Řízení dopravy
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Doc. Ing. Tomáš Tichý, Ph.D.
Ing. Vladimír Faltus, Ph.D.
Ing. Martin Langr
[email protected], [email protected]
K620 – ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY
ČVUT FD, Konviktská 20, Praha 11
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
2
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-modelovanidopravy/laborator-rizeni-a-modelovani-dopravy
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
3
Hierarchická struktura telematického systému
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
4
Architektura městského systému řízení dopravy
Úroveň útvaru – města
Úroveň oblasti
Úroveň uzlu
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
5
Schéma telematického subsystému DMM
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
6
Schéma telematického subsystému DMD
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
7
Schéma ekologického managementu
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
8
Způsoby řízení pomocí SSZ
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
9
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
10
Řízení křižovatek SSZ
Detektory
Umístění
křižovatka – místní detektory
komunikace – vybraný řez
strategické – širší použití
Alternativní detekce
Informace
plovoucí vozidla
vozidla taxi
vozidla MHD
účastníci dopravního provozu - rádio
státní správa + IZS – policie, hasiči
dopravní firmy
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
11
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 technicky
a ekonomicky náročný. Příkladem online 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.
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
12
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 se
od 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)
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
13
Řízení oblasti
Monitorování stavu SSZ
Vizualizace SSZ
Řízení SSZ
Prioritní trasy
Sběr DI dat
Archivace a zpracování dat
Hlášení poruchy
Rozhraní na další systémy
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
14
Řízení z úrovně města – vizualizace
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
15
Řízení oblasti Prahy 5 – Smíchova
PIT
Řízení vstupů – TASS
Řízení oblasti – MOTION
Taktiky v oblasti – CIM
Informování řidičů – PIT
Další systémy řízení dopravy
TASS
MOTION
+
CIM
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
16
Preference MHD
Pasivní detekce (preference) – trolejové kontakty
Aktivní detekce (preference) – bezdrátová komunikace
Inteligentní zastávky
On-line informace
Jízdní řády
Čas odjezdu/doba do odjezdu
Aktivní detekce
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
17
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
18
Možnosti využití simulace
Plánování dopravy
Hledání optimální alternativy
Využití při vytváření územního plánu
Z dostupných alternativ řešení výběr nejvhodnější
Stanovení potřebné kapacity komunikace
Široké spektrum kritérií
Hledání optimálního vedení dopravy
Na základě dílčích výstupů zlepšování řešení
Stanovení těžišť dopravy
Sestavování alternativ je finančně méně nenáročné
Posouzení dlouhodobé kapacitní dostatečnosti
Posouzení vhodné konfigurace křižovatky
Posouzení návrhu dopravního řešení (SSZ)
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
19
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
20
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
21
Evropská síť v ČR
zdroj: ŘSD 2011
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
22
Dopravní síť ČR
zdroj: ŘSD 2011
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
23
Systémy řízení provozu na dálnicích
resp. obecně na liniových komunikacích
Liniové řízení dopravy (RLTC – Road Line Traffic Control)
Řízení vjezdu na dálnici
(Ramp metering)
Řízení dávkováním vozidel
Preference vozidel s vyšší
obsazeností (HOV lanes)
Řízení změnou organizace dopravy
Inteligentní dálnice
Inteligentní vozidlo
Dopravní informační systémy
Není zde přímé řízení, ale ovlivňují provoz
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
24
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
25
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
26
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 LŘD
usměrňují dopravu
u posledního exitu
v případě uzavření
tunelů
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
27
Ovládání systému
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
28
Ovládání systému
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
29
Základní koncept dopravního informačního systému
Vstupy
Výstupy
Měřená data
- Dopravní senzory
- Plovoucí vozidla
- Senzory počasí
Verbální
informace
Informace pro
celý dopravní
proud
Společné
zpracování
dat
sběr
- Filtrace
- Kódování
- Databáze
- Predikce
distribuce
- Hlášení policie
- Hlášení obyvatel
- Hlášení servisu
Databáze
- Veřejná doprava
- Uzávěry
jednotné informační
a telekomunikační prostředí
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
- ZPI (PIT)
Informace pro
individuální
vozidla
- Navigace (RDS/DAB)
- GSM – SMS, MMS,
WAP
- Rozhlas, televize
- Internet, kiosky
30
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 vozidel
pro řízení dopravy
Propojení s navigačními systémy – vyhledání alternativních tras
v digitální mapě
Informace před jízdou – informační kiosky, Internet, televize
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
31
DIC – Dopravní informační centrum
Integruje dopravní technologie
Sbírá dopravní data a informace
Poskytuje dopravní informace
Ovlivňuje dopravu
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
32
Mýto
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
33
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
34
Základní uspořádání EFC - DSRC
EFC – Electronic Fee Collection
Centrum
Prodejní místa
Mobilní kontrola
Portál - platba
Portál - platba
Portál kontroly
Vjezd /Výjezd
Sekce platby
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
35
Základní uspořádání EFC - DSRC
Infrastruktura
Laserový skener
3D rozpoznávání vozidla
včetně klasifikace a
získávání dat o rychlosti
DSRC
vozidlo
RSE jednotka
OBU
Operátor
Platební
karta
Finanční
management
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
36
Základní uspořádání EFC - GNSS
Infrastruktura
vozidlo
GSM
GSM sít
kontrola
OBU
GNSS
DSRC
Operátor
Platební
karta
Finanční
management
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
37
Přehled systémů FCD v zahraničí
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
38
Zpoplatněné úseky v ČR
zdroj: ŘSD 2011
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
39
Dopravní excesy
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 telematika – aplikace v řízení dopravy
40
Algoritmy AID
Automatic 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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Komparativní
Statistické
Založené na časových řadách
Filtrující / vyhlazující
Modelující dopravu
Založené na umělé inteligenci
Založené na zpracování obrazu
41
Inteligentní vozidlo
ADAS – 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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
42
Inteligentní vozidlo
ADAS – 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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
43
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
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
44
Řízení dopravy
Děkuji za pozornost
Doc. Ing. Tomáš Tichý,Ph.D.
Ing. Vladimír Faltus,Ph.D.
Ing. Martin Langr
[email protected], [email protected]
K620 – ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY
ČVUT FD, Konviktská 20, Praha451
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Download

Řízení dopravy