1773

программ координации, учитывающей изменения скорости движения. АСУД в г. Липецке. В г. Липецке создание системы началось с 2003 г.

на технических средствах АСУД-С. Ежегодно система развивается на 20 перекрёстков. В настоящее время система охватывает 49 перекрёстков с 20-ю детекторами измерения интенсивности движения.

К достоинствам АСУД г. Липецка следует отнести следующее:

рациональное разделение района управления на подрайон с подчинением ДК, ЦУПу и подрайон бесцентровой подсистемы, где не требуется диспетчерское управление;

создание в составе АСУД подсистемы контроля за экологической обстановкой с помощью 10-ти газоанализаторов вдоль транспортных магистралей. Эта подсистема позволяет проводить корректировку режимов управления АСУД в зависимости от уровня загазованности, что при существующих объёмах движения автомобилей весьма актуально;

обеспечение контроля за перераспределением транспортных потоков на ДТС города с помощью 20-ти детекторов транспорта. Эта мера позволяет более точно рассчитывать режимы управления.

Описание АСУД г. Ижевска. АСУД г. Ижевска относится к классу систем последнего поколения. Система охватывает 36 перекрестков в центральной части города, расположенных на ул. Удмуртской и ул. Ленина. Весь район управления поделен на 2 подрайона, размещенных на указанных улицах. Дорожные контроллеры, используемые в системе, – из семейства ДКС. Четыре детектора транспорта типа ДТ-ИК размещены по два на каждый подрайон.

Центральный управляющий пункт включает в свой состав КРЦ, ДПОУ на базе ПЭВМ и локальную сеть на базе HUB. Каналами передачи информации между центром управления и периферийными устройствами системы являются выделенные линии в кабелях городской телефонной сети и отдельные линии.

Основным алгоритмом управления системы является выбор ПК по времени суток. Расчет ПК осуществляется заранее на основании статистических данных с детекторов транспорта и натурных обследований. Широко используется режим управления по маршрутам «Зеленая улица». Режим работы АСУД – круглосуточный.

Обобщенная информация о состоянии технических средств в районе управления выводится на карту-схему ДПОУ.

Обслуживание системы организовано таким образом, чтобы два раза в год дополнять библиотеку ПК по результатам анализа эффективности системы.

На рис. 4.1 представлена структурная схема АСУД г. Ижевска.

По расчету технико-экономической эффективности система окупила затраты на ее внедрение за 1,5 года. Основным источником экономии

91

является сокращение транспортных задержек и задержек пассажиров.

Рис. 4.1. Структурная схема АСУД г. Ижевска

Контрольные вопросы

1.Назовите основные этапы создания АСУД.

2.Какие группы входят в состав участка «Эксплуатация АСУД»?

3.Приведите примеры действующих АСУД и перечислите их основные характеристики.

92

5.ЭФФЕКТИВНОСТЬ СИСТЕМ

5.1. Факторы, влияющие на эффективность системы

Эффективность полностью укомплектованной и настроенной АСУД проверяется путем анализа режимов управления программ координации

(ПК).

В процессе эксплуатации АСУД периодически требуется решать две задачи:

оценка эффективности ПК;

сравнение двух ПК.

Фактический эффект, достигаемый вследствие применения ПК, может рассчитываться на основании результатов сравнения значений параметров, определяющих эффективность системы. В качестве основных параметров приняты следующие:

величина задержки ТС;

время движения ТС по маршруту координации;

количество остановок на маршруте координации.

Оценка эффективности ПК по указанным параметрам может быть выполнена с помощью следующих методов:

натурное обследование;

расчет средствами АСУД;

имитационное моделирование.

Наибольшее распространение получил метод натурного обследования с использованием испытательного автомобиля (тест-автомобиля), в котором располагаются наблюдатели. С помощью тест-автомобиля выполняются измерения таких параметров, как время движения по маршруту координации и количество остановок на маршруте координации. Оценка данных параметров выполняется их непосредственным измерением при многократном проезде по маршруту. Следует выполнить не менее десяти проездов с двумя наблюдателями: первый наблюдатель с помощью секундомера фиксирует общее время движения, а также количество и времена остановок и задержек; второй наблюдатель регистрирует места и причины остановок.

