STEROWANIE AKOMODACYJNE

Transkrypt

1 SEROWAIE AKOMODACYJE SKRZYśOWAIA IZOLOWAE Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 1

2 KLASYFIKACJA UKŁAD ADÓW W SEROWAIA Sterowanie dzia działanie anie na określony proces mające na celu zapewnienie jego przebiegu w poŝą Ŝądany sposób Rodzaje układ adów w sterowania: Otwarte (bez sprzęŝ ęŝenia zwrotnego) bez moŝliwo liwości wpływu wielkości zakłócaj cających cych na przebieg procesu (sterowanie cykliczne, stałoczasowe, fixed-time control) Zamknięte (ze sprzęŝ ęŝeniem zwrotnym) układy regulacji (sterowanie zaleŝne od ruchu, akomodacyjne, adaptacyjne, traffic-dependent control, traffic responsive control, actuated control, adaptive control) Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 2

3 KLASYFIKACJA ZAMKIĘYCH UKŁAD ADÓW W SEROWAIA Bez optymalizacji funkcji celu Z optymalizacją funkcji celu SkrzyŜowanie nieprzeciąŝone SkrzyŜowanie przeciąŝone SkrzyŜowanie nieprzeciąŝone SkrzyŜowanie przeciąŝone Wybór programu sygnalizacji Sterowanie maksymalnym przepływem pojazdów Sterowanie z wyrównaniem stopnia obciąŝenia Sterowanie długością kolejki Wybór programu sygnalizacji z modyfikacją sygnałów zielonych Sterowanie długością kolejki Sterowanie z wyrównaniem strat czasu Sterowanie z minimalizacją strat czasu Wybór faz sygnalizacji Sterowanie z minimalizacją strat czasu Sterowanie długością kolejki z minimalizacją strat czasu Sterowanie akomodacyjne Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 3

4 ZASADY SEROWAIA AKOMODACYJEGO (1) Sterowanie akomodacyjne: dostosowanie do aktualnego obciąŝ ąŝenia na skrzyŝowaniu, moŝliwo liwość pomijania i zmiany kolejności faz, maksymalne długod ugości sygnałów w zielonych wyznaczane na podstawie obciąŝ ąŝenia w okresie szczytowym lub akceptowanych czasów oczekiwania (w innych fazach), w porównaniu ze sterowaniem cyklicznym bardziej złoŝone z one do wyznaczenia i wymagające dodatkowego wyposaŝenia skrzyŝowania W sterowaniu akomodacyjnym stan procesu ruchu na skrzyŝowaniu moŝe e wpływa ywać na: długości sygnałów w zielonych, czas cyklu, zestaw realizowanych faz, kolejność faz Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 4

5 ZASADY SEROWAIA AKOMODACYJEGO (2) WyposaŜenie skrzyŝowania czujniki + układy formujące - detektory punktowe (przejazdu), rejestrują fakt przejazdu pojazdu nad detektorem, - detektory obszarowe (obecności), ci), rejestrują stan zajęto tości w obszarze detekcji, urządzenie sterujące sterownik sterownik (mikroprocesorowy) sygnalizatory (o (o źródłach światła a standardowych, halogenowych, diodowych) Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 5

6 ZASADY SEROWAIA AKOMODACYJEGO (3) Zasada funkcjonowania: Warunki zakończenia sygnału u zielonego: zarejestrowanie zapotrzebowania w fazie konfliktowej, odstęp p między pojazdami większy od przedłuŝenia enia jednostkowego, długość sygnału u zielonego osiąga zadane maksimum Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 6

7 RODZAJE SEROWAIA AKOMODACYJEGO częś ęściowa akomodacja (typ I) detektory umieszczone tylko na wlotach ulic podporządkowanych dkowanych sygnał zielony dla ulicy głównej g wyświetlany wietlany jest do chwili zarejestrowania zgłoszenia pojazdu na wlocie ulicy podporządkowanej, dkowanej, pełna akomodacja (typ II) detektory umieszczone na wszystkich wlotach skrzyŝowania, które w sterowaniu traktowane sąs jako równorzędne, akomodacja z kontrolą natęŝ ęŝenia/gęstości (typ III) pe pełna akomodacja z dodatkowymi funkcjami (zmienne przedłuŝenie, enie, zmienny minimalny sygnał zielony), Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 7

8 PARAMERY SEROWAIA AKOMODACYJEGO skład faz (zestawy strumieni obsługiwanych w danej fazie sygnalizacji), sekwencja faz (następstwo przejść pomiędzy poszczególnymi fazami), przedziały y międzyfazowe (programy przejść pomiędzy poszczególnymi fazami) minimalny sygnał zielony G min (warunki sterowania dopuszczalnego percepcja uczestników w ruchu, warunki geometryczne, lokalizacja czujników detektorów), przedłuŝenie enie jednostkowe G (odstępy czasu, lokalizacja czujników detektorów), maksymalny sygnał zielony G max (warunki ruchu, ograniczenia od góryg ry na czas cyklu, aspekty psychologiczne kierowców), w), minimalny sygnał czerwony R min (warunki sterowania dopuszczalnego percepcja uczestników w ruchu) Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 8

