Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Анализ транспортно-логистической инфраструктуры и операционной деятельности на агломерационном уровне. Учебное пособие.pdf
внедрения транспортной политики и межгосударственного взаимодействия, например, электронные цифровые карты автомобильных дорог, массивы информации для пользователей дорог, системы распространения информации и их международной передачи. Можно сказать, что этот слой
интегрирует политическое, социальное и экономическое планирование
транспорта всех заинтересованных субъектов. Он отличается в первую
очередь сбором статистических данных о транспортной системе и служит
для оценки основных параметров функционирования транспорта на соответствующем уровне.
Результатом оценки качественных характеристик работы транспортной системы на национальном уровне является и определение размера финансирования отдельных видов общественного транспорта из государственного бюджета. Данный слой должен является частью информационной системы страны, и данные, которые он предоставляет, должны использоваться другими государственными институтами.
Пятый слой ИТС должен являться звеном региональной (европейской, глобальной) транспортной политики и служить для ее активной поддержки. На основании сбора данных из отдельных регионов должны решаться вопросы капитальных вложений в транспорт на глобальном уровне.
5.2. Иерархия управления транспортными потоками в агломерациях
При создании архитектуры управления транспортом обычно следует
осуществить подходящую декомпозицию задачи, заключающуюся в ее делении на меньшие участки, с точки зрения положения конечных устройств
или с точки зрения используемых технологий. Далее следует выбрать подсистемы, которые будут образовывать единое телематическое решение.
Таким образом, для упрощенной структуры следует определить функциональные и информационные связи и выбрать удовлетворительную стратегию управления.
Существующее разделение городской системы управления транспортными потоками, которое исходит из классического подхода к транспортным устройствам управления, обычно характеризуется трехступенчатой иерархией (рис. 53).
121
3 уровень
диспетчерский надзор, контроль работы
автоматизированной системы
2 уровень
концентрация данных по синхронизации
транспортного потока
1 уровень
работа перекрестка со светофорами (создание
"зеленой волны")
Рис. 53. Иерархия управления транспортными потоками
городской системы
Обычно на первом уровне выбираются устройства управления
транспортным потоком типа master, которые управляют или синхронизируют несколько подчиненных устройств управления типа slave. Типичным
приложением является так называемая «зеленая волна», когда речь идет об
устройствах управления транспортным потоком, включенных последовательно.
На втором уровне данные от/до устройств управления обычно концентрируются. В результате этого уменьшаются требования к каналам связи между вышестоящим центром и устройством управления транспортом.
Скорее, в качестве исключения, и на данном уровне используется управление присоединенными светофорами. В таком случае концентратор данных
заменен локальной транспортной центральной станцией.
На третьем, самом высоком уровне работает вышестоящий компьютер, который обрабатывает данные и посредством концентраторов ведет
связь с устройствами управления. На данном уровне обычно используется
и диспетчерский надзор, который контролирует работу автоматизированной системы управления и посредством диспетчеров способен реагировать на чрезвычайные события в транспортном потоке или на другие чрезвычайные требования.
На рис. 54 иерархия телематических систем городских агломераций
рассмотрена более подробно.
122
3 уровень
транспортный комплекс области, региона
2 уровень
транспортная система городской агломерации
1 уровень
транспортный узел
Рис. 54. Иерархия управления транспортными потоками
городских агломераций
Первый уровень в иерархии городских агломераций образован отдельными транспортными узлами. В самом простом случае транспортным
узлом является светофор на перекрестке, так же как и закрытая парковка,
локальные предостерегающие устройства, ограничивающие скорость
транспортного потока, система управления тоннелем и т.п. Всегда речь
идет об относительно закрытом узле, образованном транспортными детекторами и исполнительными элементами, которыми могут быть сигналы
светофора или управляемые дорожные знаки и автоматизированная система управления.
Локальная система управления с такой концепцией имеет определенные функциональные связи и информационное содержание по отношению к другим транспортным узлам или к вышестоящему центру.
