מערכת בקרת תנועה אדפטיבית. מושגים בסיסיים של ניהול תנועה כמו כן, ניתן לחלק את מהירות התנועה ל

באופן כללי, ניהול מובן כהשפעה על אובייקט מסוים על מנת לשפר את תפקודו. מבחינת תנועת הכבישים, מטרות הניהול הם תנועה והולכי רגל. תנועת הכבישים היא אובייקט ספציפי של ניהול, שכן לנהגי מכוניות ולהולכי רגל יש רצון משלהם ומממשים את מטרותיהם האישיות תוך כדי נהיגה. לפיכך, תנועת הכבישים היא מערכת טכנו-חברתית, הקובעת את הספציפיות שלה כמושא ניהול.

מהות ההנהלה היא לחייב נהגים והולכי רגל, לאסור או להמליץ ​​להם על פעולות מסוימות למען הבטחת המהירות והבטיחות. הוא מתבצע על ידי הכללת הדרישות הרלוונטיות של כללי הדרך, וכן שימוש במתחם אמצעים טכנייםופעולות מנהליות של פקחי שירות סיור הדרכים של משטרת התנועה ואנשים אחרים בעלי הסמכות המתאימה.

ברמת שירותי התנועה, ניהול התנועה הוא מערך של אמצעים הנדסיים וארגוניים ברשת הדרכים הקיימת המבטיח בטיחות ומהירות מספקת של זרימת התנועה והולכי הרגל. אמצעים כאלה כוללים ניהול תנועה, אשר, ככלל, פותר בעיות צרות יותר. סוג נפרד של בקרה הוא ויסות, כלומר שמירה על פרמטרי תנועה בגבולות מוגדרים.

יש בקרת תנועה אוטומטית, אוטומטית וידנית. בקרה אוטומטית מתבצעת ללא התערבות אנושית על פי תוכנית קבועה מראש, אוטומטית - בהשתתפות מפעיל אנושי. המפעיל, באמצעות מערכת של אמצעים טכניים כדי לאסוף את המידע הדרוש ולמצוא את הפתרון האופטימלי, יכול להתאים את תוכנית הציוד האוטומטי. הן במקרה הראשון והן במקרה השני, ניתן להשתמש במחשבים בתהליך הבקרה. לולאת הבקרה האוטומטית יכולה להיות סגורה או פתוחה. ולבסוף, ישנה שליטה ידנית, כאשר המפעיל, הערכת מצב התנועה חזותית, משפיע על זרימת התנועה על סמך ניסיון ואינטואיציה.

עם לולאה סגורה, יש משוב בין האמצעי לאובייקט הבקרה (זרם תנועה). משוב אוטומטי יכול להתבצע על ידי ציוד מיוחד לאיסוף מידע - גלאי תחבורה. מידע מוכנס לציוד אוטומציה ובהתבסס על תוצאות העיבוד שלו, מכשירים אלו קובעים את אופן הפעולה של רמזורים או תמרורים שיכולים לשנות את משמעותם בפקודה (תמרורים מבוקרים). תהליך זה נקרא ניהול גמיש או אדפטיבי.

בלולאה פתוחה, כאשר אין משוב, בקרי תנועה (DC) השולטים ברמזורים מעבירים אותות לפי תוכנית שנקבעה מראש. במקרה זה, מתבצעת בקרת תוכנית מתמדת.

עם שליטה ידנית, משוב תמיד קיים עקב ההערכה החזותית של המפעיל את תנאי הנהיגה.

בהתאם למידת הריכוזיות, ניתן לשקול שני סוגי ניהול: מקומי ומערכתי. שני הסוגים מיושמים בדרכים לעיל. עם שליטה מקומית, מיתוג האותות מסופק על ידי בקר הממוקם ישירות בצומת. עם בקרי המערכת של צמתים, ככלל, הם מבצעים את הפונקציות של מתרגמי פקודות המתקבלות באמצעות ערוצי תקשורת מיוחדים ממרכז הבקרה (CP). כאשר הבקרים מנותקים זמנית מה-CP, הם יכולים לספק שליטה מקומית.

בפועל משתמשים במונחים "בקרים מקומיים" ו"בקרי מערכת". לראשונים אין קשר עם ה-CP ועובדים באופן עצמאי, לשני יש חיבור כזה ומסוגלים ליישם בקרה מקומית ומערכתית.

הציוד שנמצא מחוץ למרכז הבקרה נקרא היקפי (רמזור, בקרים, גלאי תחבורה), והציוד שנמצא במרכז הבקרה נקרא מרכזי (ציוד מחשוב, מערכות בקרה, ציוד טלמכניקה ועוד).

עם ניהול המערכת, מפעיל המערכת ממוקם בנקודת הבקרה, כלומר רחוק מאובייקט הבקרה, וכדי לספק לו מידע על תנאי התנועה, ניתן להשתמש במתקני תקשורת ואמצעים מיוחדים להצגת מידע (איור 8.1).

איור 8.1 - מבט כללי של עמדת הבקרה

אלה האחרונים מבוצעים בצורה של מפות זוהרות של העיר או המחוזות - דיאגרמות מנמוניות, בהן יש ציוד לתצוגה ויזואלית באמצעות מחשב של מידע גרפי ואלפאנומרי על תצוגות ומערכות טלוויזיה, המאפשר לצפות ישירות באזור הנשלט .

