В этой серии статей подробно рассматриваются адаптивные системы управления дорожным движением (ATCS). В этой статье основное внимание уделяется основам ATCS, почему мы используем ATCS и требованиям к такой системе.

Что такое АТКС?

Адаптивные системы управления трафиком (ATCS) изменяют планы синхронизации сигналов в режиме реального времени в зависимости от текущих условий трафика, спроса и пропускной способности системы. Как правило, ATCS включает в себя алгоритмы, которые изменяют разделение сигнала, смещение, длину фазы и последовательность фаз, чтобы уменьшить задержку и количество остановок. Система требует серьезного наблюдения и инфраструктуры связи, которая позволяет поддерживать связь с центральными и локальными контроллерами (Стеванович, 2010).

Когда использовать ATCS?

Согласно FHWA (2012 г.), ATCS наиболее подходят для магистралей с сильно изменчивым или непредсказуемым трафиком, который требует нескольких решений по синхронизации сигналов в течение типичного периода времени суток.

Как работает АТКС?

ATCS могут обновлять последовательность и продолжительность зеленого сигнала светофора, используя данные датчиков для оптимизации транспортного потока, тем самым повышая качество обслуживания пассажиров. Сначала датчики дорожного движения собирают данные. После оценки данных трафика разрабатываются улучшения синхронизации сигналов. Технология адаптивного управления сигналом, наконец, включает обновления синхронизации сигнала. Процедура повторяется каждые несколько минут для поддержания потока трафика. Традиционное изменение синхронизации сигнала может повторяться только каждые три-пять лет.

Зачем использовать ATCS?

Традиционная процедура синхронизации сигнала занимает много времени и требует значительного объема собранных вручную данных о трафике. Традиционные планы синхронизации сигналов не могут учитывать переменные и неустойчивые требования к трафику. Это приводит к разочарованию водителей, чрезмерному расходу топлива, более длительным задержкам и снижению безопасности. С помощью ATCS информация о дорожном движении собирается непрерывно, а синхронизация сигналов обновляется в режиме реального времени. Многочисленные исследования показали, что адаптивное управление сигналом улучшает средние показатели производительности, такие как время в пути и задержка, а также другие показатели, такие как выбросы и расход топлива, по крайней мере на 10%. В системах с чрезвычайно устаревшей синхронизацией сигнала и условиями насыщения улучшение может достигать 50%.

Системные Требования

Обнаружение

ATCS в значительной степени зависит от своей способности обнаруживать трафик либо для управления локальным перекрестком, либо для корректировки плана синхронизации в масштабах всей сети. Системы ATCS в значительной степени зависят от количества и качества данных о дорожном движении, поступающих от детекторов. Неисправные или плохо установленные датчики могут снизить эффективность работы АТКС (Стеванович, 2010). Исторически сложилось так, что технология обнаружения ATCS в основном основывалась на индуктивных петлях. В последние годы видеообнаружение стало экономичной и надежной альтернативой индуктивным петлям.

Аппаратное обеспечение

Согласно FDOT (2016), совместимость контроллера системы ATCS является решающим фактором при выборе ATCS. При внедрении новой системы затраты на покупку новых контроллеров могут быть значительными, и требуется время, чтобы обучить выездных специалистов навыкам работы с новыми контроллерами или микропрограммами. Хотя некоторые системы утверждают, что они совместимы с различными контроллерами и версиями микропрограмм, многие агентства сталкиваются с трудностями при внедрении систем на контроллерах, не рекомендованных поставщиком. Некоторые системы, такие как InSync и ACS Lite, не зависят от контроллера, и многие агентства считают эту функцию полезной для упрощения перехода на ATCS.

Программное обеспечение

Еще одним важным аспектом операций ATCS является удобство использования программного обеспечения ATCS. Одной из основных функций программного обеспечения ATCS является сообщение о неисправностях и выполнение дополнительной диагностики его аппаратных и программных компонентов. Как правило, графические пользовательские интерфейсы ATCS предоставляют полный набор команд оператора и функций мониторинга. Требования к текущей фазе, занятость детекторов, текущее время цикла, режим работы, текущая фаза и прошедшее время фазы являются примерами данных, которые обычно отображаются для мониторинга операций на перекрестке. Рабочие параметры трафика, которые помогают операторам ATCS отслеживать качество выполняемых планов синхронизации сигналов и динамические изменения условий трафика, также являются важными параметрами, требующими контроля. К ним относятся пропускная способность, скорость, остановки и задержка (Стеванович, 2010).

Коммуникации

Взаимосвязь сигналов в архитектуре сети ATCS является основным фактором, определяющим важность и стоимость связи, необходимой для обеспечения надежной работы ATCS. Контроллер перекрестка отвечает за управление в распределенных системах, и канал связи требуется только между такими контроллерами. Поскольку нет центральной системы, требующей надежного соединения с контроллерами, жизнеспособными альтернативами являются недорогие технологии связи, такие как беспроводные системы. В централизованных системах команды управления в реальном времени передаются с центрального компьютера на локальный перекресток, направляя действия отдельных диспетчеров. Эти системы основаны на надежных коммуникационных сетях, таких как медный провод со скрученными парами и оптоволоконный кабель (Стеванович, 2010).

Рекомендации

  1. Стеванович, А. (2010). Адаптивные системы управления дорожным движением: отечественный и зарубежный опыт. https://doi.org/10.17226/14364.
  2. Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) (2012 г.). Технологии адаптивного управления сигналами. Получено с https://www.fhwa.dot.gov/innovation/everydaycounts/edc-1/pdf/asct_brochure.pdf.
  3. Департамент транспорта Флориды (FDOT) (2016 г.). Усовершенствованная технология управления сигналом. Получено с https://www.fdot.gov/docs/default-source/traffic/its/arterialmanagement/FDOT_ATCS.pdf.
  4. Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) (2018 г.). Адаптивное управление сигналом. Получено с https://www.fhwa.dot.gov/publications/research/randt/evaluations/17007/17007.pdf

Следующая статья из этой серии посвящена принципу работы различных ATCS. Следите за обновлениями!

Спасибо за чтение! Я надеюсь, что эта статья была полезной. Следуйте за мной, чтобы узнать больше о кодировании, машинном обучении и управлении трафиком. Если у вас есть какие-либо сомнения или вам нужны дополнительные разъяснения, оставьте комментарий ниже или свяжитесь со мной в LinkedIn.