Řízení dopravyksvi.mff.cuni.cz/~holan/telematika.pdf · 2013-05-13 · Dopravní telematika...

1Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy

Řízení dopravy

K620 – ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY ČVUT FD, Konviktská 20, Praha 1

Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy

Doc. Ing. Tomáš Tichý, Ph.D.

Ing. Vladimír Faltus, Ph.D.

Ing. Martin Langr

[email protected], [email protected]


Obsah prezentace

� Hierarchická struktura telematického systému

� Způsoby řízení dopravy ve městě

� Princip řízení dopravy na křižovatce osazené SSZ

� Řízení v oblasti – plošná a liniová koordinace

� Příklady řízení dopravy

� Preference MHD

� Simulace dopravy

� Přehled systémů řízení dálnic

� Liniové řízení dopravy

� Mýto

� Dopravně informační systémy a jejich technologie

� Kongesce/nehody – identifikace excesů

� Kooperativní systémy, inteligentní vozidlo, inteligentní dálnice


Laboratoř řízení a modelování dopravy

� TAČR – ALFA – NOMŘÍZ, ZET, SIRID, UNIR

� Vybavení detektory – grant od ČVUT

� Simulační SW – grant od ČVUT

� Řízení a modelování v intravilánu

� Řízení dopravy v extravilánu

� Dopravní průzkumy

� Poradenství v dopravním řízení

� Studie řízení dopravy

� Vybavení SW + PC, Řadič C940

� Spolupráce s dalšími ústavy, fakultami, universitami

www.lss.fd.cvut.cz/ustav/laboratore/laborator-rizeni-a-modelovani-dopravy/laborator-rizeni-a-modelovani-dopravy


Hierarchická struktura telematického systému


Architektura městského systému řízení dopravy

� Úroveň útvaru – města

� Úroveň oblasti

� Úroveň uzlu


Schéma telematického subsystému DMM


Schéma telematického subsystému DMD


Schéma ekologického managementu


Způsoby řízení pomocí SSZ


Řízení křižovatek SSZ

� Dynamické řízení

� Časově závislé řízení

� Pevný signální plán

� Fáze celočervené

� Preference MHD

� Zelená v hlavním směru

� Blikavá žlutá

� Na výzvu

� Preference IZS


Řízení křižovatek SSZ

� Detektory

� Umístění křižovatka – místní detektory

komunikace – vybraný řez

strategické – širší použití

� Alternativní detekce plovoucí vozidla

vozidla taxi

vozidla MHD

� Informace účastníci dopravního provozu - rádio

státní správa + IZS – policie, hasiči

dopravní firmy


Způsoby řízení oblasti

� Centralizovaná inteligence řízení – spočívá ve vyhodnocení všech detektorů v oblasti a optimalizačním výpočtu pohybu vozidel. Na základě výpočtů se v reálném čase mění řízené parametry.

� ∆Tc, ∆Toff, ∆Tg, ∆Fskl

� Tento způsob řízení je technickya ekonomicky náročný. Příkladem on-line řízení je systém SCOOT (Split, Cycle

and Offset Optimisation Technique)v Aberdeen a Londýně – Velká Británie a Nijmegen – Nizozemí, a systém SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic

System) v Oakland County – Austrálie.


Způsoby řízení oblasti

� Decentralizovaná inteligence řízení – dopravní uzel reaguje okamžitě na stavy dopravy. Vyšší úrovní je řídící počítač ve funkci koordinátora jednotlivých uzlů sítě. Decentralizovaná inteligence řízení sbírá data od všech detektorů a podle momentální dopravní situace mění délky cyklu, skladbu fází, případně délky zelených.