9 ZASADY LOKALIZACJI DEEKORÓW (1) sterowanie powinno zapewniać obsług ugę pojazdów, które zostaną wykryte przez detektory, zainstalowane czujniki detektorów w określaj lają na stałe obszar pomiaru zgłosze oszeń, od lokalizacji czujników w zaleŝą wartości niektórych parametrów sterowania. 1. Lokalizacja ustalana arbitralnie: L D = [m] od linii zatrzymania 2. Lokalizacja ustalana z zaleŝno ności np. : L D L u (G (G min /e K 1) względem linii zatrzymania min /e L u - efektywna długod ugość pojazdu [m], Gmin minimalny sygnał zielony [s], e K odstęp p czasu między pojazdami kolejki [s]. Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/2010 9

10 ZASADY LOKALIZACJI DEEKORÓW (2) 3. Lokalizacja ustalana w zaleŝno ności od nastaw w sterowniku i mediany prędko dkości: - obszar teoretyczny L Dmin Dmin = V 50% x G min L Dmax Dmax = V 50% x G max - obszar praktyczny - uwzględnia ograniczenia geometryczne na wlotach skrzyŝowania Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

11 ZASADY LOKALIZACJI DEEKORÓW (3) 4. Lokalizacja ustalana w zaleŝno ności od : - chwili rozruchu pierwszego pojazdu zatrzymanego przed czujnikiem detektora, - wartości minimalnego sygnału u zielonego, - usytuowania przedziału oczekiwania na zgłoszenie Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

12 ZASADY LOKALIZACJI DEEKORÓW (4) 5. Długi obszar detekcji - długa pętla p lub kilka mniejszych w odległości [m] przed linią SOP, - przedłuŝenie enie jednostkowe G 0,5 [s], - układ zalecany dla wlotów w o niewielkich prędko dkościach (np. wydzielone pasy dla relacji skrętu) 6. Detektory przedłuŝeń bez detektora obecności ci przed linią SOP - detektory zliczają wzbudzenia w trakcie sygnału u czerwonego wpływaj ywając c na Gmin (obsługa pojazdów w kolejki), - układ zalecany dla wlotów w o duŝych prędko dkościach Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

13 ZASADY LOKALIZACJI DEEKORÓW (5) 7. Detektory przedłuŝeń z detektorem obecności ci przed linią SOP - detektor przed linią SOP sygnał o obecności ci pojazdu w trakcie sygnału u czerwonego (nieaktywny w trakcie sygnału zielonego), - pozostałe e detektory - przedłuŝenie enie jednostkowe G, - układ zalecany dla wlotów w o duŝych prędko dkościach 8. Detektory przedłuŝeń - detektory w odległości [m] od siebie, - przedłuŝenie enie G G zapewnia przejazd do kolejnego detektora (kilkakrotne przedłuŝanie sygnału u zielonego przez pojazd, - układ zalecany dla wlotów w o duŝych prędko dkościach (redukuje przybycia w strefie dylematu), - nie jest zalecany dla wlotów przeciąŝ ąŝonych Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

14 ZASADY LOKALIZACJI DEEKORÓW (6) 9. Detektory ypu 3 3 na linii SOP - detektor -3 - wzbudzenie w trakcie sygnału u czerwonego oraz w trakcie [s] sygnału u zielonego (obsługa pojazdów w cięŝ ęŝarowych), - pozostałe e detektory - przedłuŝenie enie jednostkowe G, - układ zalecany dla wlotów w o duŝych prędko dkościach Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

15 ZASADY LOKALIZACJI DEEKORÓW (7) 10. Przykłady zastosowań praktycznych: a) skrzyŝowania z preferowanym kierunkiem głównym g w sterowaniu (izolowane i w ciągach komunikacyjnych), b) skrzyŝowania bez preferowanego lub z preferowanym kierunkiem głównym w sterowaniu ( izolowane), c) skrzyŝowania bez preferowanego kierunku głównego g w sterowaniu ( izolowane all red ), Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

16 ZASADY DOBORU PODSAWOWYCH PARAMERÓW SEROWAIA AKOMODACYJEGO (1) minimalny sygnał zielony G min (warunki sterowania dopuszczalnego percepcja uczestników w ruchu, warunki geometryczne, lokalizacja czujników w detektorów) - arbitralnie 5 [s] lub zgodnie z potrzebami innych uczestników ruchu (np. pieszych) - z przekształcenia zaleŝno ności dotyczącej cej lokalizacji czujników: G min min e K (L D /L u + 1) L u - efektywna długod ugość pojazdu [m], L D odległość czujnika detektora od linii zatrzymania [m], e K odstęp p czasu między pojazdami kolejki [s]. - z zaleŝno ności: G min min = (L D /L u s) + t r t r czas reakcji kierowcy na podanie sygnału zielonego [s] ; u zielonego [s] ; s intensywność nasycenia [1/s] Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

