ИОАС / Книги / Автоматизированные системы управления дорожным движением

ДКС-Д снимается напряжение «+5 В», которое через розетку XS1 силового узла поступает для включения индикатора «+5 В».

Формируемые источником ИП-ДКС-Д напряжения питания через розетку XS1 источника подаются на вилку А3-XP1 панели ПЛ (ПЛ-02), откуда через розетку А3-ХS1 панели ПЛ (ПЛ-02) поступает на вилку XP3 платы ДКС-Д напряжение «+5 В», а на розетку XS5 панели ПЛ (ПЛ-02) – напряжение «+ 5 В ПИ» для питания пульта ПИ. На эту же розетку с вилки ХР2 платы ДКС-Д через розетку А3-ХS4 панели приходят цепи «А» и «B» для обмена по стыку RS485.

На вилку XP3 платы ДКС-Д от источника ИП-ДКС-Д передаются через розетку XS1 источника, вилку А3-XP1 и розетку А3-XS1 панели сигналы «Синхр.1» и «Синхр.2».

С вилки А4-ХР1 платы ДКС-Д через розетку А3-XS3 и вилку А3-XP2 панели ПЛ (ПЛ-02) транслируются на розетку XS32 силового узла сигналы «ОС конфл.» и «+5 В», поступающие на плату УСМ для отключения питания при возникновении конфликтной ситуации.

Связь между платой ДКС-Д и платой Р16 (Р16-01) осуществляется по цепям «Л1» – «Л8» через розетку А4-XS1 платы ДКС-Д и вилку А1-XP1

платы Р16 (Р16-01).

Связь между платой ДКС-Д и панелью ПЛ (ПЛ-02) по цепям «FU1» – «U16» осуществляется через вилку А4-XP1 платы ДКС-Д и розетку А3XS3 панели ПЛ (ПЛ-02).

Силовые цепи и цепи связи с ТВП платы ДКС-Д выведены на розетку А4-XS2 платы ДКС-Д.

Напряжение питания «+5 В Ц» и «0 В Ц» поступает на розетку XS7 платы Ц (от источника ИП-ДКС-Д через розетку XS1 источника и вилки А3-XP1, А3-ХР5 панели ПЛ-01 и ПЛ-03).

Цепи обмена информацией по стыку RS485 выведены на розетку XS1 платы Ц и через вилку А3-XP3 панели ПЛ-01 и ПЛ-03 подсоединяются к розетке XS5 панели.

2.4. Детекторы транспорта

2.4.1. Общие сведения

В автоматизированных системах управления дорожным движением информация о текущих характеристиках ТП собирается с помощью детекторов транспорта (ДТ). Полученные данные необходимы для работы контроллеров, осуществляющих локальное управление на перекрестках, и центральных управляющих пунктов для выбора оптимального режима работы системы.

Режимом, который обеспечивает максимальную эффективность использования оборудования АСУД, в том числе и ДТ, является режим

41

координированного управления. В связи с этим при выборе типов ДТ, мест их установки на дорожно-транспортной сети и размещения чувствительных элементов (ЧЭ) необходимо в первую очередь решать эти задачи применительно к использованию ДТ в составе АСУД, а затем рассматривать их возможное использование при локальных режимах. Такое решение объясняется также тем, что АСУД, как правило, работает с 600 до 2300, т.е. практически весь период времени, когда имеется значительное движение ТС.

Задача размещения ДТ в районе управления АСУД включает несколько этапов:

выбор в районе управления перекрестков, на которых необходимо устанавливать ДТ определенного типа;

размещение чувствительных элементов на перекрестках;

выбор режимов работы ДТ.

Типы детекторов транспорта и их функции. В современных АСУД информация о текущих характеристиках транспортных потоков собирается с помощью детекторов транспорта, которые входят в состав комплексов технических средств АСС-УД, «Сигнал», АСУД-С [4].

По принципу действия детекторы транспорта разделяются на следующие:

индуктивные;

феррозондовые;

ультразвуковые;

инфракрасные.

Индуктивные и феррозондовые ДТ широко применялись в 80 – 90-х годах, но так как их монтаж связан с серьезными строительными работами, а срок службы, как правило, составлял не более одного года, то от них пришлось отказаться.

Ультразвуковые детекторы имели очень ограниченное, в основном экспериментальное применение [5,8].

