имеются способы оптимизации массы составов и скоростей движения. Критерии могут быть различными.

Частота отправления транспортных средств определяется минимально допустимым расстоянием между движущимися транспортными единицами в условиях торможения.

lс-длина состава lт-длина тормозного пути

lт=v 2 /2в, v - скорость

Т=lc/v+lт/v=lc/v+v 2 /2вv=lc/v+v/2в

dT/dV=0; -lc|v 2 +1/2в=0=vопт=√2*в*lc; lc=v 2 /2в

Максим пропуск спос коммуникаций: Nmax=1000*vопт/lc+lт, ед. в час

Формы организации транспортных потоков

Различные формы организации транспортных потоков позволяют пропускать и обрабатывать их наиболее эффективными способами. Рассмотрим этот вопрос на примере ж/д транспорта, где наиболее развиты эти формы организации и представлены они планом формирования, специализацией, графиком движения поездов.

На других видах транспорта организация потоков проявляется в аналогичных формах, хотя и имеет свои особенности. Специфически ж/д является только план формирования поездов.

. Специализация поездов. Возникновение специализации на ж/д транспорте России относится к концу 80-нач90гг. 19 века, хотя деление поездов на пасс и груз было значительно раньше. Специализация поездов ускоряет оборот вагона и экономит вагонный парк(9 суток сейчас). Специализация поездов ускорила специализацию ж/д станций. Сейчас есть грузовые поезда: маршрутные, транзитные с переработкой, сборные, передаточные и т.д.Пассаж: местные, дальние, пригородные, скорые.

. План формирования поездов. Между пунктами погрузки и выгрузки образуются грузопотоки, мощность которых возрастает по мере увеличения погрузки попутного груза и убывает по мере оседания груза в пунктах выгрузки.

Из грузопотоков образуются вагонопотоки груженых вагонов, характер изменения которых соответствует изменению грузопотоков. Из вагонопотоков организуют поезда, в которые включают вагоны определенных назначений. Поезда формируют из вагонов, следующих в один пункт выгрузки, либо из вагонов разных назначений. Одна из основных задач организации движения – правильная организация вагонопотоков, устанавливающая наиболее рациональный порядок их следования по ж/д направлениям и наивыгоднешую схему формирования поездов. Конкретное выражение организации грузопотоков находит в плане формирования грузовых поездов.

План формирования поездов – план распределения сортировочной работы между сортировочными станциями.

План формирования грузовых поездов –план организации вагонопотоков в специализированные поезда, распределения маневровой работы между станциями сети, в нем устанавливается, какие поезда из каких вагонов и на какие станции назначение или расформирование должна формировать каждая станция ж/д сети, а также какие поезда она должна расформировывать и какие пропускать без переработки.

План формирования поездов –единый технологический процесс работы станций всех ж/д направлений сети. Он увязывает грузопотоки с графиком движения и является организационной основой последнего. Он призван обеспечивать наибольшее ускорение оборота вагонов, тем самым ускорение доставки грузов, повышение производительности поездных локомотивов, сокращение маневровой работы и снижение себестоимости перевозок на основе правильного распределения сортировочной работы между станциями и максимального сокращения времени на накопление и переработку состава.

Выбрать оптимальный план формирования – найти такой вариант организации грузопотоков с учетом ограничений пропускной способности сортировочных станций, который давал бы наименьшую затрату вагоночасов на накопление и переработку вагонов, т.е. обеспечивал бы быстрейший оборот вагонов.

. График движения поездовсм тему организация УР. + Параметры графика:

· Техническая скорость – средняя скорость движения по перегонам

· Участковая скорость – средняя скорость движения по участку

· Средняясоставность поезда в вагонах

· Средний вес поезда в тоннах

Резерв графика закладывается во времени хода транспортных единиц, в интервалах между единицами, в дополнительных нитках графика.

Показатели качества выполнения графика движения поездов:

· % отправления поездов по расписанию

· % проследования поездов по расписанию

1 показатель характеризует показатель качества пунктов отправления

2ой – работу транспортных средств на участках

Nпр – количество отправлений(проследования за сутки по распис)

Nо – общее количество отправлений за сутки

План формирования поездов

План формирования поездов. Между пунктами погрузки и выгрузки образуются грузопотоки, мощность которых возрастает по мере увеличения погрузки попутного груза и убывает по мере оседания груза в пунктах выгрузки.