17 ZASADY DOBORU PODSAWOWYCH PARAMERÓW SEROWAIA AKOMODACYJEGO (2) - z warunku stochastycznego efektywnego funkcjonowania sterowania akomodacyjnego (duŝe e prawdopodobieństwo obsługi pojazdów w z kolejki) G min = t zgł śr + 3δ3 tzgł t zgł śr - wartość średnia z chwil zgłosze oszeń nad czujnikiem detektora; δ tzgł odchylenie standardowe chwil zgłosze oszeń Przypadek zgłoszenia pojazdu z kolejki po czasie minimalnego sygnału zielonego Wydział ransportu PW Hipotetyczne rozkłady chwil zgłoszeń pojazdów zatrzymanych przed czujnikami detektorów umieszczonych w róŝnych odległościach od linii zatrzymania WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

18 ZASADY DOBORU PODSAWOWYCH PARAMERÓW SEROWAIA AKOMODACYJEGO (3) przedłuŝenie enie jednostkowe G (odstępy czasu, lokalizacja czujników w detektorów), - z zaleŝno ności : V śr prędko dkość średnia [m/s] G = L D /0,4V śr - z zaleŝno ności: G = L D /V 20% V 20% 20% pr prędkość dla kwantyla 20% [m/s] - z zaleŝno ności: G = [2(L D + L u )/ω r ] 1/2 ω r przyśpieszenie pieszenie przy rozruchu pojazdów, Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

19 ZASADY DOBORU PODSAWOWYCH PARAMERÓW SEROWAIA AKOMODACYJEGO (4) - z warunku stochastycznego efektywnego funkcjonowania sterowania akomodacyjnego (duŝe e prawdopodobieństwo obsługi pojazdów w z kolejki) G = max { (e K śr + 3δ3 e K) ; (t przej śr + 3δ3 t przej) ) } e K śr - wartość średnia odstępów w czasu między pojazdami startującej kolejki w przekroju wyznaczonym t śr przej lokalizacją czujnika detektora; δ e K odchylenie standardowe odstępów w czasu między pojazdami kolejki; przej - wartość średnia z czasów w przejazdu przez pojazdy kolejki odcinka drogi pomiędzy czujnikiem detektora a linią zatrzymania; δ tprzej przej odchylenie standardowe czasów w przejazdu. Przypadek zgłoszenia pojazdu z kolejki po upływie jednostkowego przedłuŝenia sygnału zielonego Wydział ransportu PW Hipotetyczne rozkłady odstępów czasu między pojazdami startującej kolejki w przekroju pomiarowym WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

20 ZASADY DOBORU PODSAWOWYCH PARAMERÓW SEROWAIA AKOMODACYJEGO (5) maksymalny sygnał zielony G max (warunki ruchu, ograniczenia od góryg ry na czas cyklu, aspekty psychologiczne kierowców) w) - optymalny czas cyklu dla maksymalnych współczynnik czynników w obciąŝ ąŝenia skrzyŝowania G max proporcjonalny do wartości tych współczynnik czynników; - arbitralnie w zakresie [s]; - akceptowany czas oczekiwania przy sygnale zabraniającym na wjazd/wejście na skrzyŝowanie. minimalny sygnał czerwony R min (warunki sterowania dopuszczalnego percepcja uczestników w ruchu) - arbitralnie w zakresie 2 5 [s] Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

21 ZASADY WORZEIA ALGORYMÓW W SEROWAIA AKOMODACYJEGO (1) Algorytm sterowania uporządkowany zbiór r poleceń opisujący sposób sterowania ruchem na skrzyŝowaniu z sygnalizacją akomodacyjną lub acykliczną w zaleŝno ności od sytuacji rzeczywistej W niektórych realizacjach praktycznych algorytmów w sterowania akomodacyjnego mogą dodatkowo występowa pować takie parametry jak: czas oczekiwania na wzbudzenie ocz G, wskaźnik powrotu do fazy P(F) = {0,1}. ypy bloków w stosowanych przy algorytmicznym opisie sterowania akomodacyjnego Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

22 ZASADY WORZEIA ALGORYMÓW W SEROWAIA AKOMODACYJEGO (2) Przykładowe działania w blokach stanu Przykładowe działania w blokach decyzyjnych (warunki logiczne i czasowe) Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

23 ZASADY WORZEIA ALGORYMÓW W SEROWAIA AKOMODACYJEGO (3) Pętla czasowa Przykłady innych warunków Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

24 ZASADY WORZEIA ALGORYMÓW W SEROWAIA AKOMODACYJEGO (4) Przykład fragmentu algorytmu ZałoŜenia - Sekwencja faz: ; 1 1; - Wskaźnik powrotu fazy 1 włąw łączony tzn. P(F1) = 1 a pozostałe e wskaźniki powrotu wyłą łączone. Warunki czasowe - 1 minimalny czas sygnału u zielonego FAZY 2; - 2 maksymalny czas sygnału u zielonego FAZY 2. Warunki logiczne - L1 przekroczona wartość progowa odstępu czasu; - L2 zapotrzebowanie na realizację FAZY 3; - L3 - załą łączony wskaźnik powrotu FAZY 1 [L3 t jeŝeli eli P(F1) = 1] Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

