2.2. Основи жорсткого програмного регулювання

Однопрограмне жорстке регулювання − здійснюється дорожнім контро­

лером, що працює в автоматичному режимі та виконує безперервне повто­рення світлофорного циклу з незмінною структурою;

2.2.1. Структура світлофорного циклу

Основним засобом управління дорожнім рухом є світлофорна сигнали­зація (три світлових сигнала − зелений, жовтий і червоний), яка призначена для почергового пропуску учасників дорожнього руху через певну ділянку вулично-дорожньої мережі, а також для позначення небезпечних ділянок вулиць (доріг).

Умовне позначення технічних засобів організації дорожного руху (рис. 2.2).

Рис. 2.2. Позначення елементів світлофорного обладнання

на схемі перехрестя:

1,2,3,4 – номери світлофорної установки; 1,2,3,4(на полиці-виносці) – напрямок руху транспортних засобів; 1П, 2П, 3П, 4П – номери пішохідних світлофорів, що встановлені окремо

Але параметри управління транспортним потоком мають достатньо складну структуру, обумовлену специфікою об'єкту управління. Його можна подати у вигляді циклу світлофорного регулювання, параметрами якого є:

тривалість основних тактів − комбінацій одночасного горіння світло­форних сигналів, що дозволяють або забороняють рух транспортних потоків за певними напрямами;

тривалість проміжних тактів (перехідних інтервалів), під час яких від­бувається закриття і підготовка до відкриття напрямів руху;

тривалість фаз управління, кожна з яких об'єднує основний і слідуючий за ним проміжний такти;

тривалість циклу − інтервалу часу, протягом якого відбувається зміна всіх дозволяючих тактів;

склад фаз в циклі, що визначає перелік регульованих напрямів руху на перехресті;

послідовність фаз в циклі, що визначає черговість дозволяючих сигна­лів для транспортних напрямів на перехресті;

часові зсуви між включеннями фаз на сусідніх перехрестях, що вплива­ють на можливість безупинного руху транспортних засобів по вулично-доро­жній мережі.

Надалі під програмою управління (програмою координації) для мережі перехресть розумітимемо багатомірний вектор, компонентами якого є перераховані вище параметри, визначувані для кожного перехрестя.

Структуру світлофорного циклу, якого застосовано для регулювання дорожнього руху на світлофорному об’єкті (рис. 2.2), може бути представ­лено графічно у вигляді діаграми світлофорного циклу (рис. 2.3).

Для кількісної і якісної характеристики його роботи існують поняття такту, фази і циклу регулювання.

а б

Рисунок 2.3. Структура 2-х фазного світлофорного циклу:

а – з одним проміжним тактом у кожній фазі; б – з двома проміжними тактми

в першій фазі; 1,2,…,5 – номери тактів

Світлофорна сигналізація забезпечує роз'їзд транспортних засобів на перехресті вулиць шляхом почергового надання права руху конфліктуючим транспортним потокам.

Повна зміна всіх сигналів світлофорів називається світлофорним циклом.

Світлофорний цикл складається з тактів і фаз. Розрізнюють такти основні та проміжні.

Тактом регулювання називається період дії певної комбінації світло­форних сигналів.

Такти бувають основні і проміжні.

Основним тактом називають проміжок часу, протягом якого в одному напрямку включений сигнал «зелений», а в конфліктуючому напрямку − «червоний». Під час дії «зеленого» сигналу рух дозволений.

Проміжним тактом називається відрізок часу, протягом якого на світлофорах включений «жовтий» сигнал, або сполучення «жовтий−черво­ний». Проміжний такт призначений для того, щоб транспортні засоби, які в момент включення зеленого сигналу вже перетнули стоп-лінію, могли безперешкодно завершити проїзд перехрестя, а транспортні засоби, які пере­бувають перед стоп−лінією могли встигнути зупинитися до стоп−лінії.

Фазою називають послідовність основного такту й наступного за ним проміжного. Мінімальне число фаз регулювання у світлофорному циклі дорі­внює двом фазам.

Звичайна кількість фаз регулювання відповідає числу найбільш заванта­

жених конфліктних напрямів руху на перехресті.

Циклом регулювання називається сукупність всіх фаз, що періодично повторюються.

Під режимом світлофорного регулювання (світлофорній сигналізації) розуміються тривалість циклу, а також число, порядок чергування і трива­лість складових циклу, тактів і фаз. У аналітичному вигляді режим світло­форного регулювання можна представити у вигляді виразу:

Т_ц = , (2.1)

Т_ц − тривалість циклу регулювання, с; − тривалості основного такту, с; − тривалості проміжного такту, с; n − кількість фаз.

Проміжні такти розраховуємо за формулою:

t_пр.i = (2.2)

Припустимі параметри світлофорного циклу, с:

• мінімальна тривалість основного такту - 6;

• мінімальна тривалість проміжного такту - 3;

• максимальна тривалість проміжного такту - 4;

• мінімальна тривалість циклу - 20;

• максимальна тривалість циклу - 120.

Із збільшенням кількості фаз регулювання в світлофорному циклі змен­шується кількість конфліктних точок між конфліктуючими транспортними потоками на перехресті, що сприяє підвищенню рівня безпеки руху, але при цьому різко зростають затримки транспортних засобів. Тому найбільш часто застосовують двох – та трьохфазні світлофорні цикли.

Зазвичай проміжний такт позначається жовтим сигналом в напрямі, де раніше (під час основного такту) здійснювався рух (рис. 1.12, а). Враховую­чи, що в період його дії можливий рух транспортних засобів, водії яких, зна­ходячись в безпосередній близькості від стоп-лінії, не змогли своєчасно зупи­нитися у момент його включення, тривалість жовтого сигналу t_ж не повинна бути менше 3 с. З іншого боку, з позицій безпеки руху (для запобігання зловжи­ванням водіями правом проїзду на жовтий сигнал) його тривалість не роблять більше 4 с. Таким чином

3≤ t_ж ≤4.

Разом з тим зустрічаються випадки, коли транспортному засобу, що проїхав стоп-лінію у момент виключення дозволяючого сигналу час, потріб­ний для звільнення зони перехрестя, складає більше 4 с. Це може бути пов'я­зано з широкою проїздною частиною в зоні перехрестя або порівняно низь­кою швидкістю транспортних засобів. У таких випадках після основного так­ту, як правило, включаються послідовно два проміжних: після закінчення 4 с жовтий сигнал в даному напрямі замінюється на червоний. У поперечному (що конфліктує) напрямі продовжує діяти червоний сигнал, який замінюється на червоний з жовтим безпосередньо перед включенням зеленого сигналу (за 3…4 с). Таким чином, на перехресті протягом певного часу може за всіх нап­рямків діяти червоний сигнал (рис. 2.3, б).

Проміжні такти, утворені вищеописаними методами, отримали назву перехідних інтервалів. Структура перехідного інтервалу може бути і склад­нішою. Це залежить від конфігурації перехрестя, параметрів транспортних і пішохідних потоків і від прийнятої схеми організації руху. В цілях зниження транспортної затримки тривалість перехідних інтервалів не призначають бі­льше 8 с. При великих значеннях перехідних інтервалів слід розглядати мож­ливість побудови проміжних стоп-ліній.