Величина задержек ТС при натурном обследовании рассчитывается только для поперечных направлений:

2

где tкр – длительность красного сигнала, с; – интенсивность движения,

авт./ч.

Общая задержка ТС в районе для второстепенных направлений

93

движения рассчитывается по формуле

направлений движения.

Значение общей задержки служит для того, чтобы сравнить две ПК при равных временах проезда и количество остановок (как правило, с разными циклами управления).

Вторым методом оценки эффективности является использование программы расчета задержек, входящей в состав программного обеспечения АСУД. Данный метод можно применять при наличии достаточного количества детекторов транспорта на перекрестках в районе управления. Анализ эффективности производится по параметрам, полученным при помощи программы расчета задержек за заданные периоды времени и помещенным в соответствующие таблицы. По данным таблиц можно проанализировать изменение интенсивности и скорости движения ТС в районе управления, количество остановленных ТС и значение общей задержки.

Третьим методом оценки эффективности ПК является имитационное моделирование с помощью программы «Трасса», которая позволяет рассчитывать ПК для района управления, включающего до 50 перекрестков. Программа «Трасса» работает в двух режимах:

расчет ПК;

имитация работы ПК.

Для подготовки к работе с программой район управления представляют в виде специального графа, на котором наглядно представлены номера направлений, интенсивность, времена проезда между перекрестками.

Входные данные программы:

интенсивность движения и величина потока насыщения по каждому направлению;

длительности цикла, фаз и сдвига фаз;

времена проезда перегонов и длины перегонов;

служебные параметры (количество шагов оптимизации, вес задержки, вес остановки и др.).

Выходные данные программы:

значение задержки ТС во всем районе управления; количество остановок ТС; среднее количество ТС в очереди;

процент насыщения транспортного потока для каждого направления;

94

средняя скорость.

Программа «Трасса» позволяет оценивать ПК на магистралях и дорожно-транспорных сетях произвольной конфигурации.

5.2. Определение эффективности системы

Выгоду от действия АСУД получают все участники движения, включая автомобили автотранспортных предприятий, государственных учреждений и частных лиц. Поэтому при определении объемов финансирования, необходимых для покрытия затрат на эксплуатацию и развитие системы, актуальным является вопрос об оценке эффективности АСУД.

Наиболее распространенным методом определения объектов финансирования для содержания АСУД является метод «по предыдущему году». К сожалению, этот метод не учитывает таких факторов, как сворачивание и развитие АСУД, а также степень работоспособности (исправности) системы.

К 2000 г. в России действовало порядка 30 АСУД и ежегодно внедрялось по 2 – 3 системы. Внедрение новых систем в городах объясняется тем, что это одна из основных мер повышения пропускной способности дорожно-транспортной сети, уменьшения загрязненности воздушной среды выхлопными газами и снижения уровня транспортного шума в городе без капитальных вложений и реконструкции дорог.

Исследования эффективности АСУД, проведенные в нескольких городах России, показали, что сокращение задержек автомобилей на маршрутах координации составляет в среднем 25%.

С учетом вышеизложенного, а также на основании результатов анализа качества функционирования АСУД в городах России представляется целесообразным применять два показателя:

исправность (надежность) системы (И);

эффективность системы (Э).

Расчет обоих показателей может осуществляться КРЦ по запросу. Расчет показателя «Исправность системы» выполняется по следующей

формуле:

n

Ti

где n – количество перекрестков в системе; Ti – время работы i-го дорожного контроллера; Tн – нормативное время работы дорожного контроллера за сутки.

Величина показателя И показывает состояние системы за заданный

95

период (как правило, месяц) с учетом выхода из строя всех контроллеров, линий связи и другого оборудования.

Расчет показателя «Эффективность системы» следует выполнять по формуле

Показатель Э подсчитывается по каждой магистрали и далее суммируется. Величина Э выражает экономию в автомобилечасах за заданный период.