25 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A PRZEJŚCIU DLA PIESZYCH (1) 1) Przykład skrzyŝowania Grupa kołowa 1K sygnalizator nr 1, Grupa kołowa 2K sygnalizator nr 2, Grupa piesza 3P - sygnalizatory nr 3,4 D1,D2 detektory przejazdu, D3,D4 detektory obecności (opcjonalne), D5,D6 detektory przejazdu (opcjonalne AR), PP1,PP2 przyciski dla pieszych adzór sygnałów czerwonych: sygnalizator 1; sygnalizator 2; sygnalizator 3 v 4 2) ablica minimalnych czasów międzyzielonych Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

26 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A PRZEJŚCIU DLA PIESZYCH (2) 3) Sekwencja faz 4) Program bazowy i przejścia fazowe Wydział ransportu PW PF 1-2 = 5[s]; PF 2-1 = 9[s]; PF 1-0 = 3[s] PF 2-0 = 5[s]; PF 0-1 = 1[s]; PF 0-2 = 0[s] WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

27 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A PRZEJŚCIU DLA PIESZYCH (3) 5) Warunki logiczne: 6) Warunki czasowe: L1 wzbudzenie jednego z przycisków w dla pieszych PP1 lub PP2, G1 min minimalny czas sygnału u zielonego dla Fazy 1 (grupa 1K, 2K) np. 16[s], L2 odstęp p czasu pomiędzy pojazdami nad czujnikiem detektora D1 i D2 większy od ustalonej wartości progowej (np. 5[s]), G1 max maksymalny czas sygnału u zielonego dla Fazy 1 (grupa 1K, 2K) np. 53[s], L3 zajęto tość czujnika detektora D3 lub D4, G2 czas sygnału u zielonego dla Fazy 2 (grupa 3P) np. 5 [s], L4 zgłoszenie nad czujnikiem detektora D5 lub D6 R czas sygnału u czerwonego dla Fazy A-R np. 3[s] Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

28 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A PRZEJŚCIU DLA PIESZYCH (4) ALGORYM - SEROWAIE CZĘŚ ĘŚCIOWO AKOMODACYJE (Wykorzystanie wyłą łącznie przycisków w PP1 i PP2) SAR FAZA 1 t 2 =t 2 +1 FAZA 2 t 1 =t 1 +1 t 1 =0; t 2 =0 t 2 <G2 t 1 <G1 max L1 PF PF FAZA 1 FAZA 2 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

29 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A PRZEJŚCIU DLA PIESZYCH (5) ALGORYM - SEROWAIE CAŁKOWICIE AKOMODACYJE (Wykorzystanie detektorów w D1, D2, D3, D4 oraz przycisków w PP1 i PP2) SAR FAZA 1 t 2 =t 2 +1 FAZA 2 t 1 =t 1 +1 t 1 =0; t 2 =0 t 1 <G1 min t 2 <G2 t 1 =t 1 +1 L1 PF t 1 <G1 max L2 FAZA 1 L3 PF FAZA 2 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

30 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A PRZEJŚCIU DLA PIESZYCH (6) ALGORYM - SEROWAIE AKOMODACYJE YPU ALL RED (Wykorzystanie detektorów w D1, D2, D3, D4, D5, D6 oraz przycisków w PP1 i PP2) SAR FAZA 1 FAZA 2 t 1 =t 1 +1 t 1 =0 t 2 =t 2 +1 t 2 =0 t 0 =t 0 +1 FAZA 0 t 0 =0 t 1 <G1 min t 1 =t 1 +1 t 2 <G2 t 0 =t 0 +1 t 0 <R L3 v L4 L1 PF PF L2 L3 L1 L1 t 1 <G1 max PF 2-0 FAZA 0 L3 v L4 5 PF 2-1 FAZA 1 9 FAZA 2 FAZA 1 PF PF FAZA 0 FAZA 2 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

31 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (1) 1) Przykład skrzy ad skrzyŝowania Grupa kołowa owa 1K sygnalizatory nr 1, 3 Grupa kołowa owa 3K sygnalizatory nr 13, 15 Grupa kołowa owa 5K sygnalizatory nr 9, 11 Grupa piesza 7P sygnalizatory nr 22, 24 Grupa piesza 9P sygnalizatory nr 2, 7, 6, 8 Grupa kołowa owa 2K sygnalizatory nr 4,5 Grupa kołowa owa 4K sygnalizatory nr 16, 18 Grupa kołowa owa 6K sygnalizatory nr 21,23 Grupa piesza 8P sygnalizatory nr 10, 12 Grupa piesza 10P sygnalizatory nr 17,20,14,19 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