План формирования поездов – план распределения сортировочной работы между сортировочными станциями.

∑∑(Bi,jнакопл+Bi,j пер) MIN

I – количество станций , все сортировочные станции направления

j – все корреспонденции вагонопотоков

Для каждой дороги план формирования поездов включает:

· План формирования поездов каждой станцией дороги

· Междорожный план формирования

· План формирования отправительских и ступенчатых маршрутов и т.д.

Урбанизация и быстрое развитие автопрома привели к ухудшению дорожно-транспортной обстановки. Особенно остро эта проблема чувствуется в городах, где количество машин увеличивается каждый год в геометрической прогрессии, в отличие от пропускной способности дорог.

Все это ведет к неизбежному появлению многокилометровых пробок, увеличению времени, проведенного в пути, ухудшению качества дорожного движения и серьезным экологическим проблемам. Поэтому внедрение интеллектуальных транспортных систем и в частности отдельного их элемента – автоматической системы управления дорожным движением (АСУДД) — сегодня остается одним из наиболее эффективных и рациональных инструментов минимизации дорожных заторов и перераспределения транспортных потоков.

По данным исследования американской аналитической компания INRIX, которая проанализировала 38 стран и 1064 города мира на предмет продолжительности дорожных заторов и составила ТОП-10 городов с самыми большими пробками. Рейтинг открывает Лос-Анджелес, где водители в среднем проводят в пробках 104 часа в год. Далее следует Москва, где в пробках люди тратят 91 час в год. Тройку лидеров замыкает Нью-Йорк с 89 часами автомобильного стояния. Более 50 часов в пробках проводят жители Сан-Франциско, Атланты, Майами, Боготы, Сан-Паулу, Лондона и Парижа.

Как работает АСУДД?

АСУДД представляет собой информационную систему, в которую интегрированы основные элементы дорожной инфраструктуры: информационные табло, светофоры с адаптивным управлением, световое оборудование, станции метеомониторинга, комплексы фотовидеофиксации и др.

Система позволяет осуществлять мониторинг транспортных потоков в городе или на трассе и управлять дорожным движением. Например, изменять длительность фаз светофора в случае образования затора, предупреждать водителей о сложных погодных условиях или ремонтных работах, оперативно изменять скоростной режим и т.д. Как правило, в АСУДД уже встроено несколько готовых сценариев работы, но есть и возможность ручной настройки.

Эффективность управления транспортными потоками

Таким образом, АСУДД выполняет ряд важных функций:

Повышение безопасности дорожного движения
Профилактика соблюдения ПДД и правил грузоперевозок
Контроль дорожно-транспортной обстановки в режиме реального времени
Мониторинг метеоусловий и состояния дорожного полотна
Управление дорожным движением
Сбор и архивирование полученных данных

Об эффективности АСУДД говорит международная статистика:

Уменьшение показателей аварийности в 2-3 раза
Снижение вероятности появления заторов на 15-30%
Минимизация уровня шума и эмиссии выхлопных газов на 10-20%
Реализация беспрепятственного проезда спецтранспорта
Сокращение материальных затрат на эксплуатацию, диагностику дорожной инфраструктуры
Оперативное реагирование на происшествия и форс-мажоры
Сокращение межремонтных интервалов дорог

Система контроля дорожного движения VOCORD Traffic в автоматическом режиме распознает автомобильные номера и фиксирует более 15 нарушений ПДД на прямолинейных участках дорог, перекрестках, пешеходных переходах и ж/д переездах. Комплексы архивируют все полученные данные и являются эффективным инструментом сбора транспортной статистики.

Интеллектуальная видеоаналитика VOCORD Tahion в непрерывном режиме осуществляет мониторинг дорожно-транспортной обстановки и анализирует интенсивность, плотность, среднюю скорость движения потока, распределение интервалов между ТС, детектирует различные инциденты и дорожно-транспортные происшествия.