В настоящее время наибольшее распространение получили инфракрасные ДТ (ДТ-ИК). Это обусловлено отсутствием строительных работ при их монтаже и длительным сроком службы (до 8 лет). Поэтому далее технология применения ДТ будет изложена применительно к ДТ-ИК.

Основными функциями ДТ являются:

сбор статистических данных по интенсивности движения ТП, скорости и времени присутствия;

обеспечение работы режима МГР по поиску разрывов в ТП;

сбор данных для расчета задержек ТС.

ДТ подразделяются на несколько типов в зависимости от назначения. Наибольшее распространение получили ДТ следующих типов:

интенсивности;

42

заторовые;

скорости;

состава потока.

ДТ интенсивности позволяют одновременно выполнять ряд следующих задач:

подсчет количества ТС за заданный период времени (интенсивность);

рассчитывать задержку ТС; осуществлять поиск разрывов в ТП (режим МГР).

ДТ остальных типов позволяют выполнять по одной задаче: детекторы скорости измеряют скорость движения ТС в заданной зоне, заторовые детекторы измеряют время присутствия ТС в контролируемой зоне.

2.4.2. Принципы установки детекторов транспорта

Детекторы интенсивности. На основании статистики по изменению интенсивности транспортных потоков в течение суток производится выбор мест размещения детекторов интенсивности.

Детекторы интенсивности следует устанавливать при соблюдении следующих условий:

на входных перекрестках магистралей;

на перекрестках, удаленных от других (смежных) на расстояние не более 800 м, что позволяет корректировать планы координации, уменьшая задержки ТС на перекрестках;

на перекрестках со значительными изменениями интенсивности движения в течение суток, когда требуется перераспределение длительности фаз, при интенсивности более 300 авт./ч на полосу;

на перекрестках с интенсивностью более 1500 авт./ч в сечении дороги, требующих введения вызывных фаз по второстепенным направлениям, когда пересекающая магистраль имеет интенсивность менее 120 авт./ч на полосу.

В случае, когда пересекающая магистраль имеет малую интенсивность движения транспортных потоков, не совмещена с пешеходным движением, требующим ежециклично фазу, детектор не устанавливается (интенсивность пешеходов – более 500 – 600 чел./ч).

Основным требованием для вышеперечисленных условий является:

длительность i-й фазы (по расчету).

Причем для перекрестков с 2-фазной организацией движения данное условие должно выполняться для обеих фаз, а для перекрестков с

43

организацией движения, имеющей более двух фаз, данное условие должно выполняться не менее чем для двух фаз.

Если ни одно из условий не выполняется, то размещение детекторов экономически нецелесообразно.

Детекторы скорости. Детекторы скорости устанавливаются на перегонах перед перекрестками, на которых:

скорость не зависит от маневров ТС;

отсутствуют помехи (остановки общественного транспорта, остановки на обочине);

длина от места установки чувствительного элемента (ЧЭ) до перекрестка не менее 200 м.

Один детектор устанавливается на магистрали из 10 – 12 перекрестков. Чувствительные элементы устанавливаются на левую или среднюю полосу

впрямом и обратном направлениях на перегоне длительностью не более

400 м.

Детекторы состава потока. Детекторы состава потока применяются для сбора статистических данных по составу потока в районе управления.

С помощью этих данных определяются интенсивности движения в приведенных единицах, корректируются планы координации. Детекторы состава потока устанавливаются на наиболее загруженных перегонах, отличающихся значительными изменениями состава потока. Точки их установки (если в системе предусмотрен сбор статистических данных по составу потока) определяются по результатам предварительного обследования.

Заторовые детекторы. Заторовые детекторы устанавливаются перед перекрестками, на которых возможно возникновение очереди ТС, которая не разгружается за цикл и распространяется до соседнего перекрестка, перекрывая на нем движение в поперечном направлении. Необходимость установки детекторов определяется на основании анализа вероятности возникновения затора.

ЧЭ следует устанавливать на левую полосу, во избежание непредвиденных ситуаций. Расстояние L от стоп-линии до места размещения ЧЭ следует рассчитывать по формуле

где g – длительность зеленого сигнала на перекрестке, с; l – средний динамический габарит ТС, м; t – среднее время разгрузки для одной полосы движения, принимается равным 2,5 с.

2.4.3. Правила размещения чувствительных элементов

Размещение по типу чувствительных элементов. Наиболее широкое распространение на практике получили пассивные инфракрасные

44

чувствительные элементы (ИК ЧЭ).

