przyszłościowe sterowanie ruchem drogowym

Transkrypt

1 INFORMACJE O PRODUKCIE ADAPTACYJNE STEROWANIE RUCHEM W SIECIACH ULIC BALANCE BALANCING ADAPTIVE NETWORK CONTROL METHOD szybsze dotarcie do celu oszczędność paliwa odciążenie środowiska naturalnego przyszłościowe sterowanie ruchem drogowym SPIS TREŚCI Streszczenie / Ilustracja schematyczna 2 Zalety systemu BALANCE 4 Skuteczne zastosowanie systemu BLANCE 5

2 Streszczenie Efektywne sterowanie sygnalizacją świetlną umożliwia optymalne wykorzystanie całej sieci drogowej, również w przypadku wysokich i sprzecznych wymagań. Dobre wykorzystanie istniejącego potencjału komunikacyjnego pozwala na zminimalizowanie negatywnych aspektów ruchu pojazdów z przerwami ( Stop-and-Go ). Oznacza to krótsze czasy postoju na czerwonym świetle, płynny ruch i mniejsze zużycie paliwa. Sterowanie adaptacyjne siecią dróg jest więc najbardziej skuteczną, wydajną i przyjazną dla środowiska metodą regulacji intensywnego ruchu w mieście. BALANCE to adaptacyjne sterowanie ruchem w sieci dróg wykonane przez firmę GEVAS. System ten umożliwia elastyczne reagowanie na zmieniające się natężenie ruchu oraz uzyskanie ogólnego obrazu sytuacji na drogach w obrębie całej sieci. Jednocześnie nie ogranicza to możliwości sterowania na poziomie lokalnym. Projekty zrealizowane w Hamburgu, Ingolstadt i innych miastach, obejmujące w sumie ponad 100 instalacji sygnalizacji świetlnych wykazały, że system BALANCE zdecydowanie usprawnił przepływ ruchu. BALANCE uruchamia się co 5 minut i oblicza dostosowane i zoptymalizowane ramowe plany sygnalizacji na kolejny okres czasu. Kontrola w skali mikro, mająca na celu przede wszystkim przyspieszenie ruchu pojazdów komunikacji publicznej, pozostaje zadaniem sterowania lokalnego. Gwarantuje to szybką reakcję na miejscu oraz możliwość przejęcia funkcji sterowania. BALANCE jest systemem otwartym, nie wymaga urządzeń i detektorów określonych producentów. Matematyczne algorytmy systemu niezwykle skutecznie przeszukują złożoną przestrzeń rozwiązań. Do optymalizacji wykorzystywane są algorytmy genetyczne, nie zaś modele heurystyczne czy pół-heurystyczne. Dzięki temu BALANCE jest bardzo stabilny i łatwy do skalibrowania.

3 Adaptacyjne sterowanie ruchem obejmuje całą sieć -> Dynamiczne zielone fale bez dużych nakładów na planowanie -> Nie ogranicza to funkcjonowania sterowania lokalnego Zaleta: Elastyczne reagowanie na zmieniające się natężenie ruchu i ogólny obraz sytuacji na drogach Dla porównania: Zwykłe sterowanie sygnalizacją świetlną Każdy węzeł sterowany osobno > Koordynacja sygnalizacji poprzez zielone fale zaplanowane offline > Dopasowanie zależne od ruchu za pomcą logik standardowych Wada: Brak możliwości przewidującej reakcji na zmieniające się warunki drogowe

4 Zalety systemu BALANCE BALANCE trwale poprawia przepływ ruchu i zmniejsza zużycie paliwa Próby terenowe przeprowadzone w kilku miejscach wykazały, że system BALANCE znacznie redukuje czas oczekiwania i liczbę zatrzymań na wszystkich odcinkach sieci objętej tym sterowaniem. Prowadzi to do zmniejszenia zużycia paliwa, a co za tym idzie redukcji emisji CO 2 i pyłu zawieszonego. System BALANCE można łatwo zintegrować z istniejącą infrastrukturą BALANCE został zaprojektowany w taki sposób, by mógł pracować w różnych architekturach systemowych. Stosowany był już w systemach komputerowych różnych producentów, współpracując z różnymi metodami sterowania lokalnego. BALANCE opiera się na modelach Odwzorowanie ruchu i optymalizacja sterowania sygnalizacją w systemie BALANCE odbywa się za pomocą modeli matematycznych. Umożliwia to dokładną ocenę skutków i nieheurystyczne wykorzystanie przestrzeni przeszukiwania. Wszystkie możliwości lokalnego sterowania zostają zachowane W większości obszarów, w których dotychczas zastosowano BALANCE, jest też realizowane na szeroką skalę pierwszeństwo pojazdów komunikacji publicznej. BALANCE nie tylko nie utrudnia realizacji priorytetu dla komunikacji publicznej, ale też może złagodzić negatywne skutki tej zasady dla transportu indywidualnego. BALANCE ma niewielkie wymagania w zakresie detektorów BALANCE z powodzeniem współpracuje z detektorami wykrywającymi luki między pojazdami, które zazwyczaj stosowane są do programów zależnych od ruchu, i nie wymaga umieszczania dodatkowych detektorów pętlowych na wyjazdach. BALANCE posiada rozbudowane narzędzia zasilania danymi i zapewnienia jakości Dla skutecznego sterowania siecią decydujące znaczenie ma możliwość łatwego zasilania danymi oraz możliwość kontroli zapewniająca niezakłóconą pracę. BALANCE jest zintegrowany ze środowiskiem VTcenter, które zapewnia spełnienie tych warunków. BALANCE zapewnia znaczne oszczędności ekonomiczne BALANCE minimalizuje czas postoju i liczbę zatrzymań wszystkich pojazdów w całej sieci drogowej. Uczestnicy ruchu oszczędzają więc czas i paliwo. W sumie prowadzi to do znacznych oszczędności ekonomicznych, które znacznie przewyższają nakłady finansowe związane z zastosowaniem systemu BALANCE.

