Бағдаршамды басқару және үйлестіру - Traffic light control and coordination

Ұлыбританияда бағдаршаммен басқарылатын жол көліктері мен жаяу жүргіншілерге арналған түйіспе. Көлік пен жаяу жүргіншілердің әртүрлі қозғалысы уақыт пен кеңістікте қауіпсіздік пен тиімділік үшін бөлінеді.

Қалыпты функциясы бағдаршам трафик пен жаяу жүргіншілердің мүмкіндігінше тегіс және қауіпсіз қозғалуын қамтамасыз ету үшін шамалы бақылау мен үйлестіруді қажет етеді. Мұны орындау үшін әр түрлі басқару жүйелері қолданылады, қарапайым сағаттық механизмдерден бастап, қиылысуды пайдаланатын адамдарға дейін кідірісті азайту үшін өздігінен реттелетін күрделі компьютерленген басқару және үйлестіру жүйелеріне дейін.

Тарих

Бағдаршамдарды басқарудың алғашқы автоматтандырылған жүйесін өнертапқыштар Леонард Касциато және Йозеф Кейтс және қолданылған Торонто 1954 ж.[1][2][3]

Фазалар мен кезеңдер

Бұл торапта автомобильдің үш фазасы (A, B және C) және жаяу жүргіншілер фазасы (D) бар. Фазалар үш кезеңде бірге жұмыс істейді (1, 2 және 3). Қозғалмалы фазалар жасыл түспен, ал тоқтаған фазалар қызыл түспен көрсетілген.

Трафик контроллері фазалар, бұл біріктірілген қозғалыс бағыттары.[4][5] Мысалы, қарапайым Т-түйіспесінде автомобильдің қозғалуының үш фазасы болуы мүмкін, түйісудің әр қолына бір. Жаяу жүргіншілер, велосипедшілер, автобус жолдары немесе трамвай жолдары сияқты басқа қозғалыстар үшін қосымша фазалар болуы мүмкін.

A кезең бір уақытта қозғалатын қайшылықсыз фазалар тобы. [6]

Австралия мен Жаңа Зеландияда терминология әр түрлі. «Фаза» - бұл қозғалыс жиынтығы жасыл сигнал алатын уақыт кезеңі, бұл Ұлыбритания мен АҚШ-тағы «кезең» ұғымына тең. Бағдаршам реттегішінен шығатын бір электр қуаты «сигнал тобы» деп аталады - бұл Ұлыбритания мен АҚШ-тың «фаза» ұғымына ұқсас.

Қозғалысты басқаратын жүйелер

Бағдаршам әдетте a арқылы басқарылады контроллер шкафтың ішіне орнатылған.[7] Кейбір электр-механикалық контроллерлер әлі қолданылуда (Нью-Йорк қаласы 1998 жылға қарай 4800 болған, дегенмен сигнал контроллері қораптарының таралуына байланысты олардың саны аз[8]). Алайда, қазіргі заманғы трафик контроллері қатты күйде. Шкафта электр қуатын бөлу үшін шкафта әдетте қуат панелі болады; қосылуға арналған детектор интерфейс панелі цикл детекторлары және басқа детекторлар; детектор күшейткіштері; контроллердің өзі; жанжалды бақылау блогы; флэш беру реле; полицияға сигналды өшіруге мүмкіндік беретін полиция тобы; және басқа компоненттер.[7]

Компьютерленген трафикті басқару қорабы

Америка Құрама Штаттарында контроллерлер стандартталған ҰБА, ол коннекторлардың стандарттарын, жұмыс шектерін және аралықтарын белгілейді.[7] TS-1 стандарты 1976 жылы қатты денелік контроллерлердің бірінші буыны үшін енгізілді.[9]

Қатты күйдегі контроллерлерден тәуелсіз болуы керек қақтығыстарды бақылау блогы Қамтамасыз етеді (CMU) қауіпсіз жұмыс. CMU контроллердің шығуын бақылайды, егер ақаулық анықталса, CMU флэш беріліс релесін қиылысты қою үшін пайдаланады ФЛАШ, сигналдардың ықтимал қауіпті тіркесімін көрсетуден гөрі барлық қызыл шамдар жыпылықтайды. CMU шамдардың рұқсат етілген тіркесімдерімен бағдарламаланған және контроллер қарама-қайшы бағыттарды, мысалы, жасыл сигнал бергенін анықтайды.

