Zarządzanie ruchem przy pomocy technologii informatycznych Piotr Olszewski Politechnika Warszawska Informatyka w zarządzaniu drogami zastosowania praktyczne Polski Kongres Drogowy, Stowarzyszenie ITS Polska Warszawa, 14.04.2011
Zaawansowane zarządzanie ruchem Zastosowanie informatyki i telekomunikacji dla poprawy funkcjonowania systemu drogowego Dynamiczne zarządzanie ruchem drogowym jeden z ważniejszych obszarów zastosowań ITS działanie w czasie rzeczywistym Główne funkcje: obszarowe/korytarzowe sterowanie ruchem wykrywanie zdarzeń i reagowanie na nie informowanie użytkowników Piotr Olszewski 2
Rodzaje systemów zarządzania ruchem Systemy zarządzania ruchem w miastach sygnalizacja świetlna: sterowanie obszarowe znaki o zmiennej treści monitoring wizyjny priorytet dla transportu publicznego Systemy na drogach szybkiego ruchu znaki/tablice o zmiennej treści VMS sterowanie ruchem na pasach dozowanie wjazdu (ramp metering) Piotr Olszewski 3
Cele i korzyści z systemów ZR lepsze wykorzystanie infrastruktury poprawa warunków podróżowania (redukcja zatłoczenia) poprawa bezpieczeństwa ruchu szybka reakcja na zdarzenia, katastrofy ułatwienie wyboru trasy i sposobu jazdy uprzywilejowanie transportu publicznego ograniczenie wpływu ruchu na środowisko eliminacja pojazdów przeciążonych wzbogacenie bazy danych o ruchu Piotr Olszewski 4
Schemat systemu zarządzania ruchem Pozyskiwanie danych o środowisku Pozyskiwanie danych o ruchu Inne Centra ZR Centrum Zarządzania Ruchem Analiza danych o ruchu Wykrywanie zdarzeń Optymalizacja sterowania Prognozowanie warunków ruchu RUCH: kierowcy, inni użytkownicy dróg Informowanie: środki przekazu Internet, radio Sterowanie: sygnalizacja, znaki VMS Piotr Olszewski 5
Funkcje systemu zarządzania ruchem Pozyskiwanie informacji o ruchu i środowisku pomiar natężeniu ruchu pomiar prędkości Analiza warunków ruchu wykrywanie zdarzeń wykrywanie wykroczeń Sterowanie sygnalizacją optymalizacja sterowania w warunkach typowych sterowanie w warunkach nietypowych Informowanie użytkowników ostrzeżenia, aktualne warunki ruchu prognozowane warunki ruchu Piotr Olszewski 6
Pozyskiwanie informacji o ruchu i środowisku Pomiar natężenia ruchu detektory indukcyjne, mikrofalowe, itd. kamery przemysłowe analiza obrazu Pomiar prędkości pętle, czujniki pojazdy śledzone (GPS, telefony komórkowe) Czujniki środowiskowe temperatura, wiatr mgła, opady źródło: Traficon Piotr Olszewski 7
Analiza warunków ruchu Wykrywanie zdarzeń analiza obrazu z kamer przemysłowych CCTV nagłe zmiany natężenia i/lub prędkości ruchu Wykrywanie wykroczeń przekraczanie prędkości pojazdy przeciążone wjazd na czerwonym świetle źródło: Neurosoft Piotr Olszewski 8
CENTRUM ZARZĄDZANIA ANALIZA DANYCH MONITORING VPN INTERNET CDMA GSM VPN Przetwarza nie i transmisja danych INTERNET CENTRUM MANDATOWE Kamera Poglądowa POCZTA VPN B2 Automatyczne wykrywanie wykroczeń - Odcinkowy pomiar prędkości - Identyfikacja numeru rejestracyjnego źródło: Neurosoft Piotr Olszewski 9 NeuroCar 2.0 - Identyfikacja pojazdów
Sterowanie sygnalizacją Optymalizacja sterowania w warunkach typowych Sterowanie obszarowe w miastach np.: Poznań: System CrossMan - 187 sterowników Łódź: system SCATS - 60 skrzyżowań Sterowanie w warunkach nietypowych Piotr Olszewski 10
Sterowanie ruchem na odcinkach Gęste rozmieszczeniu znaków i detektorów (500-1000 m) Sterowanie prędkością dla utrzymania płynności ruchu i zwiększenia bezpieczeństwa Automatyczne wykrywanie zdarzeń ostrzeganie kierowców, że zbliżają się do zatoru/wypadku Piotr Olszewski 11
Sterowanie ruchem na pasach Znaki zawieszone nad każdym pasem dają możliwość zróżnicowania poleceń pozwalają stosować sygnały (S-7, S-4) dla zamknięcia ( ) lub otwarcia ( ) pasa Możliwość włączania do ruchu pasa awaryjnego Piotr Olszewski 12