Второй уровень. Транспортная система в городской агломерации образована транспортными узлами, которые создают относительно закрытые топологические комплексы, образованные всегда технологиями одинакового
типа. Отдельные технологические комплексы могут также находиться в любом месте города. Топологическим комплексом являются, например, устройства управления транспортными потоками в определенном выделенном районе города, где между устройствами управления имеются взаимные связи. Так, например, имеются системы управления движением в автотранспортных тоннелях или устройства управления стоянками типа Park and
Ride, которые представляют одинаковые технологии, расположенные где
123
угодно в пределах города. Поэтому определение второго уровня, который
представляет собой управление на уровне области, подразделяется на управление топологическими или технологическими узлами.
С точки зрения собственных процедур управления, на данном
уровне в самом простом случае используется временное управление
находящимися в области светофорными объектами, которое, однако, не
реагирует на мгновенное состояние транспортного потока. Поэтому чаще используются транспортно-зависимое управление в современных телематических системах и методы адаптивного управления. С точки зрения управления, принципиальное значение имеет и конфигурация транспортных узлов. Относительно простым случаем является расположение
узлов в линии, для которой можно относительно легко найти алгоритмы
управления, так как оптимизация касается только распространения
сгустков транспортных средств в одном или в обоих направлениях. Более сложным является управление транспортными средствами с узлами,
расположенными на площади, что является типичным для городской агломерации.
В таком случае следует выбирать относительно сложные процедуры
оптимизации типа метода TRANSYT, которые способны охватить многонаправленное движение транспортных средств в сети.
Следовательно, топологическая область далее делится с точки зрения
расположения узлов:
– на область с плоской конфигурацией;
– область с линейной (артериальной) конфигурацией.
Третий уровень. Транспортный комплекс является самой высокой
степенью иерархии управления. Обычно он содержит несколько областей.
На третьем уровне интегрированы отдельные областные центральные
пункты управления (светофорными объектами, тоннелями, парковочными
системами и т.п.). В настоящее время при проектировании системы управления комплексом необходимо ввести понятие интегрированной системы
управления транспортными потоками (Integrated Traffic Management –
ITM). Очень важным также является создание единой архитектуры и обес-
печение взаимодействия всех систем. Для телематической управляющей
124
системы характерно то, что любая информация может быть доступной в
любое время и в любом месте сети.
На данном уровне используются и системы управления в случае
транспортных заторов или чрезвычайных ситуаций, а также следящие
телевизионные системы. Обычно системы работают в автоматическом
режиме с возможностью ручного вмешательства диспетчера. Значительную помощь при управлении в случае чрезвычайных ситуаций предоставляют экспертные системы, которые помогают решить или автоматически решают проблемы в чрезвычайных ситуациях. Комплексом может
быть не только сеть узлов и областей в городской агломерации, но и система управления автомагистралями на территории страны, например,
система перевозки опасных грузов (RISC management) на международном уровне.
ИТС – система, интегрирующая современные информационные,
коммуникационные и телематические технологии, технологии управления
и предназначенная для автоматизированного поиска и принятия к реализации максимально эффективных сценариев управления транспортной системой региона, конкретным транспортным средством или группой транспортных средств, с целью обеспечения:
− заданной мобильности населения;
− максимизации показателей использования дорожной сети;
− повышения безопасности и эффективности транспортного про-
цесса;
− комфортности для водителей и пользователей транспорта.
В целом единая ИТС России выглядит следующим образом (рис. 55).
125
Единая система
информационно-
аналитических
сервисов
Единая
ИТС
России
Единый центр
мониторинга
ИТС
агломераций
Центральное
хранилище
данных
Рис. 55. ИТС агломераций России
Цель современной ИТС в городской агломерации сводится к формированию своего рода экосистемы транспортно-логистических и информационных сервисов на базе передовых цифровых технологий и платформенных решений, которые обеспечивают гармоничный баланс функционирования личного и общественного транспорта, что позволяет обеспечивать
безопасность транспортной среды и улучшать качество жизни граждан. В
разных регионах России развитие ИТС происходит по-разному и на различных уровнях, а лидерами являются крупные города, в которых наиболее остро ощущаются проблемы в сфере транспорта. Общая схема конструирования ИТС агломераций представлена на рис. 56.
Для создания ИТС агломерации необходима информация, характеризующая агломерацию в целом, маршрутные сети, применяемые виды
транспорта, динамику пассажиропотоков и т.д. Важно оценить уровни активности интегральных индикаторов по субъектам, уровни целевых и
функциональных индикаторов. Эти данные должны быть соотнесены с
требованиями нормативной документации и с программным обеспечением, которое планируется использовать для создания и управления ИТС.
