Способ управления движением транспортных потоков на перекрестке

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ Т РАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ, основанный на контроле присутствия транспорта на управляемых направлениях с последовательным включений фаз движения, отличающийс я тем, что, с целью сокращения задержки транспорта, в контролируемом цикле включения фаз движения в течение очередной фазы через заданный интервал опроса одновременно для каждой фазы подсчитывают количество транспортных единиц, присутствующих в контролируемых зонах направлений фазы в , опроса, подсчитывают и запоминают общее количество транспортных единиц, зарегистрированных в контролируемых зонах.;направлений фазы во все моменты опроса в течение очередной фазы, по окончании очередной фазы контролируемого цикла включения фаз движения определяют общие количества транспортных единиц, зарегистрированных в контролируемых зо- S нах всех фаз в различные моменты КЛ опроса,и выбирают для текущего цикла включения фаз движения последовательность включения фаз,соответствующую максимальному общему количеству транспортных единиц.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (1Ю (И) 3(59 0 08 1 07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3502832/18-24 (22) 22 ° 10 ° 82 (46) 23 ° 01 ° 84. Бюл ° 9 3 (72) Б,".К. Нартов, A.Ã. Вялых и В.В. Петров (71) Специальное конструкторское бюро промышленной автоматики Всесоюзного объединения Союзпромавтоматика (53) 654 ° 9(088.8) (56) 1. Патент США М 3508192, кл. 340-37, опублик.1966.

2. Авторское свидетельство СССР

9 754463, кл. G 08 G 1/07, 1975 (прототип). (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ

ТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ, основанный на контроле присутствия транспорта на управляемых направлениях с последовательным включениеМ фаз движения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью сокращения задержки транспорта, в контролируемом цикле включения фаз движения в течение очередной фазы через заданный интервал опроса одновременно для каждой фазы подсчитывают количество транспортных единиц, присутствукщих в. контролируемых зонах направлений фазы в момент опроса, подсчитывают и запоминают общее количество транспортных единиц, зарегистрированных в контролируемых зонахлнаправлений фазы во все моменты опроса в течение очередной фазы, по окончании очередной фазы контролируемого цикла вклю» чения фаз движения определяют общие количества транспортных единиц, заре. гистрированных в контролируемых эо- е нах всех фаз в различные моменты опроса,и выбирают для текущего цикла включения фаэ движения последовательность включения фаз, соответствующую максимальному общему количеству транспортных единиц.

1068968

<его сигнала поступают от всех Фаз, сигнальная программа, например для пяти фаз, состоит в переключении заданной последовательностиг

35 заданный интервал опроса одновременI

Heиболее близким к предлагаемому но для каждой Фазы подсчитывают колипо технической сущности является чество транспортных единиц, ирисутспособ упрарлЕния дэиженИЕМ траНс- стзуюЩиХ Q кОИтрОлИРУеьых зонах напортних потоков на перекрестке, ос- правлений фазы в момент опРоса, поДноваииый на контроле присутствия 40 считывают и запоминают общее колитранспорта на управляемых направлениях с последовательным включением

Фаэ движения, согласно которому на воем протяжении включенной фазы сигналы заявок на вызов Фаэ с закры- 45 тых направлений сравнивают с заданным приоритетом последовательности пе- определяют общие количества трансреключения, при отсутствии сигналов портных единиц, зарегистрированных о присутствии транспорта на управляе- в контролируемых зонах всех фаэ в мых направлениях в течение включенной различные моменты опроса, и выбирают фазы формируют сигнал вызова приоритетного направления, а при наличии сигналов присутствия транспорта во включенной фазе переключение сигналов ие производят, и последовательность сравнения сигналов поэт ряют 55 в,течение включенной Фазы, Формируют- сигиал запрета вызова данной фазы независимо от сигналов присутствия транспорта 523 .

Недостатком известного способа 60 явля тся то, что управление осуществляется на основе жестко заданной последовательности переключения Фаз.

Например, если в течение некоторого ления параметров фаз, один выход ковремени заявки на вкНючейие разрешаю- 65 торого соединен с входом блока 2 oneчество транспортных единиц, зарегистрированных в контролируемых зонах направлений фазы во все моменты опроса в течение очередной фазы, по окончании очередной фазы контролируеВмого цикла включения Фаз движения для текущего цикла включения фаз движения последовательность включения фаэ, соответствующую максимальному общему количеству транспортных единиц

На Фиг.1 представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на Фиг ° 2 — диаграмма количеств транспортных единиц, присутствукщих в контролируемых зонах фаз

А, 8 и С трехфазного управляемого перекрестка.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит блок 1 вычис-

ИзобретениЕ относится к управлению транспортом на перекрестке и может быть использовано для изменения последовательности включения фаз в .цикле переключения светофорной сигнализации в-зависимости от изменения транспортной ситуации.

Известен способ управления движением транспортных потоков на перекрестке, согласно которому сигналы от детекторов транспорта .преобразуют 10 в сигналы заявок на вызов Фаз, сигналы запроса на продление включенной фазы запоминают и преобразуют в сигналы вызова фазы в соответствии с заданным приоритетом последова- 15 тельности переключения, сигналом вызова приоритетной фазы исключают заявку на вызов ранее включенной

Фазы и сигнал запроса на продление ранее включенной фазы П1.

Недостатком этого способа является то, что он не позволяет осуществлять управление движением транс порта по анализу текущей ситуации после нахождения разрыва в транспортном потоке по включенной Фазе при отсутствии заявок .на вызов с других Фаэ, т.е. на некоторое время продлевается включенная Фаза и в течение этого времени текущая ситуация не анализируется, что ухудшает адаптацию способа управления к изменяющейся транспортной ситуации, увеличивая задержку транспорта на управляемом перекрестке. т.е. не выделяются моменты интенсивного поступления транспортных средств на перекресток. Так как заявки на вызов Фаэ не имеют весовых коэффициентов, оперативная перестановка фаз невозможна. Например, третья фаза обслуживается только после второй