Таким образом, пользуясь показателями И и Э, можно отслеживать текущее состояние системы для оперативных мероприятий и количественно оценивать действие системы в рамках города для определения объемов финансирования, необходимых для эксплуатации и развития системы.

5.3. Контрольные показатели эффективности

Координированное управление (как линейное, так и сетевое) по своему целевому принципу обеспечивает наиболее эффективные режимы организации дорожного движения. Управляющие воздействия такого рода предназначены для установления контролируемых распределений транспортных потоков.

Оптимизация длительности циклов, фаз, промежуточных тактов и сдвигов разрешающих фаз светофорной сигнализации, упорядочение магистралей по загрузке, учет структуры и пропускной способности дорожной сети производится как на базе статистических данных об объекте управления, так и с использованием информации о характеристиках, получаемых непосредственно в процессе функционирования АСУД.

Это позволяет сформировать транспортный поток (ТП) в виде некоторого множества групп автомобилей, близких по скорости и объему.

Координация уравнивает для различных видов транспортных средств и одновременно повышает среднюю скорость ТП (при одностороннем движении в два раза) за счет уменьшения количества остановок и времени задержек (торможение, разгоны). Сокращается общее время поездки. Движение становится более равномерным (так как отпадает необходимость в излишних перестроениях и обгонах), снижается уровень психофизического напряжения (повышенного внимания) как водителей, так и пешеходов.

Такое состояние движения способствует уменьшению вероятности возникновения аварийных ситуаций. Теоретические выводы о положительном влиянии АСУД в районе управления на безопасность

96

движения [1] получили практическое подтверждение [8,10] даже в условиях ежегодного прироста в городах автомототранспорта. Одновременно снижается уровень шума и загрязнения атмосферного воздуха (наименьший выброс СО – при скорости 50 – 70 км/ч), поскольку масса и концентрация выброса вредных веществ выхлопных газов автомобилей зависят от режимов движения.

В общем случае эффективность АСУД имеет социальную и экономическую составляющие. К социальному эффекту следует отнести свойства системы формировать управляющие воздействия, соответствующие нетиповым (но обязательным) событиям, осуществляемым в оперативных целях, в интересах установленного приоритета, а также способствующие обеспечению безопасности пользователей дороги при любых условиях движения. Экономический эффект определяется рядом показателей, характеризующих главным образом уровень использования пропускной способности существующей дорожной сети автотранспортом (время сообщения, средняя скорость пассажирских и грузовых перевозок, расход топлива, износ дорожных покрытий и узлов автомобилей).

Научными учреждениями МВД СССР с 1974 по 1995гг. периодически проводились исследования качества функционирования отечественных АСУД с привлечением специалистов заинтересованных организаций других министерств и ведомств (по отдельным направлениям). Полученные результаты, отражающие влияние управляющих воздействий системы на транспортные потоки, по основным показателям идентичны данным, опубликованным в зарубежных источниках. Так, системы примерно одного класса и уровня сложности (имеющие сравнительно близкие функциональные возможности и объемы) дают стабильно близкие значения изменений параметров дорожного движения.

Количественные значения показателей эффективности системы определяются количеством объектов управления, типом системы, качеством ее обслуживания и в некоторой степени некорректностью методик измерения или расчета отдельных параметров. В то же время для наглядного представления о возможностях координированного управления рассмотрим средние значения основных показателей, полученные в результате исследований эффективности функционирования АСУД (по семи городам страны):

увеличение средней скорости поездки – 22–23%;

сокращение времени задержек – 20–45%;

сокращение времени сообщений – 14–27%;

сокращение количества остановок – 32–66%;

сокращение количества ДТП – 10–25%;

сокращение площади зоны повышенного износа дорожного

97

покрытия – 13–25%;

снижение расхода бензина – 11–16%;

снижение выбросов окиси углерода (СО) – 17–24%.

Проверки, проводимые через каждые 6 месяцев эксплуатации на системах управления дорожным движением, внедренных начиная с 2000 г., подтверждают ранее полученные показатели их эффективности.

