Этапы реализации автоматизированных дорожных систем: общая характеристика АДС

Этапы реализации автоматизированных дорожных систем представляют собой ряд последовательных мероприятий: от проектирования комплекса до монтажа, эксплуатации оборудования, проверки его эффективности. Подобные системы все чаще внедряются в городах ведущих стран мира, в том числе в России.

Целесообразность их использования трудно переоценить. АДС позволяют снизить нагрузку на дороги, грамотно распределить трафик, уменьшить количество ДТП и т. д. Из нашего материала вы узнаете, что собой представляют подобные системы, чем характерен каждый из этапов их реализации, а также речь пойдет об опыте эксплуатации АДС в мире.

Цель внедрения автоматизированных дорожных систем

В настоящее время управление дорожным движением производится хаотично, не комплексно, а где-то и вовсе практически не ведется. Эту проблему поможет решить создание АССУД (агрегатная система средств управления дорожным движением). Ранее уже были разработаны устройства и системы управления для этой цели, но, в отличие от них, АССУД помогает спроектировать АСУД (автоматизированная система управления и диспетчеризации) из стандартизированного комплекса технических средств, а также математического обеспечения и программного.

При создании автоматизированной системы управления и диспетчеризации на базе АССУД можно прилично снизить объем затрат на ее проектирование, потратить значительно меньше времени на внедрение системы.

Системы АСУДД в настоящее время широко распространены и появляются в разных городах нашей страны. Это позволяет оптимизировать управление движением, сократить количество аварий на дорогах. Плюсами такой оптимизации является быстрое достижение положительного результата, а также существенная экономия средств по сравнению с полноценным строительством. Благодаря внедрению и проектированию АСУДД значительно улучшается инфраструктура города.

Автоматизированные дорожные системы состоят из множества компонентов, программных и аппаратных, которые занимаются сбором и анализом информации, некоторые из них работают на основе данных, полученных от другого элемента системы. Функции системы зависят от ее компонентов.

Основной функционал АСУДД:

• Оценка погодных условий и уведомление водителей об их ухудшении в случае необходимости (как в месте нахождения системы, так и удаленно).
• Оценка качества покрытия на дорогах.
• Контроль за работой компонентов системы и управление ими (светофоры, информационные табло, источники освещения, устройства, распыляющие при необходимости химические вещества на дорогах, и т.д.).
• Непрерывный обмен информацией между компонентами системы, отправка данных, полученных в ходе анализа, в диспетчерский центр или в облако для хранения.
• Организация видеосвязи с диспетчерским центром через пункты экстренной помощи (желтые коробки с надписью SOS).
• Прогноз дорожных условий на основании данных, полученных от всех компонентов системы.

Разные системы имеют различный состав компонентов и, соответственно, выполняют разные задачи. Основные из них: программное обеспечение комплекса, управляющего дорожным движением, мониторинг погодных условий, оценка состояния дорожных покрытий, контроль за транспортным потоком, управление всеми элементами системы.

Рассмотрим подробнее основные компоненты АСУДД и возможности для внедрения их в России.

Общая характеристика автоматизированных дорожных систем

Существуют следующие виды автоматизированных систем управления дорожным движением:

1. Магистральные АСУДД с координированным управлением. Они бывают бесцентровые, централизованные и централизованные интеллектуальные.

• Бесцентровые.

Отсутствует необходимость в создании центра управления. Бесцентровые АСУДД бывают двух модификаций. Суть первой заключается в том, что синхронизацию всех контроллеров реализует главный координатор, связанный линией с каждым из них. Во второй модификации от каждого контроллера идет своя линия связи с главным координатором.

• Централизованные.

Имеют свой центр управления (зональный контроллер), связанный с контроллерами их собственными линиями связи. Такие АСУДД имеют возможность осуществлять многопрограммное УК с возможностью переключения программ в зависимости от времени суток.

• Централизованные интеллектуальные АСУДД.

Оснащены детекторами транспорта, которые по линиям связи передают информацию в главный центр, оборудованный промышленной ЭВМ, оценивающей ситуацию и способной менять планы координации движения в зависимости от загруженности транспортного потока.

2. Общегородские автоматизированные АСУДД. Их зона действия – дорожно-транспортные сети городов. Бывают упрощенные, интеллектуальные, управляющие городскими дорогами с непрерывным потоком автомобилей и с реверсивным движением.

• Интеллектуальные.

Имеют мощнейшие УВК (управляющие вычислительные комплексы), а также сети информационных табло, отображающих необходимые данные. Такие системы способны вести контроль движения транспортных средств непрерывно, управлять компонентами внутри системы и перераспределять при необходимости транспортные потоки.