32 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (2) Detektory podstawowe: D1,D2,D3 - detektory przejazdu (gr.1k); D4,D5 - detektory przejazdu (gr.3k); D6 - detektor obecności ci (gr.4k); D8 - detektor obecności ci (gr.2k); D7 - detektor zajęto tości (gr.4k); D9 - detektor zajęto tości (gr.2k); D10,D11 - detektory zajęto tości (gr.5k); D12,D13 - detektory zajęto tości (gr.6k); P1,P2,P3,P4 - przyciski dla pieszych (gr.9p); P5,P6,P7,P8 - przyciski dla pieszych (gr.10p). Detektory opcjonalne: D21,D22,D23 - detektory zajęto tości (gr.1k); D24,D25 - detektory zajęto tości (gr.3k); D36,D37 - detektory przejazdu (gr.6k); D38,D39 - detektory przejazdu (gr.5k); D31,D32,D33 - detektory przejazdu (gr.1k); D34,D35 - detektory przejazdu (gr.3k); D40,D41 - detektory przejazdu (gr.6k); D42,D43 - detektory przejazdu (gr.5k); P51,P52 - przyciski dla pieszych (gr.7p); P61,P62 - przyciski dla pieszych (gr.8p). Zasady nadzoru sygnałów czerwonych: Grupa 1K sygn.1 Λ sygn.3; Grupa 2K sygn.4 Λ sygn.5; Grupa 3K sygn.13 Λ sygn.15; Grupa 4K sygn.16 Λ sygn.18; Grupa 5K sygn.9 Λ sygn.11; Grupa 6K sygn.21 Λ sygn.23; Grupa 7P sygn.22 v sygn.24; Grupa 8P sygn.10 v sygn.12; Grupa 9P (sygn.2 Λ sygn.7) v (sygn.6 Λ sygn.8); Grupa 10P (sygn.17 Λ sygn.20) v (sygn.14 Λ sygn.19). Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

33 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (3) 2) ablica minimalnych czasów międzyzielonych Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

34 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (4) 3) Sekwencja faz Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

35 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (5) 4) Program bazowy i przejścia fazowe C = 116[s] PF1-2 = 12[s]; PF2-3 = 5[s]; PF3-1 = 13[s]; PF1-3 = 14[s]; PF1-4 = 14[s]; PF2-1 = 9[s]; PF2-4 = 5[s]; PF4-3 = 1[s]; PF4-1 = 8[s]; PF3-2 = 13[s]; PF4-2 =6[s]; PF0-1 = 1[s]; PF1-0 = 9[s]; PF0-2 = 1[s]; PF2-0 =4[s]; PF0-3 = 1[s]; PF3-0 = 8[s]; PF0-4 = 1[s]; PF4-0 = 3[s]. Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

36 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (6) Warunki logiczne podstawowe: L1 odstęp p czasu na detektorach przejazdu D1,D2, D3 większy od 4[s] grupa 1K (brak zapotrzebowania na przedłuŝanie sygnału u zielonego dla FAZY 1); 1 L2 odstęp p czasu na detektorach przejazdu D4,D5 większy od 4[s] grupa 3K (brak zapotrzebowania na przedłuŝanie sygnału zielonego dla FAZY 1); 1 L3 zajęto tość detektora D8 grupa 2K (zapotrzebowanie na FAZĘ 2); L4 zajęto tość detektora D6 grupa 4K (zapotrzebowanie na FAZĘ 2); L5 zajęto tość detektora D9 grupa 2K (zapotrzebowanie na przedłuŝenie enie sygnału zielonego FAZY 2); 2 L6 zajęto tość detektora D7 grupa 4K (zapotrzebowanie na przedłuŝenie enie sygnału zielonego FAZY 2); 2 L7 zajęto tość co najmniej jednego z detektorów D10, D11 grupa 5K (zapotrzebowanie na FAZĘ 4, przedłuŝanie sygnału u zielonego w FAZIE 4 lub w FAZIE 3); 3 L8 zajęto tość co najmniej jednego z detektorów D12, D13 grupa 6K (zapotrzebowanie na FAZĘ 4,, przedłuŝanie sygnału u zielonego w FAZIE 4 lub w FAZIE 3); 3 L9 wzbudzenie co najmniej jednego z przycisków P1,P2,P3,P4 grupa 9P (zapotrzebowanie na FAZĘ 3); L10 wzbudzenie co najmniej jednego z przycisków P5,P6,P7,P8 grupa 10P (zapotrzebowanie na FAZĘ 3); Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