В статье представлено определение дорожных контроллеров и детекторов транспорта, необходимость их использования в современной транспортной инфраструктуре городов. Перечислены основные и вспомогательные функции дорожных контроллеров.

Ключевые слова: дорожное движение, транспортная инфраструктура, адаптивное регулирование, АСУДД, дорожный контроллер, функции контроллеров, детекторы транспорта.

Дорожная сеть — наиболее важная составляющая инфраструктура населенных пунктов. Одна из основных проблем в управлении транспортными потоками — их неравномерность, а именно повышенная нагрузка на главные улицы при движении на перекрестке, в случае минимальной загрузки второстепенной улицы.

Обуславливается это тем, что за фазу светового сигнала или несколько фаз с примыкающей территории может не выехать ни одной машины, в то время как главная окажется избыточно нагруженной. Следовательно, такую систему регулирования дорожным движением можно считать не эффективной [1, 2].

Условия дорожного движения в городе Тюмени характеризуются затрудненной ситуацией на дорогах, снижением средних скоростей движения, участившимися заторовыми ситуациями на дорогах, увеличением аварийности, ухудшением экологических показателей. Одной из главных причин сложившейся ситуации является рост автомобильного парка и повышение мобильности населения. В связи с данной ситуацией возникла потребность в разработке мер по организации управления дорожным движением [3].

Существует несколько решений проблем в организации и управлении дорожным движением: организация парковочного пространства, строительство объектов улично-дорожной сети, совершенствование организации дорожного движения путем внедрения автоматизированной системы управления дорожным движением (АСУДД) [4].

В условиях исторически сложившейся стихийной застройки крупных краевых и областных центров в случае, когда пропускную способность сети невозможно увеличить за счет расширения проезжих частей, качественно решить сложившуюся проблему позволит автоматизация транспортных процессов. Микрорегулирование перекрестков в начале XXI века является актуальной задачей, требующей решения.

Данную проблему можно решить аналогично при помощи вызывных устройств для пешеходов с использованием детекторов транспорта совместно с дорожными контроллерами, инициирующими переключение фазы, в случае появления на второстепенном направлении транспортных средств [5, 6].

В совокупности, система управления дорожным движением позволяет сократить продолжительность поездки на 20 %, уменьшить вредные выбросы на 25 %, увеличить пропускную способность улично-дорожной сети на 15 %, сократить транспортные задержки на 30 %.

Для анализа и оптимизации движения транспортных потоков в настоящее время требуются инновационные инструменты, которые позволяют достичь высокого результата с оптимальной отдачей.

Существующая в Тюмени система АСУДД относится к системам первого и второго поколения, в которых осуществляется управление светофорными объектами, не учитывая реально существующую ситуацию на дорогах [7].

Рис. 1. Структура АСУДД второго поколения

Рис. 2. Структура АСУДД третьего поколения

АСУДД третьего поколения (рис. 2) имеет схожую структуру второго поколения, где управляющий центр функционирует посредством сервисов, которые доступны через беспроводную сеть.

Управление светофорными циклами может осуществляться жестко (постоянно по времени независимо от его интенсивности движения), а также адаптивно (программы зависят от интенсивности движения, используется электротехническое и компьютерное оборудование) [8].

Согласно ГОСТ [9], дорожными контроллерами является оборудование, предназначенное для переключения сигналов светофоров и символов многопозиционных дорожных знаков, и указателей скорости как на локальном (отдельном) перекрестке, так и на перекрестке, входящем в систему координированного управления дорожным движением (рис. 3).

Рис. 3. Упрощенная схема работы дорожного контроллера

Контроллер имеет сложное строение, в его состав входят не только оборудование, необходимое для осуществления обязательных требований, но и оборудование, необходимое для реализации дополнительных требований [10].

К первой группе относятся: шкаф-контейнер, каркас для монтажа модулей, модуль источника питания, модуль процессора, модуль управления, коммутационная панель, силовой блок.

Ко второй группе относятся: счетчик электроэнергии, радиостанция, модуль GPS–приемника, линейный модем, радиомодем, модуль GPRS–модема и оборудование для подключения к IP–сети.

