Адаптивное управление

Адаптивным называется такой способ управления светофорным объектом, при котором параметры светофорного цикла изменяются в зависимости от величин транспортных запросов по конфликтным направлениям.

Внедрение адаптивного управления позволяет существенно улучшить транспортную ситуацию, приблизив реальную пропускную способность дорог к ее теоретическому максимуму, и получить значительный экономический, социальный и экологический эффект (рис. 1).

Адаптивное управление базируется на сборе данных о транспортных потоках, который может осуществляться как в режиме реального времени, так и заранее.

Задачи и алгоритмы адаптивного управления меняются в зависимости от совокупной характеристики транспортных запросов на контролируемом пересечении, называемой показателем насыщенности. Показатель насыщенности характеризует теоретическую возможность безостановочного пропуска транспортных средств через рассматриваемый перекресток и численно равен сумме отношений интенсивностей движения к потокам насыщения на конфликтных направлениях.

Очевидно, что, если показатель насыщения больше 1, то суммарный транспортный запрос по по конфликтным направлениям пересечения превышает сумму потоков насыщения транспортных полос, обслуживающих эти направления. В таком случае пропустить весь подъезжающий транспорт за 1 цикл теоретически невозможно, и задачей адаптивного управления является уменьшение очередей, то есть снижение суммарной комплексной задержки. Если же показатель насыщения меньше единицы, то задача адаптивного управления – предотвратить очереди, то есть добиться максимального приближения к безостановочному движению.

Возможны различные технологии адаптивного управления:

  • адаптивное статистическое управление, заключающееся в частой смене фазовых таблиц по календарному расписанию (как правило, от 8 до 150 раз в неделю). Календарное расписание составляется с учетом экспертных и статистических данных о транспортных запросах;
  • адаптивное стратегическое управление заключающееся в смене оптимизированных фазовых таблиц (как правило, от 18 до 150 в неделю) по сигналам стратегических детекторов, фиксирующих транспортную картину на макро- уровне;
  • адаптивное координированное управление, обеспечивающее, дополнительно к предыдущему уровню, изменение оптимизированных таблиц внутри цикла, в соответствии с показаниями локальных детекторов, но с сохранением частичной координации с соседними перекрестками (иллюстрируется рис. 2);
  • адаптивное заторовое управление, обеспечивающее независимое функционирование каждого перекрестка с реализацией максимальной пропускной способности, за счет смены фазовых  таблиц, заранее оптимизированных по критерию минимальной задержки, и загружаемых в соответствии с показаниями локальных детекторов.

Выбор режима работы светофора, характеризуемого фазовой таблицей (далее ФТ) и последующая загрузка его в контроллер при адаптивном управлении производится следующими тремя способами:

1. Адаптивное статистическое управление:

  • проведение оптимизационного  расчета пакета ФТ на основании имеющейся совокупности транспортных данных;
  • составление библиотеки расписаний ФТ для каждого контроллера;
  • загрузка расписания ФТ производится в календарном пакете, со сменой контроллером автоматически по времени.

2. Адаптивное координированное управление:

  • проведение оптимизационного расчета базовых ФТ в актуализируемом форматето есть с определением оптимальных максимумов и разрешенных минимумов длин «зеленых» сигналов, на основании имеющейся совокупности транспортных данных;
  • составление библиотеки расписаний ФТ для каждого контроллера, с выбором ФТ, наилучших по критерию минимальной комплексной задержки;
  • загрузка расписания ФТ производится в календарном пакете, со сменой контроллером автоматически по времени;
  • изменение в  каждом  цикле  фактического  время  реализации  той  или  иной  фазы контроллером, на основании сигнала от соответствующего [тактического] ДТ. Иными словами, время фазы продлевается до максимально допустимого при наличии сигнала ДТ, и сокращается до минимально допустимого при его отсутствии.

3. Центральное адаптивное управление:

  • оптимизационный расчет и формирование расписания ФТ производится так же, как и в случае использования  способа 1;
  • формируется адаптивная библиотека ФТ, и она классифицируется по признаку сочетания транспортных запросов;
  • идентифицируется текущее сочетание транспортных запросов и соответствующая ему ФТ;
  • производится загрузка ФТ, идентифицированной по п.3 в контроллер. Эта ФТ работает до окончания текущего интервала базового календарного расписания, либо до поступления следующей ФТ.

Реализация такого управления требует надежности связи между центром и контроллерами. В условиях России достичь максимального эффекта наиболее экономичным способом позволяет такая организация управления светофорным движением, при которой:

  • 100% пересечений работают в режиме квазиадаптивного календарного управления, вне зависимости от того, связаны они с центральным командным пунтком или нет (Способ 1);
  • Наибольшее возможное количество пересечений подключено к центральному командному пункту, и возможна реализация центрального адаптивного управления (Способ 3);
  • До 20-30% пересечений имеют системы локального адаптивного координированного управления (Способ 2).

ArteryLite обслуживает все рабочие процессы адаптивного управления.

  Рис. 1. Годовые эффекты от внедрения адаптивного управления на рядовом четырехстороннем пересечении с двухполосным движением.

  Рис. 2. Реагирование на изменение транспортных запросов в системах адаптивного координированного управления.

 

Возможность ознакомиться с более подробной информацией доступна для зарегистрированных пользователей

эффективность адаптивного управления в России и за рубежом

– адаптивное управление дорожным движением

– локальное адаптивное управление светофорными объектами

– пример организации адаптивного управления и информационного обеспечения на перекрестке