1990 жылдардың аяғында ұлттық стандарттау әрекеті Жетілдірілген тасымалдау контроллері (ATC) АҚШ-та қабылданды Көлік инженерлері институты.[9] Жоба бағдаршам контроллері үшін бірыңғай ұлттық стандартты жасауға тырысады. Стандарттау бойынша күш-жігер Ұлттық бөліктің бір бөлігі болып табылады Ақылды тасымалдау жүйесі бастап, автомобиль жолдарының түрлі төлемдерімен қаржыландырылатын бағдарлама ISTEA 1991 ж., содан кейін TEA-21 және одан кейінгі заң жобалары. Контроллерлер көмегімен байланысады ITS хаттамасына арналған ұлттық көлік коммуникациясы (NTCIP ), негізінде Интернет хаттамасы, ISO / OSI, және ASN.1.[9]

Аккумулятордың резервтік көшірмесі жоғарғы бөлігінде трафикті басқарушы шкафтан бөлек шкафта орнатылған.

Бағдаршамдар сахнаны ауыстыру кезінде нұсқау берілуі керек және олар әдетте сахна өзгерістері жақын маңдағы басқа сигналдарға немесе жаяу жүргіншілер батырмасының басылуына немесе таймердің немесе басқа да бірқатар кірістердің әсеріне байланысты болатындай етіп үйлестіріледі.

Батареяның сақтық көшірмесі

Электр қуатының үзілуіне ұшырайтын жерлерде трафикті басқару жүйесіне аккумулятордың резервтік көшірмесін қосу автокөлік жүргізушілері мен жаяу жүргіншілердің қауіпсіздігін арттыра алады. Бұрын үлкен сыйымдылық үздіксіз қуат көзі пайдалану арқылы бағдаршамдардың толық жұмысын жалғастыру қажет болады қыздыру шамдары. Мұндай жүйенің құны өте үлкен болады. Пайдаланатын жол сигналдарының жаңа буындарынан кейін Жарықдиодты шамдар 85-90% энергияны аз тұтынатын, енді батареяның резервтік көшірмесін бағдаршам жүйелеріне қосуға болады. Аккумулятордың резервтік көшірмесі трафикті бақылаушы шкафта немесе контроллерге жақын орналасқан өз шкафында орнатылады.

Батареяның резервтік көшірмелері контроллерді төтенше жағдай режимінде қызыл шам жанып тұрғанда немесе толық жұмыс істейтін режимде жұмыс істей алады. 2004 жылы, Калифорния энергетикалық комиссиясы жергілікті өзін-өзі басқару органдарына өздерінің бағдаршамдарын батареяның резервтік көшірмесімен жарықдиодты шамдарға айналдыру ұсынылды. Бұл энергия шығынын азайтып, үлкен қиылыстардағы қауіпсіздікті арттырады. Ұсыныс электр сөндірілгеннен кейін екі сағат ішінде толықтай жұмыс істейтін трафиктік сигналдарды беретін жүйеге қатысты болды. Содан кейін сигналдарда тағы екі сағат бойы қызыл жыпылықтайтын шамдар болады.[10]

Бекітілген уақытты бақылау

Жаяу жүргіншілерге арналған сигнал Тайвань, «Қызыл адам» тұрған кері санақ дисплейінің астында «Жүретін жасыл адам» бейнеленген.