Установка ИК ЧЭ не требует вскрытия дорожного полотна, они устанавливаются фиксированно над поверхностью дороги.

Размещение по полосам. При размещении ЧЭ необходимо учитывать следующие правила:

ЧЭ для измерения интенсивности располагаются только на одной полосе;

если направление движения имеет две полосы, то ЧЭ следует располагать на левой полосе;

если направление движения имеет три полосы, то ЧЭ следует располагать на средней полосе;

ЧЭ можно располагать на нескольких полосах с учетом направлений, более чем по одному в фазе, если в этом есть необходимость;

в каждой фазе следует устанавливать только один ЧЭ на направлении, где в течение суток наблюдается наибольшая интенсивность;

если наибольшая интенсивность в различные периоды суток наблюдается на различных направлениях, то следует ставить ЧЭ на каждом из этих направлений.

Расстояния от места укладки ЧЭ до стоп-линии для различных ситуаций приведены в табл. 2.2.

2.4.4. Режимы работы детектора транспорта

Детекторы транспорта в системах, реализующих алгоритм поиска разрывов. Для реализации алгоритма поиска разрывов с постоянными уставками управления используются проходные детекторы, размещаемые на каждом входном направлении.

Выбор величины временного разрыва Тэк обусловлен некоторыми особенностями. Ее значение ограничивается снизу максимально возможным интервалом ТС в потоке насыщения. Примечательно, что слишком малый временной разрыв может привести к преждевременному выключению зеленого сигнала. Нижний предел обычно принимается равным 3 с. На выбор верхнего предела влияют несколько факторов:

слишком большое значение заставляет устанавливать ЧЭ далеко от стоп-линии, поэтому рекомендуется выбрать интервал из табл. 2.3;

при большой скорости подхода к перекрестку применение алгоритма поиска разрывов с постоянными уставками неэффективно (алгоритм

45

эффективен при скорости до 48 км/ч).

Детекторы транспорта в системах, реализующих алгоритм управления движением по запросу. Алгоритм предусматривает включение зеленой фазы при наличии запроса и применяется для пропуска отдельных ТС через загруженную магистраль. В детекторах вызывного действия ЧЭ устанавливается только на второстепенных дорогах. При интенсивном движении по главной магистрали остановка ТС на второстепенном направлении во внимание не принимается.

При выборе расстояния от ЧЭ до стоп-линии перекрестка необходимо учитывать следующее: при tmin=8 c расстояние от ЧЭ до стоп-линии – не менее 20 м. Причем с увеличением tmin соответственно увеличивается и расстояние от стоп-линии до ЧЭ, так как водители, подъезжающие по второстепенному направлению на зеленый сигнал, не останавливаются, если желтый сигнал застал их перед стоп-линией.

2.4.5. Детектор транспорта ДТ-ИК

Назначение. Детектор транспорта ДТ-ИК предназначен для работы в качестве детектора прохождения транспортных средств по дорожнотранспортной сети в составе автоматизированных систем управления дорожным движением.

Технические данные. Принцип обнаружения транспортных единиц (ТЕ) – пассивное инфракрасное детектирование.

Тип работы – детектор прохождения. Дальность обнаружения ТЕ – 12 м.

Максимальный размер контролируемой зоны (КЗ) – 2 м 2 м по одной полосе в одном направлении движения.

Диапазон рабочих температур – от - 40 до + 50 С. Питание – напряжение переменного тока 220 В. Потребляемый ток – 30 мА (max).

Протокол передачи информации – АСС-УД.

Устройство и работа ДТ-ИК. На рис. 2.6 приведена структурная схема детектора ДТ-ИК.

На плате ПИК-1 в качестве чувствительного элемента в инфракрасном датчике ИКД применён пассивный пироэлектрический элемент, который обеспечивает необходимое измерение выходного сигнала при изменении температуры в контролируемой зоне на 5 С. Спектр принимаемого ИК излучения исключает влияние на работу датчика чада от выхлопных газов, тумана и водяных паров и обеспечивает независимость от атмосферных

46

условий. Интенсивность контролируемого излучения зависит от температуры объекта, его размеров и структуры поверхности, но не от её цвета или условий освещённости. Поэтому датчик работает круглосуточно.

Плата УП-1 содержит процессор, задачей которого является определение наличия ТЕ в контролируемой зоне на основании анализа сигналов, поступивших с ИКД. Светодиод HL2 индицирует поступление стартовых импульсов на устройство. Светодиод HL1 индицирует сигнал прохождения ТЕ, формируемый процессором.

