Лекция 11Система телематики на грузовом транспорте

Системы телематики на грузовом транспорте внедряются в рамках автоматизированных навигационных систем диспетчерского управления грузовыми перевозками. В функциональной структуре диспетчерской системы должны учитываться транспортные характеристики перевозимых в сообщении грузов. Транспортная характеристика грузов, учитываемая в функциональной структуре системы, представляет собой совокупность: физико-механических и физико-химических свойств; объемно-массовых характеристик; параметров тары и упаковки; характеристик опасности; специфических свойств грузов

У каждой номенклатуры груза своя транспортная характеристи- ка, которая определяет режим перевозки, способы погрузки, разгрузки, перегрузки и хранения, а также требования к техническим средствам выполнения этих операций.

Транспортная характеристика определяет специфику решений задач, связанных с диспетчерским управлением и общей рационализацией перевозочного процесса: подбора целесообразных типов и моделей подвижного состава; выбора погрузочно-разгрузочных средств и грузозахватных устройств; выбора складского оборудования; выбора средств упаковки и пакетирования; разработки рациональных способов и схем погрузки-разгрузки и перевозки и т.д.

Существующая технология диспетчерского управления работа- ми по перевозкам грузов должна реализовывать в полном объеме: оперативное (текущее) планирование; учет и контроль; оперативный анализ; оперативное регулирование производственного процесса, в том числе при возникновении сбойных ситуаций на дорожной сети; получение оперативных справок о ходе процесса; получение отчетных данных о выполнении транспортной работы. В связи с этим структура системы включает в себя следующие функциональные элементы (подсистемы): подсистему «Оперативное планирование»; подсистему «Автоматизированный учет, контроль и анализ маршрутизированного движения транспорта, выполняющего перевозки грузов»; подсистему «Оперативное регулирование движения подвижного состава»; подсистему «Оперативный анализ движения»; подсистему «Формирование отчетных данных об исполненном движении»; подсистему «Сервисное обеспечение системы»; геоинформационную подсистему.

Для реализации функций указанных подсистем применяются комплексы аппаратно-программных и технологических средств, в том числе: 1) комплекс диспетчеризации, включающий в себя: программно- технологические средства, информационные средства, средства вы- числительного комплекса, включая серверное, сетевое оборудование, автоматизированные рабочие места штатных специалистов;

 2) комплекс радиооборудования и связи, включающий в себя бортовой радионавигационный комплект и комплекс средств связи и обмена данными в том числе коммутаторы, маршрутизаторы, оконечное оборудование линий связи.

Лекция 12Интеллектуальные системы управления движением транспортных потоков на автомобильных магистралях

Повышение эффективности управления дорожным движением связано с созданием автоматизированных систем управления дорожным движением (АСУДД), которые являются неотъемлемыми компонентами интеллектуальных транспортных систем. АСУДД, как часть ИТС, выполняет управляющие и информационные функции, основными из которых являются:

- Управление транспортными потоками;

- Обеспечение транспортной информацией;

- Управление безопасностью и управления в особых ситуациях.

В общем виде подсистемы городской АСУДД могут быть представлены как совокупность устройств дорожной телематики, контроллеров и автоматизированных рабочих мест (АРМ), включенных в сеть обмена данными, с организацией центрального и местных центров управления - в зависимости от плотности и интенсивности дорожного движения [3]. Поэтому структура АСУДД имеет иерархическое строение (рис. 8.10).

На нижнем уровне дорожные контроллеры каждого из перекрестков обеспечивают управление светофорами всех направлений и полос движения. К контроллерам могут быть подключены дополнительные информационные табло, детекторы транспорта, табло пешеходов. Контроллеры перекрестков работают или по собственной программе управления, локально или получают программы с верхнего уровня управления. В большинстве малых и средних городов локальный режим управления дорожным движением является основным.

Для обеспечения режима "зеленая волна" дорожные контроллеры перекрестков подсоединяются кзонального контроллера, программа которого рассчитывает управляющие программы каждого из контроллеров, перекресток которых подключены к этому режиму. Зональные контроллеры могут получать всю информацию, поступающую на дорожные контроллеры, а также могут корректировать программы управления по информации из верхнего, Центральногородскую уровня.

Центр управления обеспечивает в основном контролирующую функцию и реализует регулирующую функцию только в случаях сбоев в управление дорожным движением или для обеспечения проезда специального транспорта.

Структура АСУДД

Развитие современной иерархической структуры АСУДД происходил постепенно - от нижнего уровня локального управления вручную до компьютеризированных зональных и централизованных систем, поэтому по своему составу, архитектурой, функциональными возможностями, способом перепрограммирования на дорогах сегодня используют АСУДД нескольких поколений, которые условно разделяют на четыре по уровню расчета управляющих параметров и введения их в дорожных контроллеров

Первое поколение - расчет управляющих параметров и введения их в дорожных контроллеров, а позже и в зональных контроллеров АСУДД, выполняются вручную.

Второе поколение - расчет управляющих параметров автоматизированный на компьютерах зональных контроллеров, однако введение их в дорожных контроллеров выполняется вручную.