Трафикті басқаруда қарапайым және ескі сигнал реттегіштерінің түрлері электромеханикалық сигнал реттегіштері деп аталады. Компьютерленген сигнал контроллерлерінен айырмашылығы, электр-механикалық сигнал реттегіштері, негізінен, оларға тікелей жалғанған сигналдарды басқаратын жылжымалы бөліктерден (жұдырықшалар, тергіштер мен біліктер) тұрады. Жылжымалы бөлшектерден басқа электр релесі де қолданылады. Тұтастай алғанда, сигналдардың электромеханикалық реттегіштері қиылысудың белгіленген, сигнализацияланған уақыттық жоспарлары бар теру таймерін қолданады. Сигнализацияланған қиылыстардың цикл ұзындығы теру таймерлерінде орналасқан шағын берілістермен анықталады. Велосипед доңғалақтары, олар белгілі болғандай, 35 секундтан 120 секундқа дейін созылады.[дәйексөз қажет ] Егер теру таймеріндегі цикл берілісі істен шықса, оны қолдануға ыңғайлы басқа цикл берілісімен ауыстыруға болады. Нөмірді теру таймерінің сигнализацияланған қиылысу уақытының бір ғана жоспары болғандықтан, сигнализацияланған қиылыстағы фазаларды тек бір жолмен басқара алады. Көптеген ескі сигнализацияланған қиылыстарда әлі де электромеханикалық сигнал реттегіштері қолданылады, және олар басқаратын сигналдар торларды тиімді етеді, мұнда сигналдарды орналастырылған жылдамдық шегіне дейін үйлестіру мүмкін болады. Алайда олар қолайсыз сигнал уақыты қиылысы тәулік ішінде өзгеретін басым ағындарға бейімделуден пайда табады.[11]

Үйлестірілген бақылау

Бағдаршамдар бір бағытта жүретін трафикке синхрондалған кезде (жасыл көрсеткілер), басқа бағыттағы трафик міндетті түрде синхрондалмайтынын көрсететін диаграмма (көк көрсеткілер).

Жүргізушілер а кездесетін етіп, жол сигналдарын үйлестірілген жүйеге орналастыруға тырысады жасыл толқын, жасыл шамдардың ұзын жіпі (техникалық термин - прогрессия). Үйлестірілген сигналдар мен синхрондалған сигналдар арасындағы айырмашылық өте маңызды. Синхрондалған сигналдардың барлығы бір уақытта өзгереді және тек арнайы жағдайларда немесе ескі жүйелерде қолданылады. Үйлестірілген (жетілдірілген) жүйелер мастер-бақылаушыдан басқарылады және реттегіште «каскад» (ілгерілеу) шамдары орнатылады, сондықтан автокөлік взводтары үздіксіз жасыл шамдар қатарынан өте алады. Фазалық күйдің екі осьтік жазықтықтағы уақытқа қатысты графикалық көрінісі сигнализацияланған қиылысу аралықтары мен көліктің күтілетін жылдамдықтары негізінде орнатылған «жасыл белдеуді» анық көрсетеді.[12] Кейбір елдерде (мысалы. Германия, Франция және Нидерланды ), бұл «жасыл жолақ» жүйесі белгілі бір жерлерде жылдамдықты шектеу үшін қолданылады. Шамдар автокөлік жүргізушілерінің жылдамдығы берілген шектен төмен болса, көбінесе қалалық жерлерде 50 км / сағ (30 миль) болған жағдайда тоқтаусыз жүре алатындай етіп орнатылады. Бұл жүйе неміс тілінде «grüne Welle», француз тілінде «бұлыңғыр verte» немесе голландияда «groene гольф» (ағылш.:жасыл толқын «). Мұндай жүйелер 1940 жылдардан бастап АҚШ-тың қалалық аймақтарында жиі қолданылған, бірақ қазіргі кезде аз кездеседі. Ұлыбританияда, Ұзақ жылы Беркшир бөлігі болды A4 осыған қатысты тәжірибе жасады. АҚШ-тың көптеген қалалары көлік қозғалысын екі бағытта ілгерілетудің орнына, көп жүретін бағытта жұмыс істеу үшін екі жақты көшелерге жасыл толқын орнатады. Бірақ жақында жыпылықтайтын сары көрсеткі енгізілді (қараңыз) Бағдаршам мен сигнализация қорғаныш / рұқсат етілген бұрылыстармен қол жетімділікке, қорғасыннан кешігу сигналын береді.[12][13]