� ∆Tc, ∆Toff, řadič - ∆Tg, ∆Fskl

� Více světelných signalizačních zařízení je sdruženo do oblastí uspořádaných liniově nebo plošně a jsou řízeny adaptivně v určitém časovém rastru pohybující seod 10 do 30 min. Příkladem tohoto řízení je systém MOTION (Method for the Optimisation of Traffic Signals In On-line

controlled Networks) a TASS (Traffic

Actuated Signalplan Selection), které se uplatňují v Evropě (Německo, Rakousko) a jsou nasazeny i první aplikace v ČR (Praha)


Řízení oblasti

� Monitorování stavu SSZ

� Vizualizace SSZ

� Řízení SSZ

� Prioritní trasy

� Sběr DI dat

� Archivace a zpracování dat

� Hlášení poruchy

� Rozhraní na další systémy


Řízení z úrovně města – vizualizace


Řízení oblasti Prahy 5 – Smíchova

� Řízení vstupů – TASS

� Řízení oblasti – MOTION

� Taktiky v oblasti – CIM

� Informování řidičů – PIT

� Další systémy řízení dopravy

TASS

MOTION +

CIM

PIT


� Pasivní detekce (preference) – trolejové kontakty

� Aktivní detekce (preference) – bezdrátová komunikace

� Inteligentní zastávky

� On-line informace

� Jízdní řády

� Čas odjezdu/doba do odjezdu

Preference MHD

Aktivní detekce


Preference MHD

� Pasivní preference – využívají ji převážně tramvaje pomocí trolejových kontaktů nebo autobusy, které využívají smyčkové detektory v BUS pruhu. Nevýhodou této preference může být nevhodné umístění trolejových kontaktů případně smyčkových detektorů. Trolejové kontakty patří mezi nejpoužívanější pasivní detektory využívané k preferenci MHD


Možnosti využití simulace

Plánování dopravy

� Využití při vytváření územního plánu

� Stanovení potřebné kapacity komunikace

� Hledání optimálního vedení dopravy

� Stanovení těžišť dopravy

� Posouzení dlouhodobé kapacitní dostatečnosti

� Posouzení vhodné konfigurace křižovatky

� Posouzení návrhu dopravního řešení (SSZ)

Hledání optimální alternativy

� Z dostupných alternativ řešení výběr nejvhodnější

� Široké spektrum kritérií

� Na základě dílčích výstupů zlepšování řešení

� Sestavování alternativ je finančně méně nenáročné

Využití simulace pro hledání kritických míst v oblasti

� Místa s nízkou dopravní kapacitou - vznik kongescí

� Místa se sníženou bezpečností účastníků provozu

� Místa s nedodržováním dopravních předpisů


Vstupy pro simulaci

MIKRO Simulace se skládá z několika dílčích modelů

� Dopravní infrastruktura

� Intenzita a skladba dopravního proudu

� Prvky aktivního řízení dopravy (SSZ, tunely)

� Intenzita pěších a jejich chování na přechodech

� Provoz hromadné dopravy

MAKRO Simulace dále zahrnuje

� Urbanistické členění města, demografické údaje

� Předpoklady o dopravní poptávce a nabídce


Výstupy ze simulace

Výstupy

� Doby zdržení, doba průjezdu

� Kapacita křižovatky či komunikace

� Zdržení chodců a MHD na křižovatce

� Energetická spotřeba MHD, emise

� Zátěžové mapy

� Vizualizace 2D a 3D

� Nalezení optimálního řešení

� Vytipování nejcitlivějších prvků v síti

� Omezení nevhodně proinvestovaných prostředků

� Ověření stability oblasti z hlediska dlouhodobého horizontu


Evropská síť v ČR

zdroj: ŘSD 2011


Dopravní síť ČR

zdroj: ŘSD 2011


Systémy řízení provozu na dálnicíchresp. obecně na liniových komunikacích

� Liniové řízení dopravy (RLTC – Road Line Traffic Control)

� Řízení vjezdu na dálnici(Ramp metering)

� Řízení dávkováním vozidel

� Preference vozidel s vyššíobsazeností (HOV lanes)

� Řízení změnou organizace dopravy

� Inteligentní dálnice

� Inteligentní vozidlo

� Dopravní informační systémy

� Není zde přímé řízení, ale ovlivňují provoz


Principy liniového řízení dopravy

� Regulace rychlosti pomocí PDZ v závislosti na hustotě provozu, neočekávaných událostech na komunikaci nebo povětrnostních podmínkách

� Homogenizace dopravního proudu

� Informování řidičů o náhlých změnách v dopravní situaci před nimi

� Omezování jízdy kamionů v levém jízdním pruhu při vysokých intenzitách provozu, krizových situacích nebo nepříznivých povětrnostních podmínkách