Третье поколение - расчет управляющих параметров и ввода их к контроллерам АСУДД автоматизированные, также возможна реализация управления прогнозу динамики транспортных потоков.

Четвертое поколение - управление дорожным движением автоматическое в реальном времени, когда с помощью детекторов транспорта обеспечивается сбор информации на контроллеры, а адаптивные управляющие программы переключают светофоры перекрестков, в зависимости от реального состояния транспортных и пешеходных потоков.

Опыт показал, что в недельном цикле регулирования следует использовать не менее шести программ управления (ПК) светофорами, а с учетом изменения скоростей при изменении погодных условий - 12 или даже 18. Расчет такой библиотеки программ предусматривает использование информации об интенсивности транспортных потоков, на этапе начального внедрения телемеханических систем был практически невозможен.

В течение 60-х годов в Великобритании и частично в США и Японии активно велись работы по созданию алгоритмов расчета параметров светофорного регулирования. На основании работы Вебстера (FJWebster), ставшей классической, 1958 года было разработана и программно реализован ряд алгоритмов приближенного, а затем и точного расчета управляющих параметров на отдельных перекрестках [33].

В начале 70-х годов произошло событие, которое привело к революционным изменениям в технологии управления светофорной сигнализацией - в Великобритании группой сотрудников TRRL (TransportandRoadRecearchLaboratory) под руководством Д. Робертсона был разработан и программно реализован метод расчета ПК TRANSYT, что позволяет строить ПК для транспортных сетей произвольной конфигурации и использует информацию об интенсивности транспортных потоков, взаимосвязях между потоками на соседних перекрестках [32].

Опыт работ с расчетом управляющих программ показал, что для получения исходных данных необходимо проводить трудоемкое обследование транспортных потоков. Это стимулировало проведение работ по автоматизации обследования и создания различного типа датчиков транспортных потоков. Наличие надежных датчиков и опыт их эксплуатации при сборе исходных данных для расчета ПК естественным образом подтолкнули к идее включения этого расчета к контуру управления, и было реализовано в системах 3-го поколения. В свою очередь, наличие датчиков привело к дальнейшему развитию алгоритмов управления и создало предпосылки для появления систем 3-го и 4-го поколений.

По назначению и степени технической оснащенности АСУДД делятся на две основные группы - магистральные и общегородские АСК. Магистральные КСУ координированного управления (УК) делятся на □ бесцентрово КСУ УК, централизованные КСУ УК и централизованные интеллектуальные КСУ УК. Общегородские системы управления могут быть упрощены или интеллектуальные.

Бесцентрово КСУ УК характеризуются тем, что для них отсутствует необходимость создания центра управления. Они выполняются в двух модификациях. По одной из них синхронизацию работы контроллеров реализует один из них, является главным. Этот контроллер, так называемый "координатор", связан линией связи с каждым из других контроллеров, причем эта линия может быть либо одной для всех и к ней подключаются параллельно другие контроллеры (такая система называется многоточечной или параллельной), либо к каждого контроллера проложена своя линия связи (система точка - точка или радиальная) (рис. 8.10) - нижний уровень иерархии управления.

Централизованные АСК УК характеризуются наличием центра зонального управления (зональный контроллер), который связан с дорожными контроллерами радиальными линиями связи (на рис. 8.11 линии Л1 ... Л64). Как правило, централизованные АСУ УК характеризуются возможностью осуществлять многопрограммное УК с переключением программ по времени суток.

Централизованные интеллектуальные АСК УК характеризуются тем, что в их составе на данной дорожной сети появляются установлены детекторы транспорта. Информация от детекторов транспорта передается по линиям связи в контроллер зонального центра управления (КЗЦ), в котором установлена промышленная ЭВМ, которая имеет возможность менять планы координации в зависимости от транспортной ситуации на магистрали. В зависимости от технических характеристик, в КЗЦ может быть подключено до 64 линий от дорожных локальных контроллеров, позволяет реализовать автоматизированное управление целым районом или небольшим городом. Общегородские АСКП характеризуются подключением к центру управления не только одной магистрали, на которой реализуется УК, а всех магистралей УК.

Рисунок 8.11 - Зональный контроллер

Кроме того, подобные системы имеют в своем составе так называемый контур диспетчерского управления, который включает в себя подсистему телевизионного наблюдения за движением, подсистему отображения информации о дорожной

обстановку и средства непосредственного диспетчерского управления светофорной сигнализацией и управляемыми знаками диспетчерским персоналом центра управления.

Интеллектуальные ЗАСКД позволяют управлять дорожным движением на городских магистралях непрерывного движения в комплексе с сетевой координированным светофорным регулированием. Задача такой системы заключается в работе в трех направлениях. В первом из них - это координированное управление работой выездов на дорогу непрерывного движения с целью обеспечения резерва пропускной способности на ней, то есть обеспечение этой самой непрерывности. Второе направление - это управление съездами на магистрали обычного типа. Если на них в точках съездов существует затор, то задача системы - ограничить съезд с тем, чтобы очередь на нем не начала блокировать магистраль непрерывного движения. Третье направление - это автоматическое обнаружение ДТП или затора на трассе и диспетчера информацией о том, что случилось.