Заманауи үйлестірілген сигнал жүйелерінде жүргізушілерге қызыл шамға тап болмай, алыс қашықтыққа сапар шегуге болады. Бұл үйлестіру тек тұрақты қозғалыс деңгейімен жүретін бір бағыттағы көшелерде оңай жүзеге асырылады. Екі жақты көшелер хат жазысу үшін жиі орналастырылған қарбалас уақыт ауыр көлем бағытын жылдамдату үшін. Тығыздық кез-келген үйлестіруді бұзуы мүмкін. Екінші жағынан, кейбір бағдаршамдар драйверлердің жасыл шамдардың ұзын жолымен кездесуіне жол бермеу үшін үйлестірілген. Бұл тәжірибе кептелісті болдырмау немесе белгілі бір жолды пайдалануды болдырмау арқылы трафиктің үлкен көлемін болдырмайды. Бұл көбінесе «жай өтіп бара жатқан» көлік қатынасы бар жерлерде жергілікті тұрғындардың өтініштері бойынша жасалады. Үйлестірілген сигнал жүйелерінде жылдамдық өзін-өзі реттейді; тым жылдам жүретін жүргізушілер қызыл индикатормен келіп тоқтайды, ал баяу жүретін жүргізушілер жасыл индикаторды пайдалану үшін келесі сигналға уақытында келмейді. Синхрондалған жүйелерде драйверлер шамдарды мүмкіндігінше көбірек өту үшін жиі жылдамдықты қолданады.

Бұл бағдаршам Хобар, Сауд Арабиясы бейнекамера арқылы іске қосылады (тігінен тураланған линзалардың дәл үстінде) және келесі күйге өту үшін қалған секундтарды да көрсетеді (көлденеңінен сол жаққа тураланған линзаларда)

Жақында одан да күрделі әдістер қолданыла бастады. Бағдаршамдарды кейде үйлестіру үшін мониторлар немесе компьютерлер орталықтан басқарады шынайы уақыт трафиктің өзгеру тәртібімен күресу.[14] Бейнекамералар, немесе датчиктер жерленген тротуар қала бойынша қозғалыс сызбаларын бақылау үшін қолданыла алады. Үйлестірілмеген датчиктер кейде көліктің алдыңғы жарықтан түскен кездегі тыныштықты анықтап, қызыл түске енуімен қозғалысқа кедергі келтіреді. Ең жоғары деңгейлі жүйелер ондаған сенсорларды пайдаланады және олардың құны жүз мыңдаған доллар қиылысында, бірақ трафиктің деңгейін өте жақсы басқара алады. Бұл басқа шараларды (жаңа жолдар сияқты) қажет етеді, олар одан да қымбатқа түседі.

Артықшылықтарға мыналар кіреді:[15][16]

  • Автомобиль жолдарының трафикпен жұмыс істеу қабілетін арттыру
  • Көліктердің де, жаяу жүргіншілердің де соқтығысуын және күту уақытын азайту[17]
  • Жасыл шамдарды қанағаттандыру үшін жылдамдық шегінде жүруді ынталандыру
  • Қозғалыстың тоқтауы мен басталуын қысқарту - бұл өз кезегінде жанармай шығынын, ауаны және Шу ластануы, және көлік құралының тозуы
  • Жол жүру уақытын қысқарту
  • Жүргізушінің көңіл-күйін азайту және жол ашуы

Мысалдар:

  • Нью-Йорк қаласы: 7 660 (барлығы 12 460) сигнализацияланған қиылыстар орталық компьютерлік желімен басқарылады және трафикті басқару орталықтарымен бақыланады.[8][18]
  • Торонто: Оның сигналдарының 83% -ы Бас сигналдық жүйемен (MTSS) басқарылады. 15% -ы SCOOT (Split Cycle and Offset Optimization Technique), адаптивті сигналдарды басқару жүйесін қолданады.[19]
  • Сидней: Сиднейдің координатталған адаптивті қозғалыс жүйесімен (SCATS) үйлестірілген 3400 трафик сигналы. RTA-мен жобаланған және дамыған жүйе алғаш рет 1963 жылы енгізіліп, содан бері біртіндеп дамып келеді. 2010 жылдың қазан айына дейін SCATS Сингапур, Гонконг, Дублин, Тегеран және Миннеаполис пен Детройтты қоса алғанда, әлемнің 24 еліндегі 144 қаладағы 33200 қиылысқа лицензия алды.[16][20][21]
  • Мельбурн: SCATS көмегімен Geelong және Ballarat сияқты аймақтық аймақтарды қоса алғанда, Виктория бойынша 3200 бағдаршам. Кейбір 500 қиылысында трамвай мен автобустың басымдығы бар.[22]
  • Аделаида: Аделаида координациялық жол сигналы (ACTS) жүйесі басқаратын барлық елорда бойынша 580 жиынтық бағдаршам жиынтығы.[15]