Контрольные вопросы

1.Какие параметры применяются при оценке эффективности системы?

2.Назовите три метода оценки эффективности.

3.В чем суть натурного обследования?

4.Дайте основные показатели эффективности АСУД.

98

6.РАЗВИТИЕ СИСТЕМ

Эффективность функционирования городского хозяйства зависит от своевременности, полноты и достоверности получаемой информации с различных участков города и выдачи на них управляющих воздействий. Поэтому представляется целесообразным на базе АСУД создавать региональные системы оперативного реагирования. Такое решение возможно потому, что АСУД имеет около 60% резерва по передаче потоков информации.

Основное назначение региональной системы оперативного реагирования заключается в получении в реальном масштабе времени информации об оперативной обстановке на дорогах города, своевременном реагировании на изменение в обстановке непосредственно или через административные органы.

В состав системы при полном развитии могут входить:

АСУ дорожным движением – АСУД;

система автоматического контроля местонахождения специальных автомобилей – патрульных, скорой помощи и др.;

система оперативного контроля загрязнённости воздушной среды – система «ЭКО»;

система предупреждения факторов посягательства на имущество и жизнь граждан – система «ПОСТ»;

система анализа условий движения транспортных потоков – АСУД

ТП.

Все перечисленные системы создаются на основе существующих в городе каналов приёма передачи дискретной информации с перекрёстков в центральный управляющий пункт АСУД, где происходит её разделение по функциональным компьютерам.

АСУ дорожным движением. АСУД предназначена для управления транспортными и пешеходными потоками на дорожно-транспортной сети.

Задачи, решаемые системой:

сбор информации о параметрах транспортных потоков и режимах функционирования технических средств системы;

обработка статистической информации по параметрам транспортных потоков и информации для расчёта оптимальных схем организации движения, циклов, распределения и длительностей фаз, расчёта ПК;

обработка статистических данных по режимам функционирования технических средств системы и ведение базы данных по расстановке оборудования на дорожной сети (знаков, дорожных ограждений);

управление светофорной сигнализацией.

Система автоматического контроля местонахождения специальных автомобилей. Система предназначена для контроля

99

местонахождения патрульных автомобилей типа инкассаторские, «Скорая» и др. на дорожно-транспортной сети города и отображения информации на дисплее.

Система оперативного контроля загрязнённости воздушной среды

«ЭКО». Система «ЭКО» предназначена для улучшения экологических показателей окружающей среды в городе за счёт своевременного получения информации, контроля и принятия мер.

Задачи, решаемые системой:

автоматический сбор, обработка и передача в центр информации об уровне загазованности воздуха в жилых массивах, на городских магистралях и в промышленных зонах;

своевременное предупреждение об аварийных выбросах;

анализ информации в центре и отображение её на дисплее персональной ЭВМ;

оперативное принятие решений и выдача рекомендаций на печать либо на дисплей.

Система предупреждения фактов посягательства на имущество и жизнь граждан «ПОСТ». Система «ПОСТ» предназначена для контроля за соблюдением порядка в районах города и обеспечения быстрого прибытия на место происшествия в случае получения сигнала о нападении, вскрытии квартир, киосков и др. недвижимых объектов.

Задачи, решаемые системой:

приём информации от граждан о происшествиях в городском районе, охваченном системой, и формирование журнала;

определение места происшествия;

предупреждение патрульных или ведомственных служб.

Система анализа условий движения транспортных потоков

«АСУ ТП». Система «АСУ ТП» предназначена для оповещения водителей транспортных средств об условиях движения на автомагистралях и на сложных участках путём своевременного получения и анализа данных с контрольных точек, а также выдачи рекомендаций.

Задачи, решаемые системой:

измерение средней скорости движения, интенсивности транспортного потока, температуры окружающей среды, влажности воздуха;

обеспечение оперативного круглосуточного поступления информации о состоянии опасных участков в территориальные отделы ГИБДД;

своевременное предупреждение постов ГИБДД, контролирующих въезд-выезд транспортных средств с автомагистралей;

оперативное диспетчерское принятие мер по смене маршрутов движения;

100