שליטה מקומית משמשת לרוב בצומת נפרד או, כמו שאומרים, מבודד, שאין לו קשר עם צמתים שכנים, לא מאחורי הבקרה או מאחורי הזרימה. החלפת סימני התנועה בצומת כזו ניתנת על פי תוכנית אישית, ללא קשר לתנאי התנועה בצמתים הסמוכים, וההגעה רכבלצומת זה אקראי.

ארגון של שינוי מתואם של אותות בקבוצת צמתים, המתבצע על מנת לצמצם את זמן תנועת כלי הרכב באזור נתון, נקרא בקרה מתואמת (שליטה על פי עקרון "הגל הירוק"). במקרה זה, ככלל, נעשה שימוש בבקרה מתואמת מערכת.

ניהול תנועה הוא אוסף של אמצעים שמטרתם ליצור מצבי תנועה אופטימליים.

מילון בנייה.

ראה מה זה "ניהול תנועה" במילונים אחרים:

מרכז בקרת תנועה- המרכז התפעולי, המספק ניהול מאוחד של זרימות התנועה האולימפית ותיאום עבודת ה-FND "תחבורה", שירותי התחבורה המקומיים ורשויות אכיפת החוק. [המחלקה לשירותים לשוניים של הוועדה המארגנת... מדריך מתרגם טכני

אנגלית סיקור משטרת בהוטן המלכותית ... ויקיפדיה

CUDD- מרכז בקרת תנועה TSUDD בקרת תנועה מרכזית מקור: http://www.logistic.ru/news/2008/4/4/17/108201.html ...

QNX 6 Desktop (Neutrino) מאת ... ויקיפדיה

- (DAAT) (עד 2003 מכללת דונייצק לרכב) מוסד פרטי להשכלה גבוהה. מעביר הכשרה בתחומים והתמחויות: כיוון "הובלה מוטורית". הסמכה מהנדס מכונות ... ... ויקיפדיה

למונח זה יש משמעויות אחרות, ראה סידני (משמעויות). העיר סידני סידני ... ויקיפדיה

האקדמיה לדונייצק לתחבורה בדרכים (DAAT) (עד 2003 מכללת דונייצק לרכב) היא מוסד פרטי להשכלה גבוהה. מעניק הכשרה בתחומים והתמחויות הבאות: כיוון "תחבורה מוטורית" ... ... ויקיפדיה

- (מבוטא dji di ef, רוסית ליט. קבצי נתונים גיאוגרפיים) או פורמט מחלף נתונים גיאוגרפי GDF. בניגוד לפורמטי GIS נפוצים, GDF מספק כללים מפורטים לרישום והצגת נתונים, כמו גם ... ... ויקיפדיה ממצה

אוֹסטְרַלִיָה- (אוסטרליה) היסטוריה של אוסטרליה, סמלים לאומיים של אוסטרליה, תרבות אוסטרליה הרשות המבצעת והמחוקקת של אוסטרליה, האקלים של אוסטרליה, משאבי הטבע וחיות הבר של אוסטרליה, המרכזים הכלכליים העיקריים של אוסטרליה ... ... אנציקלופדיה של המשקיע

UDD- תחבורה לניהול תנועה... מילון קיצורים וקיצורים

ברמת שירותי התנועה, ניהול התנועה הוא מערך של אמצעים הנדסיים וארגוניים ברשת הדרכים הקיימת המבטיח בטיחות ומהירות מספקת של זרימת התנועה והולכי הרגל. בין פעילויות כאלה הוא ניהול תעבורה, אשר, ככלל, פותר משימות צרות יותר. במקרה הכללי, ניהול מובן כהשפעה על אובייקט מסוים על מנת לשפר את תפקודו. לגבי תנועת הכבישים, מושא השליטה הוא תנועה והולכי רגל. סוג ניהול פרטי הוא רגולציה, כלומר. שמירה על פרמטרי תנועה בגבולות שצוינו.

בהתחשב בעובדה שרגולציה היא רק מקרה מיוחד של ניהול תעבורה וארגון, ומטרת השימוש באמצעים טכניים היא ליישם את התוכנית שלה, המונח "אמצעים טכניים לארגון תנועה" או "אמצעים טכניים לבקרת תנועה" הוא בשימוש, התואם את המסמכים הרגולטוריים המקובלים (GOST 23457-86).

במקביל, בשל המסורת המבוססת, הפך גם המונח "תקנה" לנפוץ. כך למשל, בכללי הדרך (SDA), צמתים ומעברי חצייה המצוידים ברמזורים נקראים מוסדרים, בניגוד לאלו שאינם מוסדרים, שבהם אין רמזורים. ישנם גם המונחים "מחזור ויסות", "כיוון מוסדר" וכו'. בספרות המתמחה, צומת המצויד ברמזור מכונה לעתים קרובות "אובייקט רמזור".

מהות ההנהלה היא לחייב נהגים והולכי רגל, לאסור או להמליץ ​​להם על פעולות מסוימות למען הבטחת המהירות והבטיחות. זה מתבצע על ידי הכללת הדרישות הרלוונטיות בכללי התנועה, כמו גם שימוש במערך של אמצעים טכניים ופעולות מנהליות של פקחי משטרת התנועה ואנשים אחרים בעלי סמכויות מתאימות.

מושא השליטה, מכלול של אמצעים טכניים וצוותים של אנשים המעורבים ב תהליך טכנולוגיבקרת תנועה,

יוצרים לולאת בקרה (איור 1). מכיוון שחלק מהפונקציות בלולאת הבקרה מבוצעות לרוב על ידי ציוד אוטומטי, התפתחו המונחים "שליטה אוטומטית" או "מערכות בקרה". אובייקט שליטה.