� Svedení dopravy mimo jízdní pruh neprůjezdný z důvodu mimořádné události


Přínosy liniového řízení dopravy

� Zvýšení kapacity komunikace (praxe … až o 15 %)

� Snížení rizika nehody (praxe … pokles nehod až o 30 %)

� Eliminace rizika druhotné nehody

� Zkrácení jízdních časů a zvýšení plynulosti provozu

� Snížení negativních vlivů dopravy na životní prostředí

Portály liniového řízení dopravy:

� D1 (směr Praha) 11 portálů

� SOKP (směr Plzeň) 16 portálů

� SOKP (směr Brno) 18 portálů


Vazba na tunely

� Tunely jsou s LŘD provázány, pokud je snižována rychlost pomocí LŘD, může být snížena i pro tunely aby nedocházelo k jejímu zvednutí v rámci tunelu

� Tunely při mimořádných stavech využívají portálů LŘD ke zpomalení vozidel

� ZPI doplňují informace o dopravní situaci detekované systémem LŘD

� Portály LŘDusměrňují dopravuu posledního exituv případě uzavřenítunelů


Ovládání systému


Ovládání systému


Základní koncept dopravního informačního systému

sběr distribuce

Vstupy Výstupy

Společné zpracování dat- Filtrace

- Kódování

- Databáze

- Predikce

jednotné informační

a telekomunikační prostředí

Měřená data- Dopravní senzory

- Plovoucí vozidla

- Senzory počasí

Verbálníinformace- Hlášení policie

- Hlášení obyvatel

- Hlášení servisu

Databáze- Veřejná doprava

- Uzávěry

Informace pro celý dopravní proud- ZPI (PIT)

Informace pro individuální vozidla- Navigace (RDS/DAB)

- GSM – SMS, MMS,WAP

- Rozhlas, televize

- Internet, kiosky


Druhy dopravních informačních systémů

� Rozhlasové vysílání, verbální podoba, bez prognózy

� RDS-TMC – rozhlasové vysílání, kódový přenos zpráv, bez prognózy

� PIT, vozidlové displeje – doby jízdy, kongesce, nehody, uzavírky,práce na silnici, atd.

� Sofistikované systémy – dynamické a detailní informace

� Vozidlové displeje nebo displeje mobilních zařízení ve vozidlech

� Oboustranná komunikace mezi vozidlem a informačním centrem

� Poloha vozidel, trasy, doby jízdy, délky stání, počet zastavení, atd.

� Propojení s řídicími systémy – využití reálných informací z vozidelpro řízení dopravy

� Propojení s navigačními systémy – vyhledání alternativních trasv digitální mapě

� Informace před jízdou – informační kiosky, Internet, televize


DIC – Dopravní informační centrum

� Integruje dopravní technologie

� Sbírá dopravní data a informace

� Poskytuje dopravní informace

� Ovlivňuje dopravu


Mýto


Technologie - EFC

� DSRC – Dedicated Short Range Communication – mikrovlny či infračervené pásmo mezi OBU a infrastrukturou

� GSM-GPS – Global System for Mobile Comunication – Global position System – poloha určována na základě GPS – GNSS-CN

� LSVA – Švýcarský systém – OBU s vázaná s tachografem – korekce i pomocí GPS

� Závorové systémy

� Dálniční známky – časové na vyhrazených komunikacích

� Bez přímého poplatku – daně – silniční, z pohonných hmot, DPH


Prodejní místa

Vjezd /Výjezd

Portál - platba

Mobilní kontrola

Sekce platby

Portál kontroly

Centrum

Portál - platba

Základní uspořádání EFC - DSRC

� EFC – Electronic Fee Collection


Základní uspořádání EFC - DSRC

RSE jednotka

Operátor

Finanční

management

OBU

Platební karta

InfrastrukturavozidloDSRC

Laserový skener

3D rozpoznávání vozidla včetně klasifikace a získávání dat o rychlosti


Základní uspořádání EFC - GNSS

GSM sít

Operátor

Finanční

management

OBU

Platební karta

Infrastrukturavozidlo

DSRCkontrola

GSMGNSS


Přehled systémů FCD v zahraničí


Zpoplatněné úseky v ČR

zdroj: ŘSD 2011


� Typy dle dynamiky vývoje

� Dopravní excesy I. druhu – kongesce

� Dopravní excesy II. druhu – nehody

� Identifikace dopravních excesů – dopravní modely

� Zjišťování kongescí� Klasifikátory dopravy

� Odhadování nehod� Přímé metody (videodetekce)