Подсистемы АСУДД – это совокупность различных контроллеров и устройств для обмена данными между ними, дорожной телематики, программно-технических комплексов и АРМ (автоматизированных рабочих мест). От плотности и интенсивности транспортных потоков зависит количество АРМ, подключенных к сети обмена информацией.

Для передачи информации путем телекоммуникации используют следующие устройства: ЗПИ (знаки переменной информации – устройства, отображающие знаки дорожного движения, меняющиеся в разное время суток), ТПИ (табло переменной информации – средства, необходимые для регулярной передачи и обновления информации для участников движения), АДМС (автоматические дорожные метеостанции – технические устройства, измеряющие погодные и дорожные условия), различные детекторы, камеры видеонаблюдения и пр.

Благодаря качественной интегрированной связи повышается степень безопасности на дорогах, организуется более эффективная работа спецслужб.

3 примера реализации автоматизированных дорожных систем в мировой практике

Работа над комплексами адаптированного управления транспортными потоками ведется в мире давно. По-другому они называются ИТС – интеллектуальными транспортными системами.

ИТС – это система, объединяющая самые современные информационные, коммуникационные и телематические технологии, предназначенная для повышения эффективности транспортного процесса и создания максимально безопасных условий для всех участников движения.

Читайте также

Как работают камеры на дорогах: обзор современных систем

Подробнее

1. ACS-Lite
   

   

   Проект Acs-Lite (создан компанией Siemens совместно с The Federal Highway Administration) – это комплекс, разработанный по программе исследований, развития и технического совершенствования транспортного управления.

   Этот проект существенно отличается от остальных. Пока другие компании работали над сложными транспортными системами для мегаполисов, которые нуждаются в большом финансировании и создании новой основы для внедрения (инфраструктуры, множества контроллеров), Siemens решили пойти путем наименьшего сопротивления и создать проект системы, подходящей для отдельных магистралей.

   Данная система могла работать на имеющихся действующих контроллерах: камерах, детекторах и т.д., для ее работы не требовалось обучать персонал и строить дополнительную инфраструктуру.

   Проект Acs-Lite прошел множество проверок и испытаний. Было доказано, что внедрение данной системы может принести большие выгоды.

2. SCOOT
   

   

   Следующий проект – система SCOOT, разработанная лабораторией по исследованиям в области транспорта (TRL) совместно с известными компаниями-производителями оборудования для транспортных систем в Великобритании.

   Данная система прошла множество испытаний. Первую версию проверяли в г. Глазго (1970-е гг.), следующим значим городом в становлении проекта является г. Ковентри, а коммерческая версия системы появилась в Мейдстоне (1980 г.). На сегодняшний день компания SCOOT является одним из мировых лидеров в своей сфере, она успешно внедрена и действует более чем в 170 городах Великобритании и не только. Данная система адаптивного управления транспортными потоками не только снижает степень задержек транспорта, но решает и другие проблемы. Например, может не просто найти необходимый автобус при помощи детекторов и систем слежения, но и помочь ему прорваться в транспортном потоке, предоставив приоритет. Такая система делает перемещение на общественном транспорте более удобным для людей.

   При любых изменениях в дорожном трафике система немедленно среагирует, но аккуратно, не сбивая движения потока. SCOOT работает на основе автоматизированной базы данных ASTRID. Этот комплекс непрерывно получает данные, обрабатывает их и сохраняет в базу данных, чтобы после можно было легко воспользоваться всей информацией.

   Функция предоставления приоритета для общественного транспорта делает его использование более благоприятным и уменьшает тем самым возможные неудобства или ограничения для тех, кто не может воспользоваться личным автомобилем. SCOOT быстро реагирует на изменения в траффике, но не настолько, чтобы привести к нестабильности в работе. Она избегает больших колебаний управляющих параметров, которые могут возникнуть вследствие реакции на временные изменения характеристики транспортного потока.

   В состав комплекса входит автоматизированная база данных о транспортной ситуации ASTRID. Система непрерывно отслеживает и сохраняет сведения о транспортной ситуации для возможности их последующего анализа и использования.

3. UTOPIA
   

   

   Система адаптивного управления транспортными потоками UTOPIA разработана в Италии. Цель ее работы заключается в том, чтобы оптимизировать движение транспортных потоков и предоставить приоритет выборочно общественному транспорту, не причиняя ущерб частным транспортным средствам.

   Работа над данным проектом началась в 1980-х годах. Вносилась масса изменений, воплощались новые идеи, расширялся функционал, внедрялись самые современные технологии. Благодаря такой объемной проделанной работе проект стал одним из самых успешных во всем мире. На сегодняшний день UTOPIA работает во многих городах и странах.

   Система отлично зарекомендовала себя в работе на непростых участках дорожного движения с транспортными потоками повышенной интенсивности. Она оптимизирует движение и делает его более безопасным даже в часы максимальной загруженности дорог (час пик), помогает избежать больших скоплений автомобилей и тем самым снижает загрязнение окружающей среды.