איור.1. דיאגרמת בלוקים של לולאת הבקרה.

בקרה אוטומטית מתבצעת ללא התערבות אנושית על פי תוכנית קבועה מראש, אוטומטית - בהשתתפות מפעיל אנושי. המפעיל, באמצעות מערכת של אמצעים טכניים כדי לאסוף את המידע הדרוש ולמצוא את הפתרון האופטימלי, יכול להתאים את תוכנית הפעולה של מכשירים אוטומטיים. הן במקרה הראשון והן במקרה השני, ניתן להשתמש במחשבים בתהליך הבקרה. ולבסוף, ישנה שליטה ידנית, כאשר המפעיל, המעריך את מצב התחבורה באופן ויזואלי, מפעיל פעולת בקרה המבוססת על ניסיון ואינטואיציה. לולאת הבקרה האוטומטית יכולה להיות סגורה או פתוחה.

עם לולאה סגורה, יש משוב בין האמצעי לאובייקט הבקרה (זרם תנועה). באופן אוטומטי, זה יכול להתבצע על ידי התקני איסוף מידע מיוחדים - גלאי תחבורה. מידע מוכנס למכשירי אוטומציה, ועל סמך תוצאות עיבודו, מכשירים אלו קובעים את אופן הפעולה של רמזורים או תמרורים שיכולים לשנות את משמעותם בפקודה (תמרורים מבוקרים). תהליך זה נקרא ניהול גמיש או אדפטיבי.

בלולאה פתוחה, כאשר אין משוב, מכשירי בקרת רמזורים - בקרי כביש (DC) מעבירים אותות לפי תוכנית שנקבעה מראש. במקרה זה, מופעלת בקרת תוכנית קפדנית.

באיור 1, מעגל המשוב שסוגר את לולאת הבקרה האוטומטית מוצג בקו מקווקו, תוך התחשבות בכך שחיבור זה עשוי להתקיים או לא. עם שליטה ידנית, משוב קיים תמיד (עקב הערכת חזותית של המפעיל את תנאי הנהיגה), כך שהמעגל שלו באיור 1 מוצג בקו מוצק.

בהתאם למידת הריכוזיות ניתן לשקול שני סוגי ניהול: מקומי ומערכתי. שני הסוגים מיושמים בדרכים שתוארו לעיל.

עם שליטה מקומית, מיתוג האותות מסופק על ידי בקר הממוקם ישירות בצומת. עם בקרי המערכת של צמתים, ככלל, הם מבצעים את הפונקציות של מתרגמי פקודות שמגיעות, ככלל, דרך ערוצי תקשורת מיוחדים ממרכז הבקרה (CP). כאשר הבקרים מנותקים זמנית מה-UE, הם יכולים גם לספק שליטה מקומית. ציוד שנמצא מחוץ למרכז הבקרה נקרא היקפי (רמזור, בקרים, גלאי תחבורה), במרכז הבקרה - מרכזי (ציוד מחשוב, בקרת שיגור, מכשירי טלמכניקה וכו').

בפועל משתמשים במונחים "בקרים מקומיים" ו"בקרי מערכת". לראשונים אין קשר עם ה-UE ועובדים באופן עצמאי, לשני יש חיבור כזה והם מסוגלים ליישם בקרה מקומית ומערכתית.

עם שליטה ידנית מקומית, המפעיל נמצא ישירות בצומת, צופה בתנועת כלי רכב והולכי רגל. עם מערכת אחת, הוא ממוקם בנקודת הבקרה, כלומר. הרחק מאובייקט הבקרה, וכדי לספק לו מידע על תנאי התנועה, ניתן להשתמש במתקני תקשורת ואמצעים מיוחדים להצגת מידע. אלה האחרונים מבוצעים בצורה של מפות זוהרות של עיר או מחוזות - דיאגרמות זיכרון, התקני פלט באמצעות מחשב למידע גרפי ואלפאנומרי על שפופרת קרן קתודית - צגים ומערכות טלוויזיה המאפשרות לך לצפות ישירות באזור הנשלט.

שליטה מקומית משמשת לרוב בצומת נפרד או, כמו שאומרים, מבודד, שאין לו קשר עם צמתים שכנים לא בשליטה או בזרימה. החלפת סימני התנועה בצומת כזו ניתנת על פי תוכנית פרטנית, ללא קשר לתנאי התנועה בצמתים סמוכים, והגעת כלי רכב לצומת זה היא אקראית.

ארגון של שינוי מתואם של אותות בקבוצת צמתים, המתבצע על מנת לצמצם את זמן תנועת כלי הרכב באזור נתון, נקרא בקרה מתואמת (שליטה על פי עקרון "הגל הירוק" (GW)). במקרה זה, ככלל, נעשה שימוש בבקרת מערכת.

כל מכשיר בקרה אוטומטי פועל בהתאם לאלגוריתם מסוים, שהוא תיאור של תהליכי עיבוד המידע ויצירת פעולת הבקרה הדרושה. ביחס לתנועה בכבישים מעובד מידע על פרמטרי תנועה ונקבע אופי השליטה ברמזורים המשפיעים על זרימת התנועה. אלגוריתם הבקרה מיושם טכנית על ידי בקרים המחליפים אותות תעבורה בהתאם לתוכנית שסופקה. במערכות בקרה אוטומטיות המשתמשות במחשב, האלגוריתם לפתרון בעיות בקרה מיושם גם בצורה של סט תוכניות להפעלתו.

