6.3. Общая и местная коррекция программ

Одна программа координированного управления обычно соот­ветствует определенной транспортной ситуации, т. е. интенсив­ности движения на перекрестках и скорости потоков, характер­ных для рассматриваемого периода суток. Изменение транспорт­ной ситуации приводит к снижению эффективности программы, что выражается прежде всего в увеличении числа задержанных автомобилей, а следовательно, и в росте расхода топлива, в за­газованности воздуха и т. п.

Увеличивать гибкость управления в зависимости от аппаратур­ного обеспечения систем координации можно двумя путями.

В первом, простейшем случае в течение суток применяют не­сколько жестких (с постоянными параметрами управления) про­грамм координации. Переход от одной программы к другой осу­ществляется вручную или в заранее заданное время суток с по­мощью автомата переключения программ — таймера. Обычно число программ, реализуемых в течение активного периода суток, не превышает трех. Технически этот метод управления обеспечи­вается с помощью программных дорожных контроллеров, объеди­ненных в бесцентровую систему или находящихся под контролем управляющего пункта.

Второй путь увеличения гибкости управления — это увеличение числа программ, реализуемых в течение суток, и их общая и мест­ная коррекция, позволяющая как можно ближе «подогнать» программу к существующей в данный момент реальной транспорт­ной ситуации. Реализация такого метода возможна, как правило, в рамках сложных магистральных или общегородских АСУД с по­мощью системных контроллеров непосредственного подчинения.

Одну из жестких программ, называемую в данном случае ба­зовой, выбирают из библиотеки, заложенной в памяти ЭВМ (для общегородских АСУД) или в специальном программном устрой­стве на основе сигналов, поступающих от детекторов транспорта, расположенных в характерных точках улично-дорожной сети (см. подразд. 5.3). Возможен выбор программы и по командам таймера.

Так как для обработки и осреднения информации, поступающей от детекторов, необходимо определённое время (обычно 15 -20 мин), то базовая программа, полученная таким образом, может не соответствовать транспортной ситуации, для которой она предназначена. Для ликвидации этой погрешности данные, полученные в конце периода измерений, используют для прогнозирования условий движения на следующий период, а программу координации выбирают по спрогнозированным данным. Для этого используют ранее накопленные статистические материалы изменении интенсивности и скорости движения в течении активного периода суток. Полученная на основе этого базовая программа будет лишь грубо соответствовать рассматриваемому периоду вре­мени, так как при этом не учитываются текущие колебания этих показателей (реальные значения скорости и интенсивности).

Следующим этапом является общая коррекция (модификация) базовой программы, смысл которой заключается в ее подстройке под реальную транспортную ситуацию. В данном случае при кор­рекции используют закономерности транспортных потоков — с уве­личением интенсивности скорость примерно линейно уменьшается, а циклы регулирования возрастают. Таким образом, пропорцио­нальным увеличением всех параметров базовой программы коор­динации — цикла, основных тактов, временных сдвигов можно без изменения основных геометрических свойств программы коорди­нации обеспечить ее соответствие реальной транспортной ситуации («сжать» или «растянуть» базовую программу).

Общая коррекция осуществляется с помощью ЭВМ в управ­ляющем пункте. После чего спрогнозированная и откорректиро­ванная программа передается на периферию, где ее реализуют дорожные контроллеры.

Если в состав периферийно­го оборудования входят адап­тивные контроллеры, то воз­можна дальнейшая местная коррекция программ. Она мо­жет осуществляться по алго­ритму поиска разрывов: зеле­ный сигнал выключается рань­ше (по сравнению с моментом переключения, предусмотрен­ным базовой программой) в на­правлении, в котором происхо­дит поиск разрывов, если разрыв в потоке будет обнаружен. Тем самым раньше включится зеленый сигнал в конфликтую­щем направлении. Это способствует существенному снижению неоправданных транспортных за­держек. Для сохранения принципа координированного управления запрещается выключение сигнала до истечения его минимального значения, отсчитываемого с момента сдвига фазы. При этом в на­правлении координации минимальный зеленый сигнал делается достаточно большим, чтобы обеспечить пропуск основной части группы автомобилей.

П оиск разрыва может осуществляться только по второсте­пенному направлению, если в этом направлении наблюдается малая интенсивность движения, и по главному направлению, если интенсивность по магистрали подвержена резким колебаниям за достаточно короткие промежутки времени. Если такие колебания наблюдаются по всем направлениям, то поиск разрыва целесооб­разно вести и по магистрали, и по пересекающим направлениям.

Пример реализации последнего метода показан на рис. 6.5. Для простоты рассматривается одностороннее движение от перекрестка 1 к перекрестку 2, промежуточные такты на рисунке не показаны. В соответствии с базовой программой отсчет t_3min и t_{к min} , (т.е. t_3min в пересекающем направлении) ведут после отсчета сдвига фазы t_СДВ. На рис. 6.5 эти моменты обозначены соответственно для обоих перекрестков точками А и Б.

В течение первого цикла после отработки t_3min разрыв в потоке как на первом, так и на втором перекрестках был обнаружен раньше, чем истекло t_3мах. Поэтому зеленый сигнал по магистрали выключился раньше (точки В). Начиная с точек Б, начался отсчет t_{к min}, по истечении которого на пересекающем направлении первого перекрестка до конца t_{к max} был обнаружен разрыв в потоке, а на втором пере­крестке в пересекающем направлении автомобилей не было. Поэтому сигнал пере­ключился сразу по истечении t_{к min} (точки Г).

В течение второго цикла в главном направлении перекрестка 1 разрыв в потоке не был обнаружен, и длительность зеленого сигнала составила t_3мах. На пере­крестке 2 разрыв зафиксирован по истечении t_3min (точки Д). В пересекающем направлении после отработки t_{к min}, на обоих перекрестках разрыв в потоке был обнаружен до истечения t_кmax по магистрали (точки Е). Поэтому сигналы пере­ключились раньше, чем это было предусмотрено базовой программой (точки А). Прерывистыми линиями на рис. 6.5 показаны границы получившихся таким образом «зеленых» и «красных» лент времени. Таким образом, длительности основных тактов на перекрест­ках являются переменными, зависящими от фактической интенсив­ности движения. Однако длительность цикла и сдвига фазы по­стоянна, что обеспечивает принцип координированного управления.

Корректировать базовую программу координации можно и путем так называемого градиентного управления. Сущность его сводится к пошаговому изменению сдвигов цикла, предусмотрен­ных базовой программой, с последующей проверкой эффектив­ности этой операции по критерию суммарной задержки. Градиент­ное управление позволяет в некоторой степени учитывать случай­ные колебания параметров транспортного потока.

В процессе градиентного управления осуществляется направ­ленный поиск оптимальных сдвигов путем многократных расчетов суммарной задержки и ее сравнения с предыдущими значениями. Его реализация возможна лишь с помощью вычислительного модуля контроллера зонального центра или ЭВМ управляющего пункта.