37 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (7) Warunki logiczne opcjonalne: L21 zajęto tość detektorów D21,D22,D23 grupa 1K (przedłuŝanie sygnału u zielonego w FAZIE 1 o 1 [s] lub zapotrzebowanie na FAZĘ 1 w algorytmie AR); L22 zajęto tość detektorów D24,D25 grupa 3K (przedłuŝanie sygnału u zielonego w FAZIE 1 o 1[s] lub zapotrzebowanie na FAZĘ 1 w algorytmie AR); L24 odstęp p czasu na detektorach przejazdu D36,D37 większy od 4[s] grupa 6K (brak zapotrzebowania na przedłuŝanie sygnału zielonego dla FAZY 3 lub 4); 4 L25 odstęp p czasu na detektorach przejazdu D38,D39 większy od 4[s] grupa 5K (brak zapotrzebowania na przedłuŝanie sygnału zielonego dla FAZY 3 lub 4); 4 L31 wzbudzenie co najmniej jednego z detektorów D31,D32,D33 grupa 1K (zapotrzebowanie na FAZĘ 1); L32 wzbudzenie co najmniej jednego z detektorów D34,D35 grupa 3K (zapotrzebowanie na FAZĘ 1); L33 wzbudzenie co najmniej jednego z przycisków P51,P52 grupa 7P (zapotrzebowanie na FAZĘ 1); L34 wzbudzenie co najmniej jednego z przycisków P61,P62 grupa 8P (zapotrzebowanie na FAZĘ 1); L35 wzbudzenie co najmniej jednego z detektorówd42,d43 grupa 5K (zapotrzebowanie na FAZĘ 4); L36 wzbudzenie co najmniej jednego z detektorówd40,d41 grupa 6K (zapotrzebowanie na FAZĘ 4); Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

38 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (8) Warunki czasowe: G1min minimalny czas sygnału zielonego FAZY 1 (10[s]) ; G1max maksymalny czas sygnału zielonego FAZY 1 (42[s]) ; G2min minimalny czas sygnału zielonego FAZY 2 (5[s]) ; G2max maksymalny czas sygnału zielonego FAZY 2 (26[s]) ; G3min minimalny czas sygnału zielonego FAZY 3 (18[s]) ; G4min - minimalny czas sygnału zielonego FAZY 4 (5[s] i 8 [s] przy AR ) ; G4max - maksymalny czas sygnału zielonego FAZY 4 (23[s]) ; o R - czas oczekiwania na wzbudzenie przycisku dla pieszych (2[s]); - czas minimalnego sygnału czerwonego dla FAZY 0 (4[s]). G3max maksymalny czas sygnału zielonego FAZY 3 (18[s]) ; Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

39 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (9) ALGORYM - SEROWAIE CAŁKOWICIE AKOMODACYJE SAR FAZA 1 t 1 =t 1 +1 t 1 =0 t 1 <G1 min t 1 =t 1 +1 t 1 <G1 max L1 L2 L21 v L22 L3 v L4 v L5 v L6 v L7 v L8 v L9 v L10 L3 v L4 v L5 v L6 PF L9 v L10 FAZA 2 PF PF FAZA 3 FAZA 4 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

40 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (10) ALGORYM - SEROWAIE CAŁKOWICIE AKOMODACYJE FAZA 2 t 2 =t 2 +1 t 2 =0 t 2 <G2 min t 2 =t 2 +1 L5 v L6 t 2 <G2 max L7 v L8 v L9 v L10 L9 v L10 PF PF PF FAZA 1 FAZA 3 FAZA 4 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

41 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (11) ALGORYM - SEROWAIE CAŁKOWICIE AKOMODACYJE FAZA 3 t 3 =t 3 +1 t 3 =0 t 3 =t 3 +1 t 3 <G3 min t 3 <G3 max L24 L25 L7 v L8 PF FAZA 1 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

42 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (12) ALGORYM - SEROWAIE CAŁKOWICIE AKOMODACYJE FAZA 4 t 4 =0 t 4 =t t 4 <G4 min L9 v L10 t 4 =t 4 +1 t 4 =t 4 +1 t 4 <G4 max PF L24 L25 FAZA 3 L7 v L8 PF FAZA 1 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

43 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (13) ALGORYM - SEROWAIE AKOMODACYJE YPU ALL RED SAR FAZA 0 t 0 =t 0 +1 t 0 =0 t 0 <R L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 PF 0-1 FAZA 1 1 L3 v L4 v L5 v L6 PF FAZA 2 L9 v L10 PF 0-3 FAZA 3 1 L35 v L36 v L7 v L8 PF t 0 =t 0 +1 FAZA 4 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

44 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (14) ALGORYM - SEROWAIE AKOMODACYJE YPU ALL RED FAZA 1 t 1 =t 1 +1 t 1 =0 t 1 <G1 min L21 v L22 L1 L2 t 1 =t 1 +1 L3 v L4 v L5 v L6 v L9 v L10 v L35 v L36 v L7 v L8 PF L3 v L4 v L5 v L6 v L9 v L10 v L35 v L36 v L7 v L8 t 1 <G1 max FAZA 0 L3 v L4 v L5 v L6 PF L9 v L10 FAZA 2 PF PF FAZA 3 FAZA 4 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

45 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (15) ALGORYM - SEROWAIE AKOMODACYJE YPU ALL RED FAZA 2 t 2 =t 2 +1 t 2 =0 t 2 <G2 min L5 v L6 t 2 =t 2 +1 L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 v L9 v L10 v L35 v L36 v L7 v L8 L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 v L9 v L10 v L35 v L36 v L7 v L8 PF t 2 <G2 max FAZA 0 L9 v L10 PF 2-3 FAZA 3 5 L35 v L36 v L7 v L8 PF PF FAZA 4 FAZA 1 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