UDK 517.977.56, 519.876.5

בקרת תנועה אדפטיבית המבוססת על מערכת של סימולציה מיקרוסקופית של זרימות תנועה

א.ס. גולובקוב,

מהנדס, זוטר חוֹקֵר

ב.א. צארב,

cand. טכנולוגיה. Sci., פרופסור חבר המכון לניהול וטכנולוגיית מידע סניף צ'רפובטס של האוניברסיטה הפוליטכנית הממלכתית של סנט פטרבורג

ההרכב והתכונות של תפקודן של מערכות בקרת תעבורה אוטומטיות מודרניות מתוארים. מוצעת שיטה לבקרת תנועה אדפטיבית המבוססת על חיזוי זרימת תנועה ומודלים של אופטימיזציה של צומתים מהירה. מוצגים המאפיינים של מערכת הדמיה מיקרוסקופית של זרימות תנועה המשמשת במערכת בקרת תנועה אדפטיבית.

מילות מפתח - בקרת תנועה אדפטיבית, אופטימיזציה של בקרת תנועה, הדמיית זרימת תנועה, סימולציה מיקרוסקופית.

מבוא

כיום, ברבים ערים גדולותעומסי תנועה הם בעיה חמורה מאוד. יחד עם זאת, מחקרים מראים שהפוטנציאל של רשתות כבישים קיימות (SRN) רחוק מלהיות מנוצל במלואו. הגדלת קיבולת התנועה של רשת הכבישים יכולה להיות מושגת באמצעות הכנסת מערכות בקרת תעבורה אוטומטיות (ATMS). עם הצגת ASUDD, האינדיקטורים הבאים משתפרים: זמן הנסיעה של כלי רכב (TC) מצטמצם ב-10-15%; מספר תחנות התחבורה הכללית מצטמצם ב-20-40%; צריכת הדלק מופחתת ב-5-15%, כמות הפליטות המזיקות לאטמוספירה מופחתת ב-5-15%; משפר את הבטיחות בדרכים.

ASUDD מודרני

המרכיבים העיקריים של מערכות בקרה אוטומטיות מודרניות, בנוסף לרמזורים ובקרי הרמזורים, הם:

1) גלאי תחבורה (DT), המספקים זיהוי של כלי רכב וספירת מספרם בנסיעה לאורך הנתיבים;

2) מחשב אחד או יותר לעיבוד נתונים עם DT וחישוב אותות בקרה אופטימליים;

3) סט כלי תוכנה המטמיעים אלגוריתמים לזיהוי תחבורה ואופטימיזציה של בקרת התעבורה;

4) אמצעי יידוע נהגי הרכב (לוחות מידע שונים);

5) אמצעי תקשורת וטלקומוניקציה המשמשים לשילוב התוכנה והחומרה של ASUDD למערכת אחת.

סוגים שונים של גלאי הובלה משמשים במערכות בקרה אוטומטיות מודרניות: לולאה (אינדוקציה); אינפרא אדום אקטיבי ופסיבי; מַגנֶטִי; אֲקוּסְטִי; מכ"ם; גלאי וידאו; משולב (בשילובים שונים של גלאי קולי, מכ"ם, אינפרא אדום ווידאו). לכל מנועי הדיזל יש יעילות שונה בתנאי הפעלה שונים. עם זאת, בשל רמת הפיתוח הגבוהה של טכנולוגיית המחשב והטלוויזיה, עדיפים במקרים רבים גלאי וידאו המבוססים על טכנולוגיות עיבוד וניתוח תמונה וכן שילובים של גלאי וידאו עם גלאים מסוגים אחרים.

ב-ASUDD הקיים של יצרנים שונים, נעשה שימוש בשלוש שיטות עיקריות של בקרת זרימת תנועה אדפטיבית בשילובים שונים.

1. שיטת בקרה באמצעות ספריות, המאופיינת בחישוב מראש של מספר תוכניות תיאום והחלפתן על סמך ממוצע הקריאות הנוכחיות של DTs אסטרטגיים על ידי בחירת התוכנית המתאימה מהספרייה.

2. שיטת הבקרה בפועל, המאופיינת בחישוב ראשוני של תכניות תיאום רמזורים, החלפתן לפי לוח השנה וביצוע שינויים בתכניות אלו בהתאם לבקשות תנועה שנרשמו על ידי גלאים מקומיים בכיוונים מסוימים.

3. שיטת בקרה אדפטיבית המאופיינת בחישוב מתמיד של תוכניות תיאום ואופני לוח שנה על בסיס מידע המתקבל מגלאים מקומיים ואסטרטגיים (מסלולים) בזמן אמת.

מתבצע אופטימיזציה של ניהול זרימת התנועה במערכות בקרה אוטומטיות מודרניות שיטות שונות. מערכת האיזון (גרמניה) משתמשת באלגוריתמי אופטימיזציה גנטית. במערכת אוטופיה (הולנד) החישוב מתבסס על פונקציית מחיר הלוקחת בחשבון את זמן ההשהיה, מספר העצירות, דרישות עדיפות ספציפיות והמיקום היחסי של צמתים. במערכת הספקטר (סנט פטרבורג, רוסיה)

נעשה שימוש באלגוריתמים הבאים: חיפוש אחר הפסקות זרימת תנועה; חישוב לפי נוסחת וובסטר; החלפת תוכניות לפי עוצמה. ה-ASUDD המיוצר על ידי OAO Elektromekhanika (פנזה, רוסיה) משתמש בתמיכה האלגוריתמית הבאה: אלגוריתם לחיפוש הפסקה בזרימות התעבורה; חיפוש פער תוך שמירה על משך הזמן הכולל של מחזור התיאום; אלגוריתם להחלפת מצבים מחושבים מראש על ידי נקודות בקרה של עוצמת התנועה; אלגוריתם לחישוב מחדש דינמי של פרמטרי מחזור על בסיס נוסחת וובסטר. ב-ASUDD "Agat" (מינסק, בלארוס) משתמשים באלגוריתמי הבקרה ההיוריסטים הבאים: בחירת תוכנית התיאום לפי מפת הזמן; שלב, בחירת מצב לפי תוכנית התיאום; בחירת תכנית התיאום לפי פרמטרי התנועה בנקודות אופייניות וכו'.