Исходя из определения, данное оборудование должно обладать следующими функциями, указанными в ГОСТ [9]:

– управлять светофорными объектами как на локальном, так и на сетевом уровне;

– управлять светофорами (трамвайными, пешеходными и транспортными) в любой их конфигурации;

– переключать светофорные сигналы в соответствии с заранее заданными резервными программами по таймеру или адаптивно — по текущей реальной дорожно-транспортной ситуации;

– иметь возможность подключения выносного пульта управления, вызывного пешеходного табло, модуля зонального центра;

– иметь возможность работы с дистанционным выносным пультом управления;

– автоматически отключать режим в случае одновременного включения зеленых сигналов светофора в конфликтных направлениях, а также при одновременном включении красного и зеленого сигналов одного светофора;

– иметь возможность приема команд управления и их последующей передачи о выполняемом режиме работы и своем техническом состоянии;

– автоматически отключать светофор при отключении или изменении напряжения электропитания за рабочие пределы и автоматически включать после восстановления электропитания;

– автоматически учитывать потребление электроэнергии по счетчику энергопотребления и передавать эту информацию по запросу один раз в сутки.

В состав дорожных контроллеров могут входить или работать в связке с ними детекторы транспорта, с функцией обнаружения автомобилей и дальнейшего определения требуемых характеристик в контролируемых зонах.

По требованию потребителей разрешается изготовлять дорожные контроллеры всех типов с расширенным функционалом, обеспечивающие дополнительно выполнение одной или нескольких дополнительных функций:

1) обмен информацией с пунктом управления по каналам связи;

2) сопряжение с детекторами транспорта (если они не входят в состав дорожных контроллеров);

3) сопряжение с выносными пультами управления (ВПУ);

4) предварительную обработку информации от детекторов транспорта и расчет параметров транспортных потоков таких как интенсивность, скорость, время присутствия автомобилей в контролируемой зоне или качественный состав транспортного потока и т. д.;

5) переключение символов дорожных знаков и указателей скорости. Разрешено изготовление дорожных контроллеров, выполняющих только данную функцию;

6) регулирование движения транспорта по направлениям, а также переключение световых сигналов, регулирующих реверсивное движение;

7) возможность работы в бесцентровой системе координированного управления дорожным движением;

8) выдачу сигнала о несанкционированном доступе внутрь шкафа контроллера и возможность подключения его на пульт охраны;

9) звуковое/голосовое сопровождение включения зеленых сигналов светофоров по переходу для ориентации незрячих пешеходов.

В технических условиях конкретных типов дорожных контроллеров указан перечень его технических средств.

Таким образом, можно сделать заключение о том, что данное оборудование является достаточно функциональным, и в значительной степени высокоточным. Повсеместное внедрение дорожных контроллеров на дорогах города и страны позволит не только увеличить качество дорожной сети и удовлетворить потребности населения, но и снизить число дорожно-транспортных происшествий.

Основные термины (генерируются автоматически): дорожное движение, детектор транспорта, GPRS, GPS, контроллер, координированное управление, дорожный контроллер, выносной пульт управления, дорожная сеть, улично-дорожная сеть.

ГОСТ Р 56351-2015

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Интеллектуальные транспортные системы

КОСВЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫМИ ПОТОКАМИ

Требования к технологии информирования участников дорожного движения посредством динамических информационных табло

Intelligent transport systems. Indirect management of traffic flows. Requirements for technology for road users information by means of variable message signs

Дата введения 2015-07-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 57 "Интеллектуальные транспортные системы"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Октябрь 2018 г.

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на системы организации дорожного движения, обеспечивающие или поддерживающие возможность косвенного управления транспортными потоками посредством систем информирования, основанных на использовании динамических информационных табло.

1.2 Настоящий стандарт устанавливает требования к технологии информирования участников дорожного движения посредством динамических информационных табло в рамках косвенного управления транспортными потоками.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использована нормативная ссылка на следующий стандарт:

ГОСТ Р 56350 Интеллектуальные транспортные системы. Косвенное управление транспортными потоками. Требования к динамическим информационным табло

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 56350 и следующие термины с соответствующими определениями:

3.2 время жизни объекта притяжения: Перечень временных интервалов, в течение которых существуют списки доминантных объектов притяжения, в которые входит данный объект притяжения.