ИПТ-3 – источник питания, обеспечивающий работу ПИК-1 и УП-3.

Рис. 2.6. Структурная схема детектора ДТ-ИК

Установка детектора. На объекте устройство ДТ-ИК может монтироваться на светофорной колонке, мостах, эстакадах, столбах освещения. Следует обратить внимание на стабильность монтажа. Вибрации носителя (мачты, кронштейна и т. д.), обусловленные погодными условиями, должны быть исключены.

На рис. 2.7 приведен пример установки детектора на столбе освещения. Устройство может поворачиваться на кронштейне крепления на угол, равный 35 . Угол захвата оптической системы датчика составляет 8 , и при указанных на рисунке размерах контролируемая зона (КЗ) будет иметь вид

квадрата 1,7 1,7 м.

Детектор ДТ-ИК подключается к линии связи с помощью двух проводов через разъем ХТ1 платы УП-1. Назначение контактов разъема ХТ1 следующее: 1 – первый провод линии связи; 2 – второй провод линии связи.

Сетевое напряжение подводится к разъему ХP2 (контакты 3, 4) платы ИПТ-3.

47

контролируемой полосе.

Если красный светодиод не реагирует на наличие ТЕ на контролируемой полосе или реагирует на ТЕ, проезжающие по соседней полосе, необходимо повернуть детектор, для того чтобы добиться правильной реакции.

Для точной настройки ДТ-ИК на контролируемую полосу используется лазерный прицел.

При установке ДТ-ИК на расстоянии более 6 м от контролируемой полосы возможно ослабление сигнала (неустойчивый сигнал), в этом случае рекомендуется снять защитный экран с бленды устройства.

2.5. Структура ЦУПа

2.5.1. Комплекс технических средств ЦУПа

Центральный управляющий пункт является центром, куда поступает различная информация о функционировании комплекса технических средств, параметрах транспортных потоков со всего района управления АСУД.

ЦУП состоит из нескольких ПЭВМ, объединенных средствами локальной сети. Каждая ПЭВМ имеет свое конкретное назначение и выполняет прием и обработку информации, а также выдачу решений по возникающим проблемам.

Структура ЦУП относится к открытому типу, т.е. позволят компоновать и расширять систему устройствами для решения нескольких задач. На рис. 2.9 приведена структурная схема ЦУПа АСУД.

Рис. 2.9. Структурная схема ЦУП АСУД

49

Комплекс вычислительных средств ЦУПа включает следующие устройства:

СЕРВЕР – ПЭВМ, обслуживающая локальные сети №1 и 2 и модемную связь;

АРМ ТП – ПЭВМ для сбора и анализа статистических данных о транспортных потоках;

АРМ деж. – ПЭВМ для оперативного дежурного ЦУПа (получение справок, ввод данных, поступающих по телефону);

АРМ прог. – ПЭВМ программиста системы для изменения файлов привязки и перекомпоновки ПО;

ПЭВМ-У – управляющая ПЭВМ на базе КРЦ;

ТКП – табло коллективного пользования (диагональ 116 см) на базе ПЭВМ;

М – модем для выхода в ГТС;

ДПОУ – дисплейный пульт оперативного управления.

Необходимо учитывать, что приведенная структура ЦУПа позволяет проводить расширение района управления АСУД добавлением КРЦ. Такая мера позволяет без изменений и реконструкций увеличивать количество охватываемых перекрестков на 48 с каждым КРЦ.

2.5.2. Контроллер районного центра (КРЦ)

Назначение изделия. КРЦ предназначен для управления дорожными контроллерами, подключаемыми как непосредственно по радиальным каналам связи, так и через контроллеры КЗЦ ТУ 25-1724.002-86.

КРЦ используются в автоматизированных системах управления дорожным движением разных поколений, таких как АССУД, АСУД «Сигнал», АСУД-С, и рассчитаны на непрерывную круглосуточную работу в стационарных условиях в отапливаемом помещении при температуре окружающего воздуха от 5 до 40 C и относительной влажности от 5 до 95 %.

Рис. 2.10. Внешний вид КРЦ

Технические характеристики. Технические характеристики КРЦ различных модификаций приведены в табл. 2.4.

КРЦ модификаций КРЦ-01, КРЦ-02, КРЦ-06, КРЦ-07, КРЦ-08

50