ניהול זרימת תנועה אדפטיבי המבוסס על מודלים לאופטימיזציה של צומתים

מערכת בקרת התנועה שפותחה (איור) מורכבת מנקודה מרכזית אחת ונקודות מקומיות רבות.

■ תרשים של מערכת בקרת תנועה אדפטיבית

control kts, שמספרם מתאים למספר הצמתים המבוקרים במערכת. לכל הנקודות המקומיות יש חיבור דרך ערוצי תקשורת עם נקודת הבקרה המרכזית.

נקודת הבקרה המרכזית מבצעת את הפונקציות של איסוף ועיבוד מידע על עוצמת התנועה של כלי רכב ברשת הדרכים. עיבוד מידע הוא חיזוי של ערכי זרימת תנועה בהתבסס על הנתונים הבאים:

עוצמות נוכחיות של זרימות תנועה;

מהירויות רכב;

מרחקים בין צמתים מבוקרים סמוכים במערכת;

חיזוי מסלולי רכב על בסיס נתונים סטטיסטיים ליום הנוכחי בשבוע ולשעה ביום;

האורכים הנוכחיים של השלבים של חפצי רמזור בצמתים UDS.

הנקודות המקומיות במערכת מבצעות אופטימיזציה ישירה של ניהול תנועה בצמתים המתאימים. כל מרכז בקרה מקומי כולל:

גלאי תחבורה;

מחשב המבצע עיבוד מקדים של נתונים עם DT, במידת הצורך, ואופטימיזציה של בקרת התעבורה;

בקר רמזור המאפשר הגדרה חיצונית של אורכי הפאזה של אובייקט רמזור;

רמזורים.

מוצע להשתמש בגלאי וידאו כ-DT. במקרה זה, האות מהמצלמות נכנס למחשב של מרכז הבקרה המקומי, שם מודול תוכנת העיבוד המקדים מבצע ניתוח תמונת וידאו והערכות של עוצמות זרימת התנועה בכל הנתיבים המבוקרים. יתר על כן, עוצמת זרימות התנועה מועברות לנקודת הבקרה המרכזית.

אופטימיזציה של בקרת התנועה מתבצעת באופן הבא. למחשב יש מודל מיקרוסקופי תוכנה מדויק של הצומת. בעת חישוב אורכי הפאזה האופטימליים למחזור השלב הבא של שליטה על אובייקט רמזור (משך מחזור הפאזה הוא בדרך כלל 2-5 דקות), מתבצעות הפעולות הבאות.

המודל מפרט את עוצמת הקלט של זרימות התנועה במשך 5 הדקות הבאות (תחזית עוצמה מנקודת הבקרה המרכזית) עם דיוק של רכב בודד.

מודול האופטימיזציה משיק ריצות של מודל הצומת עם משך של 5 דקות של זמן דגם, עבור כל ריצה הוא קובע אורכי פאזה חדשים של אובייקט הרמזור של הדגם

ומחשב את הערך של פונקציית המטרה בהתבסס על התוצאות של כל ריצה.

כתוצאה ממחזור אופטימיזציה המורכב ממספר ריצות של המודל, מודול האופטימיזציה מוצא את אורכי השלב האופטימליים של אובייקט הרמזור של הדגם המתאימים לקצה הקיצוני של פונקציית החיפוש האובייקטיבית.

אורכי השלב של אובייקט הרמזור הם וקטור של פרמטרי אופטימיזציה j = (fr f2, f3, f4) (לא יותר מארבעה שלבים מוגדרים בדרך כלל בצומת דרכים). כפונקציה האובייקטיבית F(j) יכולה לשמש כזמן ההמתנה הממוצע למעבר צומת הרכב. במקרה זה, קריטריון האופטימיזציה יהיה זמן ההמתנה הממוצע המינימלי למעבר

min .P(f) = F(^*),

כאשר Ф הוא קבוצת ערכים קבילה של הקואורדינטות של וקטור אורכי הפאזה; j* - וקטור של ערכים אופטימליים של אורכי פאזה. לקבוצת ערכי הקואורדינטות הקבילים של וקטור אורך הפאזה יש את הצורה הבאה:

Ф = (Ф|Tmin< Фi < Tmax.i = 1.-. 4} С r4.

שבו T. ו - בהתאמה, המינימום

והערך המקסימלי של אורך הפאזה.

חישוב הנגזרות של הפונקציה האובייקטיבית במודל הוא בלתי אפשרי, לכן, רק שיטות ישירות יכולות לשמש כשיטות אופטימיזציה. מוצע שימוש בווריאציה מחזורית מתחלפת של אורכי הפאזה של אובייקט רמזור מריצה לריצה עם צעד קבוע לאורך השלב. ניתן להגדיר את אורך שלב שינוי אורך הפאזה ל-2-3 שניות.