3.3 динамическое информационное табло: Устройство визуального отображения информации, являющееся элементом дорожной инфраструктуры и предназначенное для отображения неизменной и изменяющейся во времени информации в системах косвенного управления транспортными потоками.

3.4 доминантный объект притяжения: Объект уличной дорожной сети, к которому стремится значительная часть транспортного потока.

3.5 индикатор эффективности: Мера или характеристика для оценки эффективности системы или технологии.

3.6 интегральный индикатор эффективности: Индикатор, объединяющий ряд индикаторов эффективности.

3.7 информационная строка: Набор информационных примитивов, занимающих одну строку на динамическом информационном табло.

3.8 информационный примитив: Единица отображаемой информации.

Примечание - К информационным примитивам относятся: символы, пиктограммы, схемы.

3.9 информационное предложение: Упорядоченная последовательность информационных примитивов, обладающая смысловой законченностью.

Примечание - Информационное предложение может занимать одну или более строк динамического информационного табло.

3.10 косвенное управление транспортными потоками: Принцип управления транспортным потоком через управление мотивацией участников дорожного движения посредством предоставления информации.

Примечание - Наиболее часто управление мотивацией осуществляется через предоставление информации о вариантах маршрутов и условий движения.

3.11 матрица объектов притяжения: Список доминантных объектов притяжения, расположенных в пределах принятой области распространения (зоны) локального проекта системы косвенного управления транспортными потоками, с указанием их времени жизни, интенсивности транспортного потока и характера доминантных объектов притяжения.

Примечание - Характер транспортного потока доминантных объектов притяжения может быть входящим или транзитным.

3.13 объект притяжения транспортного потока: Объект уличной дорожной сети, к которому стремится часть транспортного потока и который может быть ориентиром в системе информирования.

Примечание - Объект притяжения в зависимости от характера транспортного потока может быть стоком или транзитным.

3.14 процентильная скорость транспортного потока: Скорость движения, которую не превышает определенный процент транспортных средств в транспортном потоке.

Пример - 75-процентильная скорость транспортного потока, равная не более 60 км/ч, означает, что 75% транспортных средств в потоке движутся со скоростью 60 км/ч и ниже.

3.15 психотип водителя транспортного средства: Тип психофизиологического состояния водителя транспортного средства, определяющий характер его взаимодействия с интеллектуальной транспортной системой и отдельными системами организации и безопасности дорожного движения.

Примечание - Перечень типовых операций, входящих в состав технологии информирования участников дорожного движения посредством динамических информационных табло, приведен в 5.3.

4 Сокращения

В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

ДИТ - динамическое информационное табло;

ДТП - дорожно-транспортное происшествие;

ИТС - интеллектуальная транспортная система.

КУТП - косвенное управление транспортными потоками;

МОП - матрица объектов притяжения;

ОП - объект притяжения;

ТП - транспортный поток;

ТС - транспортное средство;

УДД - участник дорожного движения;

УДС - улично-дорожная сеть;

ЧС - чрезвычайная ситуация.

5 Общие положения

5.1 Технология информирования участников дорожного движения посредством ДИТ предназначена для автоматизации информирования участников дорожного движения в системах косвенного управления транспортными потоками.

5.2 Внедрение технологии информирования участников дорожного движения посредством ДИТ должно решать следующие задачи:

- автоматизацию процессов организации дорожного движения с использованием косвенного управления транспортными потоками;

- повышение пропускной способности улично-дорожной сети;

- минимизацию среднего времени нахождения транспортных средств в пути;

- повышение доверия участников дорожного движения к предоставляемой информации;

- повышение безопасности дорожного движения.

5.3 Типовая технология информирования участников дорожного движения посредством ДИТ должна включать следующие операции:

- оценку эффективности систем косвенного управления транспортными потоками.

6.1 Формирование БСС должно состоять из следующих строго последовательных этапов:

- построения матрицы сценариев;

- проектирования структуры БСС;

6.3 Матрица сценариев должна охватывать всю область функционирования системы КУТП.

Примечание - Область функционирования системы КУТП может быть событийная или временная.

Читайте также: