Роль технических средств организации движения в системе мероприятий по решению транспортной проблемы

При адаптивном управлении имеется обратная связь с ТП, она  осуществляется с помощью детекторов транспорта, которые располагаются в зоне перекрёстка, они обеспечивают непрерывную информацию о параметрах потока.

По способу переработки  получаемой информации алгоритмы адаптивного  управления можно разделить на группы:

1. Алгоритмы предусматривающие переключение сигналов светофоров по информации о состоянии перекрёстка в данном цикле регулирования;
2. Алгоритмы статистической оптимизации, позволяющие по информации о состоянии перекрёстка в данный момент определить параметры управления на следующие моменты времени на основе вероятностного прогнозирования этого состояния
3. Алгоритмы случайного поиска, параметры управления изменяются случайно с одновременным анализом критерия эффективности. Управления считается оптимальным при достижении максимума или минимума критерия эффективности.

Реализация алгоритмов 2-й и 3-й группы требует применения быстродействующих ЭВМ.

Алгоритмы 1-ой группы отличается простотой, и получили более широкое  распространение.

Основными параметры  управления, используемыми в алгоритмах 1-ой группы являются:

1. минимальная длительность основного такта tзмин
2. максимальная длительность основного такта tзмак
3. экипажное время tэк

Экипажное время –  это интервал, определяющий разрыв в потоке. То есть сигнал переключается  с разрешающего на запрещающий при длине временного интервала между пребывающими к перекрёстку автомобилями больше или равному заданному. В противном случае длительность разрешающего сигнала продлиться на длительность заданного интервала.

Для управления движением  на  всех подходах к перекрёстку устанавливают детекторы транспорта. Расстояние от места установки детектора до стоп-линии, в зависимости от скорости автомобиля принимается 30-50м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Транспортная задержка при адаптивном управлении

При включении разрешающего сигнала в начале отрабатывается длительность tзмин. Это время необходимо для пропуска ТС, которые ожидали разрешающего сигнала, и находилась между стоп-линией и детектора транспорта.

Если до истечения  времени tзмин в зоне детектора не появится ни одного автомобиля, то сигнал переключится с разрешающего на запрещающий, то есть совершит переход к следующей фазе регулирования. Если до истечения времени tзмин в зоне детектора появится автомобиль, то разрешающий сигнал продлевается на время tэк, которое позволяет этому автомобилю пройти расстояние от детектора до стоп-линии. Если до стечения  tэк в зоне действия детектора появится ещё один автомобиль, то начинается отсчёт нового tэк и т.д.

Следовательно, каждый последующий  автомобиль, проезжающий в зоне детектора, до истечения tэк продлевает действие разрешающего сигнала. Переключение сигнала с разрешающего на запрещающий произойдёт в том случае, если временной интервал между двумя следующими друг за другом автомобилями окажется больше tэк.

При высокой интенсивности  пребывающего к перекрёстку потока, временные интервалы между автомобилями могут быть меньше tэк, в течение довольно большого промежутка времени. Это вызывает неоправданное по отношению к конфликтующему направлению увеличение разрешающего сигнала. Поэтому его длительность должна быть ограничена разумными пределами и не превышать tзмак, т.о., если в направлении действия разрешающего сигнала в течении tзмак, не будет обнаружен разрыв в потоке сигналы не переключаться.

Параметры управления рассчитывают по следующим формулам:

 

 

Из 2-х значений берут  большее.

- расстояние от тротуара до  островка безопасности или ЦРП.

число автомобилей, стоящих в ожидании разрешающего сигнала, между стоп-линией и детектором транспорта.

 среднее значение потока насыщения  на 1 полосу в данной фазе.

 

 

расстояние от точки установки  детектора до стоп-линии.

средняя скорость движения автомобиля на подъезде к перекрёстку.

 

 

13. Основы координированного управления. Расчетные цикл и скорость движения.

Координированным управлением  - называют согласованную работу ряда светофорных объектов, с целью  сокращения задержки Т.С, сущность координации заключается в включении на последующем перекрестке, по отношению к предыдущему, зеленого сигнала с некоторыми сдвигами.  Длительность сдвига зависит от времени движения Т.С. между перекрестками.

Т.С. следуют как бы по расписанию, они прибывают к очередному перекрестку  в  тот момент когда на нем в данном направлении движения включается зеленый сигнал.

С помощью координированного управления уменьшается число неоправданных  остановок и торможений в потоке и уменьшаются транспортные задержки. Такой способ управления называется “зеленой волной”. В нашей стране координированное управление в первые было реализовано в 1955году на участке содового кольца с 5ю светофорными объектами. Координированное управление может быть реализовано при выполнении ряда условий

1. Наличие не менее 2х полос движения в каждом направлении.
2. Одинаковый цикл регулирования на всех перекрестках входящих в систему координации
3. Расстояние между соседними  перекрестками не должно превышать 800 метров.

Первое условие связано с необходимостью безостановочного движения Т.С. с рекомендуемой скоростью и своевременного прибытия их к очередному перекрестку, при узкой проезжей части вероятность задержки в пути увеличивается т.к. затруднен объезд возможных препятствий на дороге.

Второе условие – одинаковый цикл на всех перекрестках:

1. Обеспечивает необходимую периодичность смены цикла.
2. Сохранение расчетного сдвига включения фаз разрешающих движение вдоль маршрутов координации.

Третье условие – ограничение  длины перегона связанно с процессом групп образования в Т.П. Прибытие автомобилей к перекрестку удаленному от предыдущего на большое расстояние будит носить случайных характер, взаимосвязь с соседним перекрестком по которому при большом расстоянии прерывается.