Адаптивті басқару

RFID E-ZPass Нью-Йорктегі трафикті бақылау кезінде пайдаланылатын тірекке және оның антеннасына (оңға) бекітілген оқырман көлік құралын қайта сәйкестендіру әдіс

Басқа бақылау түрлері

  • Сәтсіздіктер: Егер қуат әлі де бар болса, қиылысу туралы ескерту үшін жыпылықтайтын сары шам қолданылады. Негізгі жолды қосалқы жолдан (және демек, жол құқығын) ажырату әдістеріне кірістіру (жол беру) белгілерін, тоқтау белгілерін немесе қосалқы жолда жыпылықтайтын қызыл шамды, сондай-ақ жазбаша белгілерді пайдалану жатады. Кейбір елдерде, соның ішінде Австралияда жол ережелері оңға жол беру сияқты рәсімдерді көрсетеді.
  • Толық емес жұмыс уақыты: Кейбір бағдаршамдар түнде немесе көлік өте аз болған кезде жұмыс істемейді. Кейбіреулері тек белгілі бір уақыттарда жұмыс істей алады (мысалы, ірі фабриканың жұмыс уақытында) немесе тек спорттық шаралар немесе көрмелер сияқты арнайы шаралар кезінде. Пайдаланбаған кезде, ақаулармен бірдей шаралар қолданылады. Толық емес жұмыс уақытының артықшылықтары мен кемшіліктері бар.[28][29]
  • Теміржолды алдын-ала сатып алу: Бағдаршамдар пойыздың жақындауымен сәйкес келеді, көбінесе қиылысу теміржол өткеліне жақын жерде. Сондай-ақ қараңыз Теміржолды алдын-ала сатып алу
  • Автобус пен көліктің басымдығы: Қозғалыс сигналдары автобустың, трамвайдың немесе трамвайдың бойымен автобус немесе трамвай келуімен сәйкес келеді. Сондай-ақ қараңыз Автобустың басымдығы
  • Апаттық көліктер Сыртта шамдар өрт немесе құтқару станцияларында жасыл түс жоқ, өйткені олар тек сарыға айналуы мүмкін, содан кейін қызыл болады өрт сөндіру машиналары, жедел жәрдем немесе басқа авариялық-құтқару машиналары немесе сол сияқтылар станциядан төтенше жағдайға шығуда. Сондай-ақ қараңыз Бағдаршам алдын-ала ескерту
  • Жылдамдық белгілері жүргізушілерге келесі бағдаршамға жасыл фазаға жақындауға ұсынылатын жылдамдық беру үшін сирек қолданылатын нұсқа.

Бағдарламалық жасақтама

Сияқты бағдаршам жүйелері жасалған LINSIG, TRANSYT немесе VISSIM.