Efektywność sterowania odcinkowego Sterowania prędkością powoduje homogenizację ruchu (wyrównanie prędkości) Korzyści dla BRD wg statystyk niemieckich: redukcja liczby wypadków o 25%, redukcja wypadków seryjnych o 54% W Wielkiej Brytanii zwane: Active traffic management zalecane przy natężeniach >15000 poj/dobę/pas 13% poprawa bezpieczeństwa - zapobiega wypadkom wtórnym inwestycja zwraca się szybciej niż w 4 lata Piotr Olszewski 13
Informowanie użytkowników Ostrzeżenia, aktualne warunki ruchu przekazywane kierowcom przez: mapy w Internecie telefony komórkowe urządzenia pokładowe radio TMC Prognozowane warunki ruchu fuzja danych historycznych i bieżących algorytmy predykcji np. metoda IBM źródło: mapa.targeo.pl Piotr Olszewski 14
Informowanie przez tablice VMS Znaki stawiane przed węzłami aby umożliwić zmianę trasy Znaki/tablice informują o zagrożeniach, sytuacji na sieci i ewentualnie o trasach alternatywnych Wskazania ustalane w centrum ZR na podstawie analizy danych z całej sieci Piotr Olszewski 15 źródło: Asfinag
Architektura ITS - Metoda KAREN/FRAME Problem tworzenia systemu ZR łączącego wiele funkcji i technologii Ramowa europejska architektura ITS Systematyczne podejście do planowania aplikacji ITS Pomaga osiągnąć kompatybilność rozwiązań Zastosowana w 9 krajach UE (Francja, Włochy, Austria) Zalety zastosowania FRAME/KAREN: Podejście procesowe łatwiejsze do zrozumienia dla interesariuszy Sprawdzenie logiczności i kompletności rozwiązania Końcowy projekt można przedstawić obiektowo UML Piotr Olszewski 16
Przykład zastosowania metody FRAME Warszawski Węzeł Drogowy Standard I Standard II Standard III Piotr Olszewski 17
Projekt systemu zarządzania ruchem w Warszawskim Węźle Drogowym Struktura logiczna/funkcjonalna wybrane 78 potrzeb użytkownika (user needs) wybrane 30 funkcji 17 aktorów/terminatorów 117 funkcjonalnych przepływów danych Struktura fizyczna systemu 3 podsystemy centralny podsystem ZR lokalny podsystem ZR podsystem ZR - tunele 4 bazy danych Piotr Olszewski 18
Struktura fizyczna SZR w WWD Podsystem centralny ZR Podsystem ZR - tunele Moduł pomiarowy - tunele Moduł sterowania - tunele Moduł zarzadzanie operacyjne Moduł zarządzanie zdarzeniami operacyjne Moduł analizy, prognozy Moduł zarządzanie danymi Baza danych o ruchu/ zdarzeniach Podsystem lokalny ZR Moduł pomiarowy - ruch Moduł pomiarowy - pogoda Moduł pomiarowy - wykroczenia Moduł sterowania - drogi Baza danych o pogodzie/ środowisku Piotr Olszewski 19
SZR w WWD diagram kontekstowy Służby ratownicze, centrum kryzysowe Inne centra ZR Służby nadzoru, policja Podsystem lokalny ZR Ruch Kierowcy Planiści transportu Podsystem centralny ZR Środowisko Służby utrzymania dróg Podsystem ZR - tunele Inne systemy transportu Inni dostawcy informacji Służby meteorologiczne Infrastruktura - tunele Piotr Olszewski 20
Problemy ze stosowaniem ITS w Polsce Brak architektury ITS powstają systemy wyspowe, niekompatybilne i bardziej kosztowne Kadra niedobór specjalistów zdolnych wprowadzać i eksploatować systemy ZR Brak wytycznych dla VMS niejednolitość rozwiązań komunikaty cechuje dowolność i oczywistość znaki VMS bez pozostałych elementów systemu tendencja do projektowania systemów na wyrost Problemy mogą prowadzić do podważenia wiarygodności rozwiązań ITS Piotr Olszewski 21
Wnioski Szybki rozwój ITS duże oczekiwania społeczne Efektywność ekonomiczna dynamicznego zarządzania ruchem wymierna poprawa bezpieczeństwa i warunków ruchu korzyści wielokrotnie pokrywają koszty Pilna potrzeba zbudowania Krajowego Systemu Zarządzania Ruchem Konieczność korzystania z dobrych wzorów UE nie popełniajmy tych samych błędów na przykład: metoda FRAME Piotr Olszewski 22
Dziękuję za uwagę Piotr Olszewski 23