תנאי הכרחי לאפשרות ליישם את המערכת המתוארת של בקרת תנועה אדפטיבית הוא נוכחות של מערכת של סימולציה מיקרוסקופית של זרימות תנועה, שמהירותה תהיה מספיקה כדי לייעל את אורכי השלבים של אובייקט רמזור במהלך שלב אחד. מחזור.

מערכת לסימולציה מיקרוסקופית של זרימות תנועה

מחברי המאמר פיתחו מערכת לסימולציה מיקרוסקופית של זרימות תנועה ברשת הרחובות, באמצעותה ניתן לייעל את ניהול התנועה כחלק ממערכת בקרת תנועה אדפטיבית. המאפיין העיקרי של מערכת הסימולציה הוא השימוש בגישה של אירוע דיסקרטי במודלים

בשל כך למערכת יש מהירות גבוהה.

ביצועי המערכת הוערכו בסדרה של ניסויים עם מודלים של צמתים טיפוסיים בודדים. הניסויים בוצעו במחשב עם מעבד Intel Core 2 Quad Q6600 בתדר של כל ליבה של 2.4 גיגה-הרץ (למעשה, בניסויים נעשה שימוש בליבה אחת בלבד, מאחר שהסימולציה מתבצעת בשרשור תוכנית אחד). כתוצאה מכך, סימולציה של זרימת תנועה דרך צומת בודד במשך 45 ימים (3,888,000 שניות) לקחה 2864 שניות של זמן מעבד. לפיכך, העודף של מהירות הסימולציה על פני קצב הזרימה בזמן אמת היה 3,888 000/2864 « » 1358 פעמים, כלומר, במהלך מחזור השלב האמיתי בצומת, מודול האופטימיזציה מסוגל לבצע יותר מ-1300 ריצות של האופטימיזציה לְנַסוֹת.

תכונה של גישת האירועים הדיסקרטיים בדוגמנות היא עצמאותן של תוצאות הסימולציה ממהירות ביצוע המודל, כלומר, אפילו במצב עומס מעבד מלא, הסימולציה תציג תוצאות זהות לחלוטין לתוצאות הביצוע, למשל, במציאות זְמַן.

להיפך, בגישה המערכת-דינמית, כאשר ההדמיה מואצת על ידי הגדלת שלב זמן הדגימה, הדיוק של הסימולציה יורד. הגישה המערכת-דינמית מיישמת את הרוב המכריע של המערכות המודרניות למידול מיקרוסקופי של זרימות תנועה: Aimsun (ספרד), Paramics Modeler (סקוטלנד), DRACULA (בריטניה), TransModeler (ארה"ב), VISSIM (גרמניה). בכל מערכות הסימולציה לעיל, נעשה שימוש בשלב דגימת זמן של 0.1-1.0 שניות.

במודל כביש ותחבורה דינמי מערכתית, שלב סימולציה בזמן השווה ל-1 s מסוגל בהחלט לשלול מהמודל את הלימות. לפיכך, רכב במהירות של 60 קמ"ש נוסע יותר מ-16 מ' ב-1 שניות, כלומר, במהירויות טיפוסיות, רכב דגם ממוקם רק עם דיוק של כ-10 מ'.

במודל המוצע של אירועים דיסקרטיים, דיוק המיקום של אובייקטי מודל נשאר קבוע כמעט בכל מהירות ותלוי בעומק הסיביות בשימוש.

1. ברודסקי ג.ש., אייבזוב א.ר. בקרת תנועה אוטומטית בסביבה העירונית. 2007. מס' 26. ש' 2-3.

משתנים וסוג הפעולות האריתמטיות המבוצעות עליהם. בעת שימוש במספרי נקודה צפה ברמת דיוק כפולה (64 סיביות, 15 ספרות עשרוניות משמעותיות של המנטיסה), דיוק המיקום של רכבי הדגם בדגם האירוע הדיסקרטי בכל עת יהיה לא יותר מ-1 ס"מ.

סיכום

מערכת בקרת התנועה האדפטיבית המוצעת מסוגלת להפגין יעילות גבוהה הודות לאופטימיזציה ממצה של כל צומת בנפרד והתחשבות בזרימות התנועה בין צמתים שכנות בדיוק של כלי רכב בודדים. אם יש זרימת תנועה בצפיפות גבוהה ברשת הכבישים בכל כיוון, הבקרה מותאמת אוטומטית בכל הצמתים הסמוכים עם ארגון של גל ירוק בכיוון זה. יחד עם זאת, כל שאר הכיוונים עם זרימות תנועה בצפיפות נמוכה יותר כפופים אף הם לאופטימיזציה.

אופטימיזציה של השליטה על כל צומת בודד בזמן אמת אפשרית הודות לשימוש במערכת של מודלים מיקרוסקופיים של אירועים דיסקרטיים של זרימות התנועה ברשת הדרכים שפותחו על ידי מחברי המאמר. למערכת מידול זו, עקב השימוש בגישה של אירוע דיסקרטי, יש ביצועים ודיוק גבוהים. בעתיד הקרוב, גרסת ניסיון של מערכת הדוגמנות תהיה זמינה באתר המפתחים.

איכות האופטימיזציה של ניהול התנועה תלויה מאוד בדיוק של חיזוי צפיפות התנועה. במקרה זה, דיוק החיזוי הוא גבוה יותר, ככל שמרווח זמן החיזוי קטן יותר. בעת שימוש בחומרת ביצועים מספקת בצמתים מקומיים, ניתן לבצע חישוב מחדש של האורכים האופטימליים של השלבים של מחזור ויסות אובייקט הרמזור עם תחילת כל שלב הבא. במקרה זה, מרווח זמן החיזוי בשימוש בפועל יקטן למשך שלב אחד, כלומר ל-15-100 שניות, מה שיגדיל את יעילות האופטימיזציה.