Группообразный характер потоков играет большую роль при организации координированного управления, чем короче расстояние между перекрестками, тем меньше вероятность распада группы авто. Меньше потребляется времени для её пропуска на следующем перекрестке.

При увеличении временного разрыва группа распадается и длительность зеленого сигнала на последующем перекрестке необходимо увеличить. Это ущемляет интересы конфликтующего направления, можно лишь пропустить только часть группы задерживая входящие в ее состав медленно движущиеся авто. Остановленные у стоп линии на запрещающий сигнал они пройдут данный перекресток лишь в следующем цикле в месте с очередной группой.

При расстоянии между соседними  перекрестками  более 800м в связи  с полным распадом группы её задержанная часть резко увеличится и координированное управление  становиться малоэффективным.

Сущность метода заключается в  построении графика путь - время. Он выполняется в системе прямоугольных координат. По горизонтальной оси –время в секундах, по вертикальной значение пути в метрах.

Исходными данными для расчета  являются

1. Выполненный в масштабе план магистрали с обозначением расстояний между перекрестками.
2. Схема существующей организации движения с расстановкой светофоров, дорожных знаков и разметки.
3. Организация движения на перекрестке
4. Картограммы интенсивности движения Т.С. и пешеходов на каждом перекрестке.
5. Данные о расчетных скоростях движения для магистрали в целом и для отдельных ее участков.

На основании исходных данных рассчитывают режимы регулирования для всех светофорных  объектов, как для изолированного перекрестка.

Перекресток, для которого получена максимальная длительность цикла является наиболее загруженным и носит название «ключевого».

Учитывая, что при координированном управлении длительность цикла на всех перекрестках должна быть одинаковой то в качестве расчетного принимают  цикл ключевого перекрестка. При  многопрограммном координированном управлении, в разное время суток ключевым могут быть различные перекрестки.

При этом и расчетная длительность цикла для разных программ как  и рекомендуемая скорость могут  быть различными.

 

14. Расчет программ координации.

При этом и расчетная  длительность цикла для разных программ как и рекомендуемая скорость могут быть различными. График координации строят в следующем порядке.

Слева указывают продолжительность  сигналов светофора в следующей  последовательности:

Зеленый-Желтый-Красный-Красножелтый.

Слева от вертикальной оси с соблюдением масштаба наносят выполненный схематический план магистрали с указанием расстояний между перекрестками. Отмечают режимы светофорного регулирования.

На горизонтальной оси  соответствующей ключевому перекрестку  наносят с лева на право повторяющуюся последовательность сигналов вдоль магистрали, от начала зеленых сигналов и точек отстоящих в право на расстоянии  и проводят наклонные горизонтальные линии.

- расчетная (рекомендуемая скорость движения к км/ч)

- горизонтальный масштаб –это  число секунд в 1см

- вертикальный масштаб – число  метров в секунде

- определяет ширину ленты времени.

Если график движения автомобиля находиться внутри этой ленты то ему горантируется безостановочное движение.

Лента времени для  встречного авто берется той же ширины но имеет обратный наклон.

Необходимо добиваться, чтобы  на линиях перекрестков расстояние отсекаемое двумя лентами времени было не больше длительности зеленого сигнала для каждого перекрестка. После этого на все горизонтальные полосы наносят повторяющиеся последовательности сигналов таким образом, чтобы зеленые сигналы охватывали участок занятый обеими лентами времени.

Если участок  оказывается больше длительности разрешающего сигнала на каком либо перекрестке, т.е. одна из лент времени попадает частично на запрещающий сигнал то необходима коррекция графика . Этак коррекция может быть осуществлена следующими путями:

1. Уменьшением ширины ленты времени.
2. Изменение расчетной скорости
3. Увеличение длительности зеленого сигнала по магистрали на некоторых перекрестках

После коррекции графика  на него наносят все ленты времени для потоков прямого и встречного направлений и график принимает законченный вид.

 

 

15. Принципы расчета программ на ЭВМ.

ЭВМ для расчета программ координации начали применять с 60-х годов прошлого века, были разработаны  методы расчета позволяющие строить программу координации не только для отдельных магистралей но и для сети пересекающихся улиц. Применение ЭВМ позволило проводить процедуру расчета более качественно с учетом сравнительно большого числа факторов формирующих Т.П. Сущности расчета заключается в непрерывном переборе вариантов в результате чего находят управляющие параметры соответствующие минимуму принятого в расчете критерия эффективности.

Управляющие параметры  могут быть:

1. Сдвиг включения зеленого сигнала.
2. Цикл

В качестве критерия эффективности как правило выбирают транспортную задержку, но в некоторых случаях в качестве критерия эффективности принимают следующие показатели:

1) Число остановок  Т.С..

2) Расход топлива 

3) Экономические показатели

4) Потери времени пассажирами  общественного транспорта

5) Т.Д.

Наибольшее распространение  в нашей стране получил метод  “Транзит” – Этот метод поз0воляет прогноз0ироватьпараметры группы авто в процессе ее движения по магистрали при заданных режимах светофорного регулирования на перекрестках.

Оптимизация сдвига фаз или режимов регулирования ведется по критерию качества управления

- средняя задержка автомобиля  на i-том направлении дороги измеряемая в долях цикла.

- весовой коэффициент (относительная стоимость остановки )

- среднее число остановок авто  в i-том направлении в течении цикла.

n- число направлений.

Оптимизацию программ координации  начинают с задания исходного  режима регулирования. При этом на всех перекрестках выбирают одинаковую длительность цикла. Затем путем последовательного изменения сдвигов фаз находят минимальный критерий качества управления.

 

 

16. Назначение и классификация дорожных контроллеров.