5 Skuteczne zastosowanie systemu BALANCE Empirycznie wykazane korzyści z zastosowania sterowania siecią drogową w Hamburgu i Ingolstadt Projekt HANS (Hamburger Adaptive NetzSteuerung), 2005 W listopadzie 2004 roku w Hamburgu wystartował pilotażowy projekt BALANCE. Na tym bardzo wymagającym pod względem komunikacyjnym obszarze, po którym dziennie porusza się pojazdów, 13 instalacji sygnalizacji świetlnych wyposażono w system BALANCE. Aby umożliwić weryfikację skutków, przeprowadzono badania przed i po za pomocą pojazdów wyposażonych w urządzenia GPS (tzw. Floating Cars). Zarówno dla sterowania niezależnego od ruchu, jak i dla sterowania adaptacyjnego przez 2 dni po 8 godzin dziennie z dokładnością co do sekundy rejestrowane były pozycje 3 pojazdów na 3 różnych trasach. Tym samym dla każdego z tych dwóch rodzajów sterowania przeanalizowano pół miliona punktów danych. Porównanie wyników wykazało dużą wartość użytkową sterowania siecią. Zastosowanie tego sterowania umożliwiło zaoszczędzenie dziennie ponad 10% czasu podróży, a liczba postojów spadła nawet o 40%. Średnia prędkość pojazdów wzrosła o 10%. W sumie, przy 13 takich instalacjach sygnalizacji każdego dnia oszczędza się ponad 4500 litrów benzyny. W skali całego roku jest to litrów mniej zużytego paliwa. Oznacza to zmniejszenie emisji CO 2 o 1300 ton rocznie i znaczną redukcję stężenia pyłu zawieszonego.

6 Ogólna ocena: Rachunek opłacalności Podstawa obliczeń Okres użytkwania 15 lat Stopa procentowa 6,25% Koszt za godzinę (sam. 5,62 osob.) Czynnik odzyskiwania 0,11 - Oszczędność czasu podróży: 692 h/dzień wzgl. 10,75% - Oszczędność kosztów udostępniania pojazdu i wynagrodzenia /rok wzgl ,63 /dzień - Rata roczna : /rok wzgl. 157 /dzień Dzienne natężenie ruchu poj. Wszystkie te wyniki zostały osiągnięte na stosunkowo niewielkim obszarze o długości krawędzi ok. 6 km Przeliczenie na większe obszary pozwala przypuszczać, że metoda ta kryje w sobie ogromny potencjał w zakresie oszczędności ekonomicznych i ochrony środowiska. W związku z sukcesem projektu pilotażowego w latach kolejnych 28 instalacji sygnalizacji świetlnej w Hamburgu w obszarach o dużym obciążeniu ruchem podłączono do systemu sterowania siecią BALANCE. Planowane jest podłączenie kolejnych obszarów.

7 TRAVOLUTION w Ingolstadt, Partnerzy projektu Urząd ds. Zarządzania Ruchem i Geoinformacji miasta Ingolstadt Projekt wspierany przez Bawarskie Ministerstwo Gospodarki, Infrastruktury, Transportu i Technologii W ramach projektu badawczego TRAVOLUTION w Ingolstadt 46 instalacji sygnalizacji świetlnej, a więc znaczną część sieci głównych ulic miasta, podłączono do systemu adaptacyjnego sterowania BALANCE. Celem projektu, przeprowadzonego przez miasto Ingolstadt, Audi AG, Uniwersytet Techniczny w Monachium oraz GEVAS software, było udoskonalenie procedury optymalizacji BALANCE za pomocą algorytmów genetycznych. W drugiej części projektu wykonano i wypróbowano system komunikacji Car2X między sygnalizacją a pojazdem, służący do prognozowania i przekazywania informacji o następnej fazie sygnalizacji. Podczas trwających 3 dni badań terenowych przy pomocy floating cars i urządzeń rejestrujących zgromadzono dokładne dane, które posłużyły do ewaluacji wyników projektu. Rezultaty potwierdzają wysoką wydajność systemu BALANCE, dodatkowo zwiększoną dzięki zastosowaniu nowej metody optymalizacji. W skali dnia czasy oczekiwania skróciły się o 21%, a liczba zatrzymań spadła o 17%. W godzinach wieczornego szczytu czasy oczekiwania i liczba zatrzymań zostały zredukowane o 32%. W sumie projekt w Ingolstad pozwolił na zaoszczędzenie czasów postoju w wymiarze ponad 800 godzin na 1 dzień roboczy. W skali roku odpowiada to oszczędnościom ekonomicznym wynoszącym euro Zużycie paliwa zmniejsza się o ok litrów, co odpowiada około 1600 ton CO 2 rocznie.

8 Dystrybutor w Polsce: Firma Handlowo-Usługowa BROSS Spółka Cywilna Janusz Sobecki, Tomasz Kusek Tarnów Plac Więźniów Oświęcimia 1 REGON NIP tel. +48 (14)