7.6. Системы управления движением на автомобильных дорогах

Условия движения на автомобильных дорогах постоянно изме­няются. Причинами этого являются сезонные и суточные колебания интенсивности и состава потока, метеорологические условия и со­стояние дорог. Чем больше амплитуда этих изменений, тем более необходимым становится оперативное управление движением.

Основными задачами такого управления являются достижение максимального уровня пропускной способности дороги и обеспече­ние безопасности движения при определенных ограничениях, накла­дываемых на транспортный поток. При этом управляющие воздей­ствия сводятся в основном к ограничению скоростей движения, перестроений транспортных средств, въездов на дорогу, к закрытию отдельных участков дорог с переводом потока на дублирующие доро­ги, предупреждение водителя о предстоящих изменениях условий движения.

Техническими средствами для реализации этих воздействий мо­гут быть управляемые дорожные знаки, светофоры, детекторы тран­спорта и датчики метеоусловий, контроллеры, передающие телеви­зионные камеры, средства радио - и телефонной связи, а также обору­дование управляющих пунктов, обеспечивающее функционирование контуров автоматического и диспетчерского управления.

В зависимости от категории дороги и решаемых задач по управ­лению движением могут применяться несколько типов систем.

Локальные системы обеспечивают автоматизированное управле­ние движением на отдельных участках дорог, в тоннелях, на круп­ных мостах.

Магистральные системы предназначены для автоматизированного управления на крупной автомагистрали (как правило, автомобиль­ные дороги 1 категории). Они обеспечивают управление въездами на автомагистраль, реверсивное движение, перераспределение по­токов, информационное обеспечение водителей, оперативное управ­ление дорожной аварийной службой и службой текущего и зимнего содержания дорог.

Сетевые системы выполняют функции магистральных систем на сети автомобильных дорог области или крупного транспортного узла. Они соединены с АСУД в крупных городах.

Информационно-управляющие системы обеспечивают передачу управляющей информации индивидуально в каждый автомобиль посредством специальных радиоканалов.

Автоматизированные системы управления функционированием дорог обеспечивают контроль состояния дорог и дорожного дви­жения, управления деятельностью дорожно-эксплуатационной службы.

Наибольшее распространение из перечисленных получили локаль­ные и магистральные системы. Несмотря на различный круг задач, внегородские магистральные системы и городские АСУД имеют об­щие принципы построения и функционирования. Как и в городских АСУД, здесь можно выделить контуры автоматического и диспетчерского управления, работа которых обеспечивается установленным на дороге периферийным оборудованием и оборудованием управляющего пункта. Управление основано на информации о параметрах транспортных потоков и метеорологических условий движения (темпера­тура, сила ветра, гололед, туман и т. д.). Причем для контура, автоматического управления управляющие воздействия рассчитаны заранее и заложены в памяти УВК. При передаче на периферию они корректируются с учетом реальной транспортной ситуации.

Состав входящих в систему технических средств зависит от решаемой системой задачи.

Одной из главных задач является реализация скоростного ре­жима, обеспечивающего безопасность движения. Для выработки управляющих воздействий собирают информацию о параметрах движения, метеоусловиях и состоянии дорожного покрытия. Для сбора этой информации используют детекторы транспорта (скорость, плотность, интенсивность и состав потока), датчики метеоусловий (видимость, туман, гололед, сила и направление ветра и т. д.), передвижные лаборатории (коэффициент сцепления, ровность покрытия), средства телевидения, радио- и проводной связи (сведения о заторах, ДТП, повреждениях дорожных сооружений). В управляющем пункте ЭВМ обрабатывает поступающую информа­цию и на основе критериев влияния на скорость движения указанных факторов вырабатывает команды, посылаемые в исполнитель­ные устройства. В роли последних чаще всего выступают УЗН, с по­мощью которых водителей предупреждают о конкретной опасности или при необходимости ограничивают скорость до допустимого зна­чения.

Путем координированной работы УЗН скорость ограничивают ступенчато для обеспечения необходимого уровня безопасности. Например, если поступает команда на каком-либо участке дороги ограничить скорость до 40 км/ч, а верхний предел скорости на авто­магистрали 100 км/ч, то на подходе к этому участку включаются позиции УЗН 80 и 60 км/ч. Процесс управления УЗН автоматизи­рован и осуществляется либо в рамках контура автоматического управления, либо диспетчером, который вводит в ЭВМ лишь номер участка дороги и характер ограничения.

Аналогично решается вопрос о закрытии отдельных полос дви­жения, временном переводе потока на проезжую часть встречного направления или дублирующую дорогу.

Въезды на автомагистраль также находятся под контролем управ­ляющего пункта. Здесь устанавливают светофоры и контроллеры, реализующие поиск разрыва в транспортном потоке на автомагист­рали. При обнаружении разрыва транспортные средства выпускают­ся на автомагистраль. При определенных условиях (высокой интен­сивности, проезде спецавтомобилей) центр запрещает поиск разры­вов, а следовательно, и выезд на автомагистраль.

Вдоль всей магистрали через каждый 1,5—2 км предусмотрена установка сигнально-переговорных стоек для связи участников движения, сотрудников ГАИ и службы эксплуатации дороги с дис­петчером системы. Это позволяет диспетчеру своевременно полу­чить устную информацию о ДТП, аварийном состоянии дорожных сооружений, заторах и принять необходимые меры (вызвать меди­цинскую или техническую помощь, ремонтную бригаду).

По аналогии с общегородскими АСУД в управляющем пункте широко представлены средства отображения информации. Это преж­де всего мнемосхема автомагистрали и видеоконтрольные устрой­ства подсистемы телевизионного надзора. На мнемосхеме показано расположение всех периферийных технических средств и режим их работы в данный момент времени (позиции УЗН, сигналы светофо­ров). Кроме этого, условными символами обозначены участки, где возникают предзаторовые ситуации, опасные для движения метео­условия, ДТП.

Пульт управления диспетчера снабжен дисплеем для связи с УВК и вывода данных о параметрах транспортных потоков, состоянии оборудования системы и метеоусловиях на отдельных участках авто­магистрали. На пульте имеются средства для ручного управления движением и средства связи с сигнально-переговорными стойками, ГАИ, дорожно-эксплуатационной службой.

Для уменьшения каналов связи применяют устройства телеме­ханики.

Указанные принципы управления положены в основу разрабо­танной в СССР типовой системы автоматизированного регулирова­ния движения на автомобильных магистралях АРДАМ, внедрение которой предполагается на ряде дорог высших категорий общего­сударственного значения.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение АСУД.

2. Какие программно-технические комплексы входят в АСУД?

3. Что такое программное обеспечение АСУД?

4. Какие контуры управления предусмотрены в АСУД и какие задачи они ре­шают?

5. Назовите технические средства, входящие в состав АСУД.

6. Каково функциональное назначение периферийного оборудования?

7. Как работает управляющий вычислительный комплекс?

8. Какие технические средства входят в комплекс диспетчерского управления?

9. Дайте характеристику АСУД «Город-М» и «Город-М1».

10. Каковы принципы построения и функционирования АСУД «Сигнал»?

11. Какие задачи решают АСУД на автомобильных дорогах?

12. В чем заключается эффективность внедрения АСУД?