� Nepřímé metody

� Dopravní detektory

� Algoritmy a modely

� Identifikace na dálnicích je oproti městu snadná a přesnější

� Pokud nastane nehoda a systém ji rozpozná, je možná zpětná vazba pro řidiče pomocí liniového řízení a zařízení pro provozní informace – dopravní proud pak může být na příštím sjezdu odkloněn a směrován jinou trasou

Dopravní excesy


Algoritmy AIDAutomatic Incident Detection

� Příklady algoritmů

� Kalmanovy filtry

� Kalifornský algoritmus

� TSC algoritmus 7 a 8

� Bangův algoritmus

� Bayesovský algoritmus

� ARIMA modely

� Algoritmus PATREG

� McMasterův algoritmus

� Teorie chaosu

� Kategorie algoritmů

� Komparativní

� Statistické

� Založené na časových řadách

� Filtrující / vyhlazující

� Modelující dopravu

� Založené na umělé inteligenci

� Založené na zpracování obrazu


Inteligentní vozidloADAS – Advanced Driver Assistance Systems

� Systém pro podporu řízení vozidla� Možné funkce

� Monitorování stavu vozovky� Detekce překážek� Sledování délkového odstupu� Noční vidění� Vedení vozidla ve stopě� Automatické brzdění před překážkou� Automatizované předjíždění� Varování při při neúmyslném vybočení z jízdního

pruhu� Varování o možné kolizi s vozidlem vpředu� Adaptivní tempomat (virtuální vlak)� Natáčení světel do zatáčky� Asistent dálkových světel� Identifikace mikrospánků (sledování očí)� Rozpoznávání dopravních značek� Detekce chodců

� Komunikace inteligentního vozidla� Komunikace s řídicím centrem� Komunikace v rámci kooperativních systémů


Inteligentní vozidloADAS – Advanced Driver Assistance Systems

� Systém pro podporu řízení vozidla� Možné funkce

� Monitorování stavu vozovky� Detekce překážek� Sledování délkového odstupu� Noční vidění� Vedení vozidla ve stopě� Automatické brzdění před překážkou� Automatizované předjíždění� Varování při při neúmyslném vybočení z jízdního

pruhu� Varování o možné kolizi s vozidlem vpředu� Adaptivní tempomat (virtuální vlak)� Natáčení světel do zatáčky� Asistent dálkových světel� Identifikace mikrospánků (sledování očí)� Rozpoznávání dopravních značek� Detekce chodců

� Komunikace inteligentního vozidla� Komunikace s řídicím centrem� Komunikace v rámci kooperativních systémů


Literatura

� Přibyl P.: Řídicí systémy silniční dopravy, skripta ČVUT, 2003

� Přibyl P., Svítek M.: Inteligentní dopravní systémy, BEN, 2002

� Přibyl P.: Inteligentní dopravní systémy, skripta ČVUT, 2004

� Tichý T.:Řídicí systémy dopravy – Dopravní telematika, ČVUT 2004

� Kňákal M. a Krajčír D.: Liniové řízení dopravy na Silničním okruhu kolem Prahy a na D1

� www.lss.fd.cvut.cz/members/tichy/dokumenty-k-vyuce

� www.silmos.cz

� www.rsd.cz


Řízení dopravy

K620 – ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY ČVUT FD, Konviktská 20, Praha 1

Děkuji za pozornost

Doc. Ing. Tomáš Tichý,Ph.D.

Ing. Vladimír Faltus,Ph.D.

Ing. Martin Langr

[email protected], [email protected]

Date post:	31-Jan-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	3 times
Download:	0 times

Řízení dopravyksvi.mff.cuni.cz/~holan/telematika.pdf · 2013-05-13 · Dopravní telematika...

Documents