   Скорость передачи необходимой информации в системе очень высока. Между соседними перекрестками данные передаются каждые 3 секунды, а обновление параметров, на основе которых осуществляется управление дорожным движением, происходит каждые 2 минуты.

   В системе UTOPIA предусмотрен большой выбор стратегий управления, можно выбрать более подходящий для имеющихся условий сценарий. Она отслеживает обстановку, оценивает ситуацию, предугадывает ее дальнейшее развитие на основании полученных данных и уже после этого выбирает стратегию управления. Существует 3 варианта приоритета, имеющиеся в программе: оценочный, выборочный или абсолютный. Можно выбрать любой из них и применить на какой-то вид транспорта. Например, школьные автобусы будут всегда иметь абсолютный приоритет и, что важно, не в ущерб другим транспортным средствам. Благодаря частоте обновления информации в 2 минуты система эффективна даже в непредвиденных ситуациях.

4 этапа реализации автоматизированных дорожных систем

1. Проектирование АСУДД

Во время проектирования АСУДД для определенного города очень важно не только изучить его транспортную сеть, но и сделать расчет затрат на ее внедрение и выгод от использования. Если автоматизированная система управления дорожным движением окупится быстрее, чем за 3 года, значит, ее внедрение очень выгодно с экономической точки зрения.

Первым делом, во время изучения дорожно-транспортной сети города, необходимо выбрать, какой район будет управляться системой и где будет размещено оборудование. Следующий шаг – утвердить ТЗ для структурно-алгоритмической части системы. Для грамотной установки оборудования произвести все необходимые чертежи, подобрать помещение для расположения главного центра управления системой. Финальная стадия проектирования – установка и налаживание работы ПО для данной АСУДД.

Для правильной организации работы рекомендуется сначала выделить ЦУП и район действия системы в размере 20 – 30 перекрестков, а уже после, если это необходимо, наращивать мощности системы и добавлять дополнительные районы.

2. Монтаж оборудования системы

Монтаж системы ведется разрозненно. Отдельно устанавливается оборудование для центрального пункта, отдельно для каждого перекрестка и так же отдельно ведутся работы на периферии.

Во время работ с периферийным оборудованием выявляют соответствие всех дорожных контроллеров проектной документации. Настраиваются все камеры, датчики, детекторы, проверяется их работа.

Когда по отдельности все части системы подключены и действуют, проводится комплексная наладка всей системы, проверка ее работы на разных мощностях, при разных условиях.

3. Эксплуатация АСУДД

Для введения АСУДД в эксплуатацию и выполнения монтажно-эксплуатационных работ в структуре подразделения создается специальный участок «Эксплуатация автоматизированной системы управления дорожным движением». Вся работа в этой области возложена на специализированное монтажно-эксплуатационное подразделение.

В эксплуатации, как и в монтаже, для работы выделяется 3 группы: подразделение, которое занимается работой по эксплуатации ЦУПа, подразделение для работы по эксплуатации периферийных устройств, группа, занимающаяся работой средств связи.

Для выполнения ремонта и обслуживания системы заключается договор на оказание услуг между организацией, которая осуществляет комплексное обслуживание, и непосредственно эксплуатационной компанией. Работы проводятся в соответствии с утвержденным графиком и со всей документацией по эксплуатации. Самым непростым в работе эксплуатационной организации является поиск ошибок, допущенных при подвязке программного обеспечения, по этой причине в составе обслуживающей компании обязательно должны присутствовать опытные технологи-программисты.

4. Анализ эффективности АДС

Важно не только регулярно проводить техническое обслуживание системы, но и делать периодическую оценку ее работы. Если АСУДД полностью укомплектована и настроена, то ее эффективность можно проверить с помощью анализа режимов управления ПК (программ координации).

Рассмотрим наглядные примеры внедрения автоматизированной системы управления дорожным движением, на основе средних данных от 7 городов страны с внедренными АСУДД:

• Вырастает средняя скорость поездки на 22 – 23 %.
• Время задержки транспортных средств сокращается на 20 – 45 %.
• Время сообщения сокращается на 14 – 27 %.
• Сокращается количество нецелевых остановок на 32 – 66 %.
• Снижается количество аварий на 10 – 25 %.
• Значительно уменьшается износ дорожного покрытия (площадь зон повышенного износа сокращается на 13 – 25 %).
• Снижается расход бензина на 11 – 16 %.
• Снижается выброс окиси углерода на 17 – 24 %.

Читайте также

Как работают умные светофоры: преимущества и недостатки технологии

Подробнее

Внедрение автоматизированных систем управления дорожным движением несет существенные преимущества и выгоды для всех: государства, городов, государственных учреждений, автомобилистов и пешеходов.

Редакция сайта:
Трасском