29. Режимы работы светофоров: понятия и принципы организации работы светофоров.

Такт светофорного регулирования - это состояние светофорной сигнализации (сочетание включенных сигналов светофора).

Основной такт - состояние светофорной сигнализации, при котором разрешено движение определенной группе участников дорожного движения.

Промежуточный такт - состояние светофорной сигнализации, при котором разгружается перекресток после окончания основного такта и готовятся к движению очередные группы участников ДД.

Период светофорного регулирования - время, в течении которого сочетание включенных сигналов светофора остается без изменения (с).

Основной период - время, в течении которого разрешено движение определенной группе участников ДД. (с)

Промежуточный период - время, в течении которого разгружается перекресток после окончания основного такта и готовятся к движению очередные группы участников ДД. (с)

Фаза светофорного регулирования - сумма основного и промежуточного периодов, (с)

Цикл светофорного регулирования - сумма всех периодов и повторяющаяся последовательность всех фаз. (с)

Режим светофорного регулирования - длительность цикла, кол-во и порядок чередования всех составляющих цикла, периодов и фаз, а также используемые программы.

Переходные интервалы - совокупность вспомогательных периодов в конце фазы, (с)

Сигнальная группа - комбинация одновременно включенных и выключенных сигналов светофора, а также соответствующие им группы участников ДД.

Полностью насыщенная фаза - фаза, в которой разъезд очереди осуществляется в течении всей длительности основного периода.

Эффективное время - время, в течении которого наблюдается фактическое движение через стоп-линию.

Потерянное время — время, в течении которого практически отсутствует движение через стоп-линию.

Поток насыщения интенсивность движения в определенном j-м направлении при условии полностью насыщенной i-й фазы.

Принципы организации работы светофоров. Чередование сигналов светоф. к-к+ж-з-ж-к. Ограничения: 1) 25с ≤Т ≤120с; 2) 7с≤t_o Т -длительность цикла; t_o -длительность основного такта.

Жестко-изолированное регулирование м.б. организовано: 1) методом пофазного разъезда (двухфазный цикл, для улучшения левого поворота м.б. сделана расщепленная фаза: -с задержкой старта, - с ранней отсечкой); 2) методом регулирования по сигнальным группам (по направлениям движения). Преимущество 1: минимальные экономические затраты на внедрение; нет особых требований к ДУ, гибкость регулирования

Выбор кол-ва фаз определяется: 1) безопасностью движения (требует max кол-ва фаз); 2) эффективностью транспортного процесса (требует min кол-ва фаз)

30. Виды светофорного регулирования: особенности, способы реализации, преимущества и недостатки, оборудование.

1) жесткое изолированное регулирование; 2) адаптивное изолированное регулирование - программа способна адаптироваться к изменениям; 3) координированное регулирование - имеется взаимосвязь между перекрестками.

Жестко-изолированное регулирование м.б. организовано: I) методом пофазного разъезда; 2) методом регулирования по сигнальным группам (по направлениям движения). Преимущество 1: минимальные экономические затраты на внедрение; нет особых требований к ДУ. Выбор кол-ва фаз определяется: 1) безопасностью движения (требует max кол-ва фаз); 2) эффективностью транспортного процесса (требует min кол-ва фаз). Жесткое изолированное регулирование по принципу сигнальных групп: «+»: 1) увеличение пропускной способности регулируемого перекрестка (по сравнению с пофазным разъездом). 2) меньшая длительность цикла Т . 3) меньшая средняя задержка 1-го а\м по всем направлениям. 4) более рациональное использование структуры Т .5) выравнивание степеней насыщения на перекрестке. «-»: 1) резкое усложнение технического оснащения перекрестка. 2) уменьшение уровня надежности работы перекрестка. 3) увеличенные эксплуатационные расходы на обслуживание перекрестка. 4) требуются определенные ДУ при реализации сигнальных групп (минимум 2 полосы в 1-м направлении). Принцип сигнальных групп эффективен в том случае, если степень загрузки направлений в предполагаемых фазах существенно различаются между собой. Применяются контроллеры.

Задача адаптивного регулирования состоит в постоянном нахождении для известных средних значений интенсивности оптимальных длительностей циклов и фаз, а также в корректировке этих длительностей в соответствии с мгновенными колебаниями количества а\м подходящих к перекрестку. Адаптивное регулирование базируется на реализации замкнутого автоматического контура управления (особенность: есть обратная связь с ТП). Следовательно, обязательно применение детекторов транспорта на подходах к перекрестку.