2. Brodsky G. S., Rykunov V. V. בואו נלך! ASUDD - ניסיון עולמי וחוש כלכלי // כבישי מיר. 2008. מס' 32. עמ' 36-39.

3. GNPO AGAT. http://www.agat.by (תאריך הגישה:

4. Crowdhury M. A., Sadek A. Fundamentals of Intelligent Transportation System Planning Systems. - בוסטון - לונדון: Artech House, 2005. - 190 עמ'.

5. Kremenets Yu. A., Pechersky M. P., Afanasiev M. B. אמצעים טכניים לארגון התנועה. - מ.: אקדמקניגה, 2005. - 279 עמ'.

6. תוכנת GEVAS: Traffic Control. http://www.gevas.eu/index.php?id=149&L=1 (נגישה ב-16.06.2010).

7. UTOPIA - Peek Traffic. http://www.peektraffic.nl/ page/484 (תאריך גישה: 16.06.2010).

8. CJSC "RIPAS": פיתוח וייצור מערכות אוטומטיות. http://www.ripas.ru (תאריך גישה: 16/06/2010).

9. ASUDD - OJSC Electromechanics. http://www. elmeh.ru/catalog/3/asud (תאריך הגישה:

10. Karpov Yu. G. חיקוי מידול של מערכות. מבוא לדוגמנות עם AnyLogic 5. - סנט פטרסבורג: BHV-Petersburg, 2006. - 400 עמ'.

11. Sovetov B. Ya., Yakovlev S. A. מערכות דוגמנות. - מ.: גבוה יותר. בית ספר, 2001. - 343 עמ'.

12. Nagel K. מיקרוסימולציות מהירות של זרימת תנועה. תזה: אוניברסיטת קלן, 1995. - 202 עמ'.

13. איימסון. תוכנת דוגמנות התחבורה המשולבת. http://www.aimsun.com (נגישה:

14. Quadstone Paramics. פתרונות הדמיית תנועה. http://www.paramics-online.com (נגישה:

15. אתר אינטרנט של תוכנת SATURN. https://saturnsoftware.com co.uk (נגישה ב-20 במאי 2010).

16. תוכנת סימולציית תנועה TransModeler. http://www.caliper.com/transmodeler/ (נגישה:

17. PTV Vision - תכנון תחבורה. http://www.ptv-vision.ru (תאריך גישה: 05/20/2010).

18. חברת "מולן". http://www.mellenom.ru (תאריך גישה: 20.05.2010).

כל אחד מכם צריך להירשם באתר RUNEB (http://www.elibrary.ru) כדי להקצות לו קוד דיגיטלי אינדיבידואלי (במהלך ההרשמה, הקוד מוקצה אוטומטית), הדרוש ליצירת מסד נתונים נכון של RUNEB שמשקף באופן אובייקטיבי מידע על הפעילות המדעית שלך, כמו גם לחישוב אינדקס הציטוטים שלך (RSCI).