46 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (16) ALGORYM - SEROWAIE AKOMODACYJE YPU ALL RED FAZA 3 t 3 =t 3 +1 t 3 =0 t 3 <G3 min L7 v L8 L24 L25 t 3 =t 3 +1 L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 v L3 v L4 v L5 vl6 PF L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 v L3 v L4 v L5 vl6 t 3 <G3 max FAZA 0 L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 PF 3-1 FAZA 1 13 PF FAZA 2 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

47 PRZYKŁAD SEROWAIA AKOMODACYJEGO A SKRZYśOWAIU (17) ALGORYM - SEROWAIE AKOMODACYJE YPU ALL RED FAZA 4 t 4 =0 t 4 =t 4 +1 t 4 =t 4 +1 t 4 0 L7 v L8 t 4 <G4 min L24 L25 t 4 =t 4 +1 L9 v L10 PF 4-3 FAZA 3 1 L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 v L3 v L4 v L5 vl6 PF L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 v L3 v L4 v L5 vl6 t 4 <G4 max FAZA 0 L31 v L32 v L33 v L34 v L21 v L22 PF PF FAZA 1 FAZA 2 Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

48 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (1) Bez optymalizacji funkcji celu skrzy 1) Wybór r programu sygnalizacji skrzyŝowania nieprzeciąŝ ąŝone - biblioteka programów w sygnalizacji (róŝna struktura, długod ugości cyklu, podział cyklu), - blok decyzyjny (metoda drzewa decyzji lub macierzy decyzji), - wykorzystywane parametry ruchu (natęŝ ęŝenie, prędko dkość,, odstępy czasu). 2) Wybór r programu sygnalizacji z modyfikacją długości sygnału u zielonego - podział sygnału u zielonego w programie bazowym na przedział stały i zmienny, - przedłuŝanie sygnału u zielonego w przedziale zmiennym jeŝeli eli na wlocie znajdują się pojazdy, - moŝliwo liwość przedłuŝania sygnału u zielonego do czasu gdy zgromadzona w fazie konfliktowej kolejka, wykorzysta przeznaczony dla tej fazy przedział stały. Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

49 3) Wyb IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (2) Wybór r faz sygnalizacji - zmianom podlega zdefiniowana wcześniej liczba, kolejność i długość faz sygnalizacji, - wykorzystywane parametry ruchu (natęŝ ęŝenie, długod ugości kolejek). Bez optymalizacji funkcji celu skrzyŝowania przeciąŝ ąŝone 1) Sterowanie maksymalnym przepływem pojazdów - programowe (w sterowniku) wyznaczanie natęŝ ęŝenia nasycenia w poprzednich cyklach sygnalizacji, - bez względu na ograniczenia (minimalny i maksymalny sygnał zielony) utrzymywanie sygnału u zielonego jeŝeli eli przepływ strumienia pojazdów w odbywa się z natęŝ ęŝeniem nasycenia. ugością kolejki (metoda Gerlauch a a i Wagner a) a) - załoŝenie, Ŝe e pojazdy kolejki opuszczają skrzyŝowanie ze stałym natęŝ ęŝeniem nasycenia, - pomiar długod ugości kolejki na początku sygnału u zielonego, - długość sygnału u zielonego proporcjonalna do wyznaczonej długości kolejki. 2) Sterowanie długod Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

50 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (3) Z optymalizacją funkcji celu skrzyŝowania nieprzeciąŝ ąŝone 1) Sterowanie z wyrównaniem wnaniem stopnia obciąŝ ąŝenia - programowe (w sterowniku) wyznaczanie natęŝ ęŝenia nasycenia na wlotach, - programowe (w sterowniku) wyznaczanie natęŝ ęŝenia dopływu na wlotach, - proporcjonalny dla kaŝdej fazy podział wyznaczonego cyklu. 2) Sterowanie z wyrównaniem wnaniem strat czasu (metoda Gerlauch (metoda Gerlauch a a i Wagner a) a) - wykorzystanie wzoru Webster a a do wyznaczenia strat czasu, - stała a długod ugość cyklu w pewnym przedziale czasu, - udziały y sygnału u zielonego adekwatne do warunków w ruchu na skrzyŝowaniu, - wyznaczone udziały y sygnału u zielonego zapewniają wyrównanie wnanie średnich strat czasu przypadających na pojazd lub strat sumarycznych ponoszonych w fazach. Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