Координированным регулированием называется согласованная работа ряда светофорных объектов с целью сокращения задержки ТС. Принцип координации заключается во включении на последующем перекрестке по отношению к предыдущему зеленого сигнала с некоторым сдвигом, длительность которого зависит от времени движения ТС между этими перекрестками. Т.о., ТС следуют по магистрали как бы по расписанию, прибывая к очередному перекрестку в тот момент, когда на нем в данном направлении движения включается зеленый сигнал. Это обеспечивает уменьшение числа неоправданных остановок и торможений в потоке, а также уровня транспортных задержек. Основными преимуществами являются: 1) увеличение средней скорости проезда магистрали; 2) снижение суммарного времени задержек ТС; 3) выравнивание скоростного режима отдельных ТС в потоке; 4) увеличение пропускной способности пересечений; 5) снижение числа ДТП на пересечениях. При реализации координированного регулирования, как правило, применяется центральный диспетчерский пункт. В этом случае всё оборудование делится на центральное (средства вычислительной техники, диспетчерского управления, устройства телемеханики и т.д.) и периферийное (светофоры, контроллеры, детекторы транспорта).

31.Расчет оптимальной длительности цикла при организации жесткого изолированного с/ф регулирования по методике Вебстера.

Основная цель – нахождение оптимальной программы изолированного регулирования для конкретных условий движения.

Основные исходные данные 1)q ТП и ПП. 2)количество фаз в режиме регулирования. 3)схема ОДД в каждой фазе. 4)геометрические параметры перекрестка. 5)др. условия, влияющие на процесс движения (корректирующие коэф., разрешение/запрещение стоянок, освещение, ТЭК покрытия дороги).

ПРОЦЕСС РАЗЪЕЗДА ОЧЕРЕДИ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ. При полностью насыщенной фазе – фаза, в которой разъезд очереди осуществляется на всей длительности разрешающего сигнала (работа с макс. эффективностью). Начало разъезда очереди – нелинейное увеличение интенсивности (t₀ – основной период, с; t_n – промежуточный период; t_эф – эффективное время фазы; t_пт – потерянное время фазы (складывается из 2х отрезков) t_с – задержка старта очереди; t_р – время разъезда очереди в конце фазы; М_н – поток насыщения, который зависит от геометрии дороги).

Эффективное время – в течении которого фактически осуществляется движение ч/з стоп-линию. Потерянное время – в течении него отсутствует движение ч/з стоп-линию. Алгоритм строится на том, что не основной такт, а сколько надо эф-го время после рассчитанной ч/з t_эф t_о.

МОДЕЛЬ ПОСТРОЕНИЯ ФОРМУЛЫ. Предварительно определяется мин. T_ц, необходимое для пропуска ч/з перекресток ровно такого количества а\м, которое прибыло к нему за данный период времени.

q_i·T_ц=t_эф·M_нi => t_эф= q_i/M_нi· T_ц=у_i·T_ц; T_oi+t_пi=t_эф+ t_птi => T_ц=T_пт+T_эф=T_пт+∑у_i=T_пт+у·T_ц; T_{ц мин}=T_пт/1-у.

Задача минимализации средней задержки авто решается путем нахождения суммарной задержки авто за T_ц, дифференцированием этой величины по T_ц и приравниванием производной к нулю. Из практики ОДД известно, что мин задержка авто достигается тогда, когда выполняется соотношение: , после ряда преобразований Вебстер определил оптимальное T_ц. , где F – поправочный коэф. После обработки большого объема статистической информации по перекресткам различной конфигурации, а т.ж. симметричные (у них отношение фазового коэф=1: y_i/y_k=1) и ассиметричные; по загрузке было получено, что T_{ц опт} для перекрестков с любым кол-ом фаз наиболее точно определяет выражение: 2·F·T_пт≈1,5·T_пт+5 => .

Графический анализ формулы показал: 1)при T_{ц мин} и случайном прибытии авто к перекрестку теоретическая мин. Задержка →∞. 2) T_{ц опт}≈2 T_{ц мин}. 3)в диапазоне 0,75 T_{ц опт}≤ T_{ц факт}≤ T_{ц опт}, средняя задержка авто отличается от мин величины не более, чем на 10-15%. Гибкость жесткого изолированного регулирования можно ↑ 2мя методами. 1)↑ кол-ва используемых программ на с/ф объекте. 2)в случае однопрограммного регулир. Находят универсальную T_ц: а)рассчитывают T_{ц опт} по формуле для каждого часа эф-го периода суток, после чего находят , m – кол. суток. б)для макс значения q находят T_{ц опт}, после чего T_{ц опт2}=0,75· T_{ц опт}. в)в качестве действующей программы выбирают максимальное (T_{ц опт1} и T_{ц опт2}).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТОКОВ НАСЫЩЕНИЯ. Наиболее объективно M_н можно определить только экспериментальным способом. Если это невозможно, используется приближенная эмпирическая методика: первоначально определяется M_н при движении в прямом направлении ч/з перекресток по дороге без продольных уклонов M_н=525·В_п прив.авт\ч.