АСУ дорожного движения

   Разработанные в России в 80-х годах прошлого столетия автоматизированные системы управления дорожным движением (АСУДД), в своё время по техническим характеристикам соответствовали мировому уровню, но с тех пор транспортная ситуация в городах кардинально изменилась, резко повысился уровень автомобилизации. Устаревшие технологии управления уже не могут справиться с выросшими в несколько раз транспортными потоками. Развитые страны столкнулись с ростом автомобилизации раньше России и нашли ответ - это АСУДД, основанные на принципах сетевого адаптивного управления.
   Сетевое адаптивное управление предполагает автоматический мониторинг характеристик транспортных потоков с помощью детекторов транспорта и автоматический расчет управляющих параметров светофорной сигнализации. Многочисленные исследования, проведенные в странах Евросоюза, подтвердили более высокую эффективность систем, основанных на принципах сетевого адаптивного управления по сравнению с системами, основанными на жестком регулировании.

Внедрение АСУДД позволяет:

- сократить задержки транспорта на 15 - 30%, снизив вероятность возникновения заторов; 
- сократить эмиссии выхлопных газов на 10-20% и снизить шумовой уровень, вызываемый
транспортом; 
- повысить безопасность движения и оперативность управления движением; 
- предоставить возможность осуществления проводки спецтранспорта, в том числе и
правительственных кортежей;
- снизить затраты на эксплуатацию и диагностику периферийного оборудования перекрёстов,
свести к минимуму время обнаружения отказов и восстановления отказавших элементов
системы; 
- повысить обоснованность решений по управлению транспортными потоками на базе
автоматического мониторинга их характеристик;
- предоставить возможность приоритетного проезда общественному транспорту;
- повысить информированность участников дорожного движения о текущей загруженности
магистралей и обеспечить тем самым альтернативный контур управления распределением
транспортных потоков.

   Обстоятельствами, препятствующим внедрению новых технологий управления на базе уже существующих во многих городах России «традиционных» отечественных систем (АСС УД «СИГНАЛ», «ТСКУ» и других), является изначально заложенная их функциональная ограниченность, узкоспециализированная ориентированность линий связи и естественный износ оборудования. Поддержание в работоспособном состоянии систем с узкоспециализированным способом передачи данных ограничивает возможности гибкого применения всего спектра современных стандартных коммуникационных технологий. Оно становится неоправданно дорогим и ограничивает возможности наращивания функциональности системы.
   В тоже время, несмотря на высокую степень проработки технических решений зарубежных систем, сдерживающими их применение факторами для России является высокая стоимость оборудования и программных средств, ориентированность на полную замену существующего отечественного парка периферийных контроллеров, закрытость зарубежных систем для их дальнейшего развития и сопровождения силами отечественных коллективов.
   Мы предлагаем для внедрения в вашем городе адаптивную АСУДД, позволяющую реализовать современные технологии управления транспортными потоками, и в то же время обеспечить максимальную преемственность существующего оборудования.
   Следует обратить внимание на положительный опыт эксплуатации предлагаемой АСУДД в городах России.

Возможности АСУДД

Адаптивное управление

   Система дает возможность автоматической корректировки длительностей разрешающих сигналов и времен координации группы светофорных объектов в зависимости от ситуации на магистрали. 
   Локальный уровень адаптивного управления. В этом режиме решения о корректировке параметров цикла принимаются дорожным контроллером самостоятельно на основе данных от подключенных к этому контроллеру детекторов транспорта. Этот вид управления позволяет практически мгновенно реагировать на изменение нагрузок. К реализованным в настоящее время на базе дорожного контроллера локальным алгоритмам относятся: алгоритм поиска разрыва потоков транспорта; поиск разрыва с сохранением общей длительности цикла координации; алгоритм переключения заранее рассчитанных режимов по контрольным точкам интенсивности движения транспорта; алгоритм динамического перерасчета параметров цикла на основе формулы Вебстера. Библиотека алгоритмов, встроенных в дорожный контроллер постоянно расширяется.
   Системный уровень адаптивного управления. В этом режиме, решения о корректировке параметров регулирования принимаются центром управления. Управляющее воздействие выдается центром согласованно сразу для группы дорожных контроллеров. На этом уровне также формируется информация для альтернативного контура управления – информационных табло и других систем информирования участников дорожного движения. Входными данными для принятия решений на системном уровне могут быть данные локальных детекторов дорожных контроллеров и данные отдельно установленных детекторов различного типа. К реализованным в настоящее время алгоритмам относится переключение планов координации района управления в зависимости от интенсивности движения в характерных точках. Библиотека алгоритмов системного управления постоянно расширяется. Система также предоставляет программный интерфейс для расширения библиотеки алгоритмов сторонними производителями.Смешанная схема адаптивного управления. В этом режиме центр принимает решения долгосрочного характера и воздействует на весь район управления, а принятие оперативных решений по корректировке длительности разрешающих фаз текущего цикла остается за самим дорожным контроллером. (см. рисунок 2.)