51 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (4) 3) Sterowanie z minimalizacją strat czasu (metoda Miller (metoda Miller a) - realizacja strategii natychmiastowego zakończenia sygnału zielonego lub utrzymania tego sygnału u w ustalonym przedziale czasu k h k ( h - przedział przedłuŝeń np. 2[s]; k - krotność przedłuŝeń), - wygodna (graficzna) interpretacja strat czasu, F1 zyski czasu dla pojazdów obsłuŝonych w przedziale k h, które w przeciwnym przypadku oczekiwałyby na obsługę; F2 straty czasu pojazdów, które będą obsłuŝone później ze względu na wydłuŝenie sygnału zielonego (oczekiwanie na obsługę); F3 straty czasu dla strumieni oczekujących na obsługę. q - natęŝenie dopływu strumienia pojazdów, λ - intensywność dopływu strumienia pojazdów, S - intensywność nasycenia strumienia pojazdów, r - przewidywany czas sygnału czerwonego, x - długość kolejki pojazdów w chwili t o, P - czas przejścia pomiędzy parą strumieni i,j, g* - długość sygnału zezwalającego (tzw. przesyconego) Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

52 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (5) - porównanie zysków w i strat dla poszczególnych faz, ZYSK SRAY Wyznaczenie: = Z-V : Wydział ransportu PW JeŜeli 0 przedłuŝenie sygnału zezwalającego; JeŜeli <0 zmiana fazy sygnalizacji. WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

53 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (6) Z optymalizacją funkcji celu skrzyŝowania przeciąŝ ąŝone 1) Sterowanie długod ugością kolejek (metoda Dunne a a i Potts a) - sterowaniu podlegają długości kolejek na wlotach miarodajnych, - podstawa metody równania prostych f1 i f2 (proste przełą łączeń), f1 = L1*Q1 + B1 Q2 f2 = L2*Q2 + B2 Q1 Li>0, Bi 0 stałe, Qi liczba pojazdów w w kolejce na i-tym i wlocie - określone czasy minimalnego i maksymalnego sygnału u zielonego, - zmiana fazy gdy zlikwidowana kolejka lub gdy stan procesu przechodzi poza proste przełą łączeń, Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

54 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (7) - prosta przełą łączeń K 1 R 1 (f1) dla przejścia z F1 (wlot1) do F2 (wlot 2) a prosta K 2 R 2 (f2) dla przejścia z F2 (wlot 2) do F1 (wlot1), - kaŝdy dojeŝdŝaj ający na wlot 1 (F1) pojazd przesuwa punkt na płaszczyp aszczyźnie stanu o jedną jednostkę w prawo a pojazd opuszczający cy wlot o jedną jednostkę w lewo, - kaŝdy dojeŝdŝaj ający na wlot 2 (F2) pojazd przesuwa punkt na płaszczyp aszczyźnie stanu o jedną jednostkę w góręg a pojazd opuszczający cy wlot o jedną jednostkę w dół, d - na górnym g rysunku załoŝenie, Ŝe e dla wlotu 1(F1) sygnał zezwalający a dla wlotu 2 (F2) sygnał zabraniający rejestrowane pojazdy opuszczające ce wlot 1 i przybywające na wlot 2 a kryterium zmiany fazy to przecięcie cie trajektorii stanów w z prostą K 1 R 1 (f1), - rysunek dolny proces redukcji kolejek pojazdów, WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM Wydział ransportu PW DROGOWYM" sem V 2009/

55 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (8) - przykład uproszczonego algorytmu metody, czas realizacji bieŝą Ŝącego sygnału, Q i liczba pojazdów w w kolejce na i i tym wlocie, g i - minimalny czas sygnału u zielonego w i-tej i fazie, G i maksymalny czas sygnału u zielonego w i-tej i fazie Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

56 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (9) 2) Sterowanie z minimalizacją strat czasu (metoda Gazis a a i Potts a) - wymagana znajomość przebiegu zmian obciąŝ ąŝenia na wlotach miarodajnych, - w poszczególnych fazach graniczne długości sygnałów w zielonych (min i max), - straty czasu - powierzchnia pomiędzy q i r (q dopływ strumienia pojazdów, r odpływ strumienia pojazdów) w), - q i r aproksymowane przebiegi funkcji schodkowych, - jeŝeli eli q1 > q2 to dla wlotu 1 (F1) w [0 - t] maksymalny sygnał zielony a w [t - ] minimalny sygnał zielony, - dla wlotu 2 (F2) w [0 - t] minimalny sygnał zielony a w [t - ] maksymalny sygnał zielony, - zmiany faz ilustrują punkty E (e) oraz K (k). Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

57 IE MEODY SEROWAIA W UKŁADZIE ZAMKIĘYM (10) 3) Sterowanie długod ugością kolejki z minimalizacją strat czasu (metoda Grafton a a i ewell a) - rozszerzenie metody Dunne a a i Potts a a o procedurę minimalizacji strat czasu, - wskazano, Ŝe e przy duŝych początkowych kolejkach i zróŝnicowanych przepustowościach wlotów w naleŝy y w sterowaniu zmienić fazę przed zlikwidowaniem kolejki na wlocie o mniejszej przepustowości i podać sygnał zielony dla fazy o większej przepustowości, - brak innych szczegółowych informacji o metodzie. Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/

58 DZIĘKUJ KUJĘ ZA UWAGĘ Wydział ransportu PW WYKŁAD "SEROWAIE RUCHEM DROGOWYM" sem V 2009/