57).
Основные задачи, решаемые ИТС, можно объединить в группы (рис.
126
Рис. 56. Конструирование ИТС агломерации [15]
Комплексные системы сбора платежей
Задачи организации дорожного движения (ОДД)
Контроль состояния дорог
Обеспечение информационного сервиса
Группы задач ИТС
Управление маршрутизированным транспортом
Обеспечение безопасности дорожного движения (БДД)
Рис. 57. Группы решаемых задач ИТС
Глобальная цель построения и развития ИТС – создание системы
мониторинга и управления транспортной системой в режиме реального
времени для повышения качества транспортных услуг экономике и населению, снижения транспортных затрат, улучшения экологии и безопасности. Более подробное содержание задач ИТС представлено на рис. 58.
127
АСУДД – автоматизированная система управления дорожным движением;
КУТП – косвенное управление транспортными потоками;
ДС – диспетчерская служба;
ПДД – правила дорожного движения;
ДТП – дорожно-транспортное происшествие;
ЧС – чрезвычайная ситуация.
Рис. 58. Структура ИТС по направлениям задач
Подсистемы ИТС отвечают за эффективную работу всей этой структуры на территории (города, региона, страны). От составляющего их набора зависит достижение конечной цели установки такого оборудования и
работы данного комплекса. Подходы к формированию подсистем отличаются по месту, где необходим контроль: в населенном пункте, в городе, на
федеральной трассе.
Размещение элементной базы ИТС, её функционирование и взаимодействие определяются физической архитектурой. Именно с ней связаны
основные требования.
Верхним уровнем ИТС является интегрирующая платформа. Здесь
накапливаются и обрабатываются входящие данные, собирается статистика и проводится аналитика. На данном уровне осуществляется эффективное управление элементной базой, оперативно поддерживается взаимодействие с внешними системами.
128
Интегрирующая платформа ИТС является базой для построения единой интеграционной программы государственной компании «Центральный
уровень», объединяющей комплексные и инструментальные подсистемы.
Уровень представляет собой совокупность комплексных и инструментальных подсистем ИТС, собранных в единую интеграционную
платформу государственной компании.
В состав физической архитектуры ИТС входят шесть комплексных
подсистем:
− управление транспортными потоками (директивное и косвенное);
− система взимания платы;
− системы контроля соблюдения ПДД и установленных норм;
− пользовательские услуги и сервисы;
− управление состоянием дорог;
− контрольно-диагностическая система.
Комплексные подсистемы ИТС состоят из ряда инструментальных
подсистем:
− АСУДД (автоматизированной системы управления дорожным
движением);
− мониторинга параметров транспортных потоков;
− навигационно-информационного обеспечения участников дорож-
ного движения;
− мониторинга и управления парковочным пространством;
− фотовидеофиксации нарушений ПДД;
− видеонаблюдения;
− весогабаритного контроля;
− выявления инцидентов;
− мониторинга метеорологической обстановки;
− мониторинга работы дорожной техники на основе ГЛОНАСС;
− идентификации транспортных средств и электронного сбора пла-
ты.
Телекоммуникационная система – составная часть ИТС – обеспечивает информационное взаимодействие всех уровней.
129
5.3. Инфраструктура интеллектуальной транспортной системы
Инфраструктура ИТС представляет собой комплекс технических
средств, периферийных устройств и каналов связи, выполняющих коммуникационные функции в системе ИТС, которые не расположены на транспортных средствах.
Дорожно-транспортные ИТС включают в себя широкий перечень
функциональных устройств, обеспечивающих сбор информационных данных, управление потоками транспорта и предоставление необходимой информации субъектам дорожного движения.
Для того чтобы кардинально изменить ситуацию с безопасностью на
дорогах, необходимо обеспечить оснащение интеллектуальных транспортных систем современным оборудованием (рис. 59).
1. Дорожные камеры видеонаблюдения
2. «Умные светофоры»
3. Детекторы трафика
4. Электронные устройства оплаты проезда
5. Информационные табло
6. Паркоматы
Функциональные устройства ИТС
7. Автоматизация освещения дорог
8. Оборудование автоматической фиксации нарушений
ПДД
Рис. 59. Функциональные устройства ИТС
130