"ארגון התנועה ברמת שירותי התנועה הוא מכלול של אמצעים הנדסיים וארגוניים ברשת הדרכים הקיימת המבטיחים את בטיחותם ומהירות מספקת של זרימת התנועה והולכי הרגל. פעילויות אלה כוללות ניהול תנועה, אשר, בהיותו חלק בלתי נפרד מארגון התנועה, פותר ככלל משימות צרות יותר. במקרה הכללי, ניהול מובן כהשפעה על אובייקט מסוים על מנת לשפר את תפקודו. לגבי תנועת הכבישים, מושא השליטה הוא תנועה והולכי רגל. סוג מסוים של בקרת תנועה הוא רגולציה (מהמילה הלטינית regulare - להכפיף לסדר מסוים, כלל, לסדר), כלומר. שמירה על פרמטרי תנועה בגבולות שצוינו.
בהתחשב בעובדה שרגולציה היא רק מקרה מיוחד של ניהול תנועה וארגון, ומטרת השימוש באמצעים טכניים היא ליישם את התוכנית שלה, ספר הלימוד משתמש במונח אמצעים טכניים לארגון תנועה או אמצעים טכניים של בקרת תנועה. זה עולה בקנה אחד עם הטרמינולוגיה המקובלת כיום מסמכים נורמטיבייםושמה של הדיסציפלינה "ארגון התנועה", המשכה ההגיוני הם החומרים המובאים בספר לימוד זה.
במקביל, המונח רגולציה, בשל המסורת המבוססת, הפך לנפוץ. כך למשל, בתקנון הדרך, צמתים ומעברי חצייה המצוידים ברמזורים נקראים מוסדרים, בניגוד לאלו שאינם מוסדרים בהם אין רמזורים. יש גם את המונחים מחזור ויסות, כיוון מוסדר וכו'. בספרות המתמחה, צומת המצויד ברמזורים נקרא אובייקט רמזור. בהתחשב בנסיבות אלו, בספר הלימוד, ביחס לכל מקרה ספציפי, נעשה שימוש במונחים שקיבלו את התפוצה הגדולה ביותר, ולכן המובנים ביותר לקורא.
מהות בקרת התנועה היא לחייב נהגים והולכי רגל, לאסור או להמליץ ​​להם על פעולות מסוימות למען הבטחת המהירות והבטיחות. הוא מתבצע על ידי הכללת הדרישות הרלוונטיות בכללי הדרך, וכן שימוש במערך של אמצעים טכניים ופעולות מנהליות של פקחי שירות סיור הדרכים ואנשים אחרים בעלי סמכויות מתאימות.
אובייקט הבקרה, קבוצה של אמצעים טכניים וצוותים של אנשים המעורבים בתהליך הטכנולוגי של בקרת תנועה יוצרים לולאת בקרה. מכיוון שחלק מהפונקציות בלולאת הבקרה מבוצעות לרוב על ידי ציוד אוטומטי, נעשה שימוש במונחים בקרה אוטומטית או מערכת בקרה.
בקרה אוטומטית מתבצעת ללא התערבות אנושית על פי תוכנית קבועה מראש, אוטומטית - בהשתתפות מפעיל אנושי. המפעיל, באמצעות מערכת של אמצעים טכניים כדי לאסוף את המידע הדרוש ולמצוא את הפתרון האופטימלי, יכול להתאים את תוכנית הפעולה של מכשירים אוטומטיים. הן במקרה הראשון והן במקרה השני, ניתן להשתמש במחשבים בתהליך הבקרה. ולבסוף, ישנה שליטה ידנית, כאשר המפעיל, המעריך את מצב התחבורה באופן ויזואלי, מפעיל פעולת בקרה המבוססת על ניסיון ואינטואיציה. לולאת הבקרה האוטומטית יכולה להיות סגורה או פתוחה.
עם לולאה סגורה, יש משוב בין האמצעי לאובייקט הבקרה (זרם תנועה). באופן אוטומטי, זה יכול להתבצע על ידי התקני איסוף מידע מיוחדים - גלאי תחבורה. מידע מוכנס למכשירי אוטומציה, ועל סמך תוצאות עיבודו, מכשירים אלו קובעים את אופן הפעולה של רמזורים או תמרורים שיכולים לשנות את משמעותם בפקודה (תמרורים מבוקרים). תהליך זה נקרא ניהול גמיש או אדפטיבי.
בלולאה פתוחה, כאשר אין משוב, מכשירי בקרת רמזורים - בקרי כביש (DC) מעבירים אותות לפי תוכנית שנקבעה מראש. במקרה זה, מופעלת בקרת תוכנית קפדנית.
בהתאם למידת הריכוזיות ניתן לשקול שני סוגי ניהול: מקומי ומערכתי. שני הסוגים מיושמים בדרכים שתוארו לעיל.
עם שליטה מקומית, מיתוג האותות מסופק על ידי בקר הממוקם ישירות בצומת. עם בקרי המערכת של צמתים, ככלל, הם מבצעים את הפונקציות של מתרגמי פקודות המתקבלות באמצעות ערוצי תקשורת מיוחדים ממרכז הבקרה (CP). כאשר הבקרים מנותקים זמנית מה-UE, הם יכולים גם לספק שליטה מקומית. ציוד שנמצא מחוץ למרכז הבקרה נקרא היקפי (רמזור, בקרים, גלאי רכב), במרכז הבקרה - מרכזי (ציוד מחשוב, בקרת שיגור, מכשירי טלמכניקה וכו').
בפועל, המונחים בהם משתמשים הם בקרים מקומיים ובקרי מערכת. לראשונים אין קשר עם ה-UE ועובדים באופן עצמאי, לשני יש חיבור כזה והם מסוגלים ליישם בקרה מקומית ומערכתית.
עם שליטה ידנית מקומית, המפעיל נמצא ישירות בצומת, צופה בתנועת כלי רכב והולכי רגל. עם המערכת היא ממוקמת במרכז הבקרה, כלומר רחוק מאובייקט הבקרה, וכדי לספק לו מידע על תנאי התנועה, ניתן להשתמש במתקני תקשורת ואמצעים מיוחדים להצגת מידע. אלה האחרונים מבוצעים בצורה של מפות זוהרות של העיר או אזוריה - דיאגרמות זיכרון, התקני פלט באמצעות מחשב למידע גרפי ואלפאנומרי על שפופרת קרן קתודית - צגים ומערכות טלוויזיה המאפשרות לך לפקח ישירות על האזור הנשלט.
שליטה מקומית מיושמת לרוב בצומת נפרד או, כמו שאומרים, מבודד, שאין לו קשר עם צמתים שכנים לא בשליטה ולא בזרימה. החלפת סימני התנועה בצומת כזו ניתנת על פי תוכנית פרטנית, ללא קשר לתנאי התנועה בצמתים סמוכים, והגעת כלי רכב לצומת זה היא אקראית.
ארגון של שינוי מתואם של אותות בקבוצת צמתים, המתבצע על מנת לצמצם את זמן תנועת כלי הרכב באזור נתון, נקרא בקרה מתואמת (שליטה על פי עקרון "הגל הירוק" - ZV). במקרה זה, ככלל, נעשה שימוש בבקרת מערכת.
כל מכשיר בקרה אוטומטי פועל בהתאם לאלגוריתם מסוים, שהוא תיאור של תהליכי עיבוד המידע ויצירת פעולת הבקרה הדרושה. ביחס לתנועה בכבישים מעובד מידע על פרמטרי תנועה ונקבע אופי השליטה ברמזורים המשפיעים על זרימת התנועה. אלגוריתם הבקרה מיושם טכנית על ידי בקרים המחליפים אותות תעבורה בהתאם לתוכנית שסופקה. במערכות בקרה אוטומטיות המשתמשות במחשב, האלגוריתם לפתרון בעיות בקרה מיושם גם בצורה של סט תוכניות להפעלתו.