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Энгельманн, Фредерик С. (1996) Канадаға Австрияның қоныс аудару тарихы, Carleton University Press, ISBN  978-0-88629-283-6, б. 184
  2. ^ Маклин, Джеймс В. (1966) »Автоматиканың фондық огресі ", Монреаль газеті, 26 ақпан 1966 ж., Шығарылды 2010-10-31
  3. ^ «Йозеф Кейтс трафикті ашпаудың және компьютермен бизнес мәселелерін шешудің жолдарын тапты». Джеймс Р. Хагерти, Wall Street Journal, 2018 жылғы 27 шілде
  4. ^ Көлік департаменті, Жарық сигналдарымен жол қозғалысын басқарудың жалпы принциптері TAL 1/06 https://www.gov.uk/government/publications/traffic-advisory-leaflets-1989-to-2009
  5. ^ Sanderson Associates, http://www.traffic-signal-design.com/terminology_main.htm
  6. ^ Негіздері Мұрағатталды 2008-12-16 жж Wayback Machine, Жол белгілерін оқыту, NIATT / Айдахо университеті
  7. ^ а б в 101. Жол белгілері, Миннесота көлік департаменті, 2006
  8. ^ а б Бағдаршамдар биінің хореографиясы, Нью-Йорк Таймс, 17 қыркүйек, 1998 ж
  9. ^ а б в Сигнал стандарттары Мұрағатталды 2008-06-26 сағ Wayback Machine, Ұлттық көлік операциялары коалициясы
  10. ^ «Жарық шығаратын диодты (жарық диодты) трафиктік сигналдарға арналған аккумулятордың резервтік көшірмесін жасаудың Senate Bill 84 XX бағдарламасы» (PDF). Калифорния энергетикалық комиссиясы. Мамыр 2004 ж. Алынған 20 қаңтар 2014.
  11. ^ Бағдаршамды басқару саясатын үйрену URL мекен-жайы 2009-03-06
  12. ^ а б Робинсон, Ларри. «Жол белгілерінің ілгерілеуі». Алынған 22 мамыр 2014.
  13. ^ Робинсон, Ларри. «Жыпылықтаған сары жебемен қорғасын-артта қалу». Алынған 22 мамыр 2014.
  14. ^ SCOOT жүйесі
  15. ^ а б Көлік, энергетика және инфрақұрылым департаменті (2002-08-23). «Аделаида жол-көлік сигналының (ACTS) үйлестірілген жүйесі». Көлік желісі - қозғалыс операциялары. Оңтүстік Австралия үкіметі. Архивтелген түпнұсқа 2009-05-26. Алынған 2010-12-11.
  16. ^ а б Жолдар және қозғалыс басқармасы. «SCATS - өнімнің ерекшеліктері». SCATS. NSW үкіметі. Алынған 2010-12-11.
  17. ^ Сяо-Фэн Сие және басқалар. Қаланың тұрақты өмір сүруі үшін трафикті нақты уақыт режимінде басқару. IEEE интеллектуалды көлік жүйелері бойынша халықаралық конференция (ITSC), Циндао, Қытай, 2014: 1863-1868.
  18. ^ NYCDOT инфрақұрылымы және жол белгілері
  19. ^ Торонто қаласы. «Жол қозғалысы - жиі қойылатын сұрақтар». Көлік - қозғалыс. Торонто қаласы. Алынған 2010-12-11.
  20. ^ Жолдар және қозғалыс басқармасы. «Қолды бақылау: Жаңа Оңтүстік Уэльс көлігін басқару орталығы» (PDF). TMC. NSW үкіметі. Алынған 2010-12-11.
  21. ^ Жолдар және қозғалыс басқармасы. «Операцияларға шолу: Көлік» (PDF). 2009-10 жылдық есеп. NSW үкіметі. Алынған 2010-12-11.
  22. ^ VicRoads. «SCATS жол белгілері». Жолдарды басқару және жобалау. Виктория үкіметі. Архивтелген түпнұсқа 2011-02-26. Алынған 2010-12-11.
  23. ^ «Көлік трафигін азайтуға арналған шалғынды жерлердің адаптивті сигнал жүйесі» (PDF). Нью-Джерсидегі шалғындықтар бойынша комиссия. Шілде 2013. мұрағатталған түпнұсқа (PDF) 2013 жылғы 24 қазанда. Алынған 16 қазан, 2013.
  24. ^ Фрасинелли, Майк (2013 жылғы 5 қыркүйек). «Пуласки аспан жолын жабу кезінде бағдаршам жергілікті жолдарда реттеледі». Жұлдыз-кітап. Ньюарк, Ндж. Алынған 12 қазан, 2013.
  25. ^ Вена, Джозеф Р. (5 қыркүйек, 2013). "'Бейімделгіш сигналдар Pulaski Skyway құрылысы кезінде Джерси Сити мен Кернидегі трафикті жылдамдатады ». Джерси журналы. Джерси Сити, Ндж. Алынған 16 қазан, 2013.
  26. ^ Мааг, Кристофер (29 қараша, 2013). «Жоғары технологиялық сигнал жүйесі шалғындықтардың трафигін жылдамдатуға көмектеседі». Жазба. Woodland Park, NJ. Алынған 30 қараша, 2013.
  27. ^ «Нью-Йорктің марапатты трафикті басқару жүйесі». ITS International. 2013 жылғы қаңтар-ақпан. Алынған 3 мамыр 2014.
  28. ^ «Түнгі / таңертеңгі операция кезінде сигналдың жыпылықтау режимін жою». АҚШ-тың федералды автомобиль жолдары әкімшілігі қауіпсіздігін жобалау. Алынған 2011-10-23.
  29. ^ Әр түрлі авторлар. «Жыпылықтайтын сигналдар». ITETRAFFIC (Тарату тізімі). Алынған 2011-10-23.

Сыртқы сілтемелер