Автоматизированная система управления дорожным движением

ЕВРАЗИЙСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ                              Л.Н. ГУМИЛЕВА

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

 

Выполнил:______________________

Проверил:______________________

 

 

 

 

 

 

 

Астана, 2012г.

Автоматизированная  система управления дорожным движением

Автоматизированная система  управления дорожным движением (АСУ  ДД) - это комплекс программно-технических  средств и мероприятий, направленных на обеспечение безопасности движения, улучшение параметров УДС, снижение транспортных задержек и улучшение  экологической обстановки. 

Программно-системный  комплекс системы обеспечивает управление движением транспортных средств  и пешеходных потоков на дорожной сети городов или магистрали путем  реализации следующих основных технологических  алгоритмов:

• ручное управление светофорной сигнализацией через выносной пульт управления при необходимости оперативного вмешательства в процесс дорожного движения - режимы вызова фазы, "желтого мигания", отключения светофоров;
• ручное управление светофорной сигнализацией через выносной пульт управления при необходимости оперативного вмешательства в процесс дорожного движения - режим "зеленой улицы" для предоставления приоритетов в пересечении перекрестков специальному транспорту по заданному или произвольному маршруту;
• диспетчерское управление светофорной сигнализацией из центрального управляющего пункта (ЦУП) при необходимости оперативного вмешательства в процесс дорожного движения - режимы вызова фазы, "желтого мигания", отключения светофоров;
• диспетчерское управление светофорной сигнализацией из ЦУПа при необходимости оперативного вмешательства в процесс дорожного движения - режим "зеленой улицы";
• автоматическое включение режима "зеленой улицы";
• резервное жесткое координированное управление по командам ЦУПа по заранее заданным программам координации (ПК), выбор ПК по запросу оператора, по времени суток;
• гибкое координированное управление по параметрам транспортных потоков, получаемых от детекторов транспорта (ДТ) с учетом реальной транспортной ситуации;
• местное гибкое управление по параметрам транспортных потоков, получаемых от детекторов транспорта;
• местное жесткое управление по резервной программе.

 

 

Основным режимом работы АСУ ДД, который позволяет уменьшить  время нахождения в пути пассажиров и грузов, снизить отрицательное  влияние транспортных средств (ТС) на экологию, повысить общий уровень  безопасности движения, является режим  координированного управления дорожным движением (КУ).

Принцип координации заключается  в согласовании работы светофорных  объектов магистрали, в целях обеспечения  пропуска транспортных средств с  минимальными задержками по ней. При  реализации этого принципа ТС следуют  по маршруту координации как бы по расписанию, прибывая к очередному перекрестку в тот момент, когда  на нем в данном направлении движения включается разрешающий сигнал.

Системы АСУ ДД, созданные  Институтом системотехники, были внедрены практически во всех крупных городах  бывшего Советского Союза. За последние  годы разработана документация для  строительства и модернизации АСУ  ДД в Екатеринбурге, Белгороде, Казани, Салехарде, Новоуральске, Сургуте и  других городах. Внедрение систем АСУ  ДД в этих городах показывает, что  работы по строительству светофорных  объектов рационально вести одновременно с реконструкцией городских магистралей  или их элементов.

Анализ функционирования транспортной системы при внедрении  АСУ ДД по проектам Института этих и других городах показывает следующую  эффективность организации дорожного  движения:

• сокращение на 30-50% транспортных задержек у перекрестков, за счет оптимизации режимов работы светофорной сигнализации;
• повышение на 10-15% средней скорости движения ТС на перегонах между перекрестками за счет уменьшения длины очередей, ожидающих разрешающего сигнала светофора;
• cокращение на 10-20% времени проезда по УДС;
• увеличение на 15-25% транспортной работы;
• улучшение на 20-25% санитарного состояния воздушного бассейна города вследствие уменьшения его загрязнения отработавшими газами двигателей (за счет сокращения остановок ТС, повышения средней скорости движения).

 

 

Структура АСУ  ДД

 

 

Средства создаваемой  системы АСУ ДД обеспечивают:

• поэтапное наращивание технологических функций системы управления и количества регулируемых перекрестков, охватываемых системой;
• автоматический контроль за функционированием системы и состоянием ее технически средств;
• исключение возможности возникновения конфликтных ситуаций на перекрестках;
• удобство обслуживания и эксплуатации технических средств регулирования за счет наличия в составе системы сервисных средств и статистической информации о работе оборудования.

На базе средств  АСУД в городах возможно также  создание следующих систем:

• система экологического контроля;
• противоугонной системы контроля автомобильного транспорта;
• телевизионных систем контроля за дорожным движением.