Мониторинг транспортной ситуации 

   Данные детекторов транспорта не только используются для автоматической корректировки режимов, но и накапливаются в базе данных для обеспечения возможности дальнейшего анализа. Также производится сбор данных о фактических режимах работы светофорных объектов, необходимых для оценки эффективности применяемых адаптивных алгоритмов.(см. рисунок 5, 6.)

Удаленная диагностика и обслуживание 

   При построении системы на базе дорожных контроллеров, диагностика и обслуживание стали как никогда удобными. Неисправности силовой сети перекрестка и оборудования диагностируются контроллером, отчеты передаются в центр управления в случае выхода параметров из допустимых диапазонов. Кроме того, вся диагностика запоминается в локальном журнале контроллера, доступном для удаленного считывания в центре управления.
   Кроме того, система позволяет дистанционно считывать и записывать конфигурации локальных режимов работы светофорного поста в энергонезависимую память контроллера. Использование этих функций для других типов контроллеров ограничено возможностями предоставляемого ими интерфейса. (см. рисунок 3, 4)

Гибкое использование существующего оборудования

Дорожные контроллеры
   АСУДД ориентирована на использование, в первую очередь, дорожных контроллеров. Использование контроллеров обеспечивает развертывание полнофункциональной системы. Однако, на этапе модернизации существующей в городе АСУДД, возможно подключение дорожных контроллеров других производителей путем их дооснащения специальным коммуникационным модулем. Этот коммуникационный модуль обеспечивает преобразование сигналов существующего в контроллере интерфейса управления в интерфейс системы, осуществляет подключение к стандартным сетям передачи данных (Ethernet, GPRS и др.). Кроме того, модуль решает ряд сопутствующих задач по синхронизации сигналами точного времени GPS для реализации координированного управления, реализует уровень загрузки динамических программ, делает возможным введения координированных режимов и некоторых адаптивных алгоритмов в тех контроллерах, которые изначально не предусматривали такой возможности.
К используемым контроллерам относятся дорожные контроллеры с поддержкой системы АСС УД «СИГНАЛ» и ТСКУ.
   Следует, однако, понимать, что функциональность контроллеров, адаптированных к системе, во многом ограничивается тем набором, который предусматривает их базовый системный интерфейс.
Линии связи.
   При развертывании АСУДД учитывается имеющаяся инфраструктура медных, линий связи, наличие ведомственной кабельной канализации. В ряде случаев возможно использование существующих телефонных пар для организации передачи данных. Наличие ведомственной подземной кабельной канализации может быть интересно местным провайдерам интернет, которые на условиях аренды и совместного использования могут осуществлять прокладку и эксплуатацию как своих оптических линий, так и линий АСУДД.

Программно-аппаратная интеграция с другими подсистемами управления мегаполисом.

   Высокопроизводительная сеть на базе радиоканала или оптических линий АСУДД может быть использована для совместной передачи данных смежных подсистем, в частности, для организации видеонаблюдения, системы регистрации номеров, системы информирования пассажиров общественного транспорта о временах прибытия на остановках.
Интеграция производится также на уровне программного обеспечения центра (см. рисунок 1 – интеграция видеонаблюдения и АРМ диспетчера АСУДД) и обеспечения межцентрового взаимодействия систем.

Состав оборудования в АСУДД

- центр управления, включая серверы управления, рабочие места операторов;
- система связи и передачи данных;
- периферийное оборудование.

Оборудование и программное обеспечение центра управления. 

   Программное обеспечение компьютеров Центра управления удовлетворяет следующим требованиям:
- ПО является модульным и распределенным по рабочим станциям локальной сети;
- модули ПО - это программы с конкретным набором системных функции, с индивидуальным
интерфейсом оператора;
- модули ПО - это программы с возможностью взаимодействия между собой как в пределах
одного компьютера, так и на разных рабочих станциях локальной сети;
- модули ПО допускают работу копий (клонов) на разных компьютерах в сети.
Оборудование центра представлено коммуникационным сервером и сервером баз данных,
автоматизированными рабочими местами (АРМ) операторов, АРМ инженера-технолога,
мультиэкранами системы видеонаблюдения. В то же время, в минимальном варианте система
может быть развернута на базе одной ЭВМ класса IP-IV, 2ГГц.