Система экологического контроля, которая может быть создана  путем дополнения АСУД специальными датчиками и позволит решать следующие  задачи:

• автоматический сбор, обработку, передачу в центр информации об уровне загазованности воз духа в жилых массивах, на городских магистралях и в промышленных зонах;
• своевременное предупреждение об аварийных выбросах; анализ информации о состоянии городского воздушного бассейна и отображение ее на мониторе ПЭВМ;
• оперативное принятие решений, выдачу рекомендаций и принятие мер по снижению уровня загазованности.

Ориентировочная стоимость  разработки ПСД на создание и развитие АСУ ДД составляет 300-700 тыс. руб. для  десяти светофорных объектов. В зависимости  от их категории сложности сроки  проектирования АСУ ДД составляют 3-8 месяцев в зависимости от задач  и размера объекта систем проектируемой  системы в один или несколько  этапов. 
Быстрое развитие методов и средств автоматизированного управления дорожным движением обусловлено интенсивным ростом городских перевозок. В нашей стране данная тенденция особенно проявила себя в последние четыре десятилетия. Это связано прежде всего с тем, что разработка и производство средств автоматизированного управления дорожным движением (АСУД) были поставлены на промышленную основу. В 60-х годах было начато широкое оснащение городов техническими средствами и АСУД. Создание и внедрение АСУД осуществляется в соответствии с государственными программами по науке и технике. За 30 лет объём выпуска данных средств возрос более чем в 30 раз. В настоящее время в большинстве средних и крупных городов функционируют АСУД. Большое внимание уделяется унификации технических и программных средств. 
 
Внедрение АСУД, как правило, обеспечивает быструю экономическую отдачу и положительно влияет на безопасность движения. Эффект от внедрения этих средств за счёт сокращения задержек транспорта и уменьшения количества расходуемого на передвижение бензина составляет в среднем 30 %. 
 
Количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП) на перекрёстках, оснащённых современными средствами управления, на 10 –15 % ниже, чем на нерегулируемых. 
 
Постоянное усложнение дорожно-транспортных условий требует непрерывного совершенствования методов и средств управления движением. Если проанализировать динамику развития АСУД, то можно выделить четыре основных этапа. 
 
На первом этапе разрабатывались локальные средства регулирования движения, заменяющие постовых милиционеров для изолированных перекрёстков. Были созданы установки для жёсткого регулирования движения, гибкого управления в зависимости от параметров транспортных потоков, устройства вызывного действия, обеспечивающие безопасный переход пешеходов через улицу. Все эти приспособления существенно повысили надёжность регулирования движения, позволили уменьшить количество инспекторов ГИБДД, регулировщиков движения транспорта. В определённой мере они обеспечили и повышение эффективности функционирования транспортных потоков. Например, применение установок гибкого регулирования снижает задержки транспорта по сравнению с жёстким на 10 – 20 %. 
 
На втором этапе были созданы методы и средства жёсткого координированного управления транспортными потоками на отдельных магистралях или на небольших участках дорожных сетей. Были разработаны телемеханические системы координированного управления. Данные системы, обеспечивая работу светофорной сигнализации в режиме «зелёная волна», позволили основной массе транспорта проходить несколько перекрёстков подряд без остановок. При внедрении подобных систем резко возрастает средняя скорость движения транспорта, уменьшается количество задержек перед перекрёстками. Движение транспорта становится более упорядоченным, выравниваются в определённой степени скорости автомобилей, что способствует повышению безопасности движения. 
 
Третий этап характерен созданием крупных АСУД, осуществляющих адаптивное управление транспортными потоками на больших городских территориях. Данные системы, обладая развитым информационно-измерительным и управляющим вычислительным комплексом, осуществляют непрерывный контроль параметров транспорта и автоматическую оптимизацию управления транспортными потоками на всей территории. Важным преимуществом АСУД является высокая адаптируемость к условиям дорожного движения на основе накопления и автоматической обработки данных по транспортным потокам. Существенной является и возможность автоматического безостановочного пропуска по дорожной сети специальных автомобилей. Отмеченные преимущества, а также автоматический контроль работы светофорных объектов обеспечили широкое распространение данных систем в крупных городах. 
 
На четвёртом этапе были созданы АСУД на базе персональных электронно-вычислительных машин (ПЭВМ) и микропроцессорной техники. Эти системы в несколько раз расширили перечень функций и решаемых задач, а также сократили затраты на их обслуживание за счёт большей интеграции. В настоящее время в нашей стране АСУД на базе ПЭВМ функционируют в 30 городах. 
 
Широкое внедрение средств и систем автоматизированного управления дорожным движением осуществляется и в зарубежных странах. Ведущие фирмы по этому направлению – «Мацусита» (Япония), «Сименс» (ФРГ), «Плесси» (Англия), «ТРТ» (Франция), «ПИК ТРЭФФИК» (США) – обеспечивают разработку и внедрение АСУД. Следует подчеркнуть, что при общности основных концепций построения и развития данных средств и систем отечественные разработки различаются тактико-техническими данными, конструктивным исполнением и схемной реализацией. 
 
Постоянное совершенствование методов и средств автоматизации управления дорожным движением требует развития служб эксплуатации. В состав службы АСУД с применением ПЭВМ должны входить специалисты со средним техническим и высшим образованием. Их подготовка должна иметь многосторонний комплексный характер. Обслуживание систем требует знаний в области измерительной техники, логических устройств, систем кодирования и передачи информации компьютеров. В то же время специалисты должны владеть элементами организации движения, знать свойства транспортных потоков, быть знакомыми с основами строительного и монтажного дела. 
 
Современная АСУД – это комплекс строительных сооружений, кабельных проводок, сложнейших электронных и логических схем и сети компьютеров. 
 
В данной книге делается попытка обобщить и систематизировать материал и опыт разработки и создания АСУД на базе ПЭВМ и микропроцессорной техники. 
 
Изложенный в книге материал рассчитан на студентов специальностей «Организация и безопасность дорожного движения» и специалистов в области проектирования и эксплуатации АСУД.

Эффективность функционирования городского хозяйства зависит от своевременности, полноты и достоверности  получаемой информации с различных  участков города и выдачи на них  управляющих воздействий. Поэтому  представляется целесообразным на базе АСУД создавать региональные системы  оперативного реагирования. Такое решение  возможно потому, что АСУД имеет  около 60% резерва по передаче потоков  информации. 
 
Основное назначение региональной системы оперативного реагирования заключается в получении в реальном масштабе времени информации об оперативной обстановке на дорогах города, своевременном реагировании на изменение в обстановке непосредственно или через административные органы. 
 
В состав системы при полном развитии могут входить: 

•  
  АСУ дорожным движением – АСУД;
•  
  система автоматического контроля местонахождения специальных автомобилей – патрульных, скорой помощи и др.;
•  
  система оперативного контроля загрязнённости воздушной среды – система «ЭКО»;
•  
  система предупреждения факторов посягательства на имущество и жизнь граждан – система «ПОСТ»;
•  
  система анализа условий движения транспортных потоков – АСУД ТП.

 
Все перечисленные системы создаются  на основе существующих в городе каналов  приёма передачи дискретной информации с перекрёстков в центральный  управляющий пункт АСУД, где происходит её разделение по функциональным компьютерам. 
 
АСУД дорожным движением. АСУД предназначена для управления транспортными и пешеходными потоками на дорожно-транспортной сети.  
 
Задачи, решаемые системой:

•  
  сбор информации о параметрах транспортных потоков и режимах функционирования технических средств системы; 
•  
  обработка статистической информации по параметрам транспортных потоков и информации для расчёта оптимальных схем организации движения, циклов, распределения и длительностей фаз, расчёта ПК; 
•  
  обработка статистических данных по режимам функционирования технических средств системы и ведение базы данных по расстановке оборудования на дорожной сети (знаков, дорожных ограждений); 
•  
  управление светофорной сигнализацией. 

Список литературы

 
1. Брайловский Н. О., Грановский Б. И. Управление движением транспортных средств. -М.: Транспорт, 1975. 
 
2. Дрю Д. Теория транспортных потоков и управление ими. -М.: Транспорт, 1972. 
 
3. Иносэ Х., Хамада Т. Управление дорожным движением. / Под ред. М. Я. Блинкина: Пер. с англ. -М.: Транспорт, 1983. 
 
4. Капитанов В. Т., Хилажев Е. Б. Управление транспортными потоками в городах.-М.: Транспорт, 1985. 
 
5. Кременец Ю. А. Технические средства регулирования дорожным движением.-М.: Транспорт, 1995. 
 
6. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. -М.: Наука, 1970. 
 
7. Батущев В. А., Вениаминов В. Н., Ковалёв В. Г. и др. Микросхемы и их применение. -М.: Радио и связь,1984. 
 
8. Печерский М. П., Хорович Б. Г. Автоматизированные системы управления дорожным движением в городах. -М.: Транспорт, 1979. 
 
9. Хилажев Е. Б., Соколовский В. С., Гурулёв В. М., Зайденберг Я. И. Системы и средства автоматизированного управления дорожным движением в городах. -М.: Транспорт, 1984. 
 
10. Хилажев Е. Б., Кондратьев В. Д. Микропроцессорная техника в управлении транспортными потоками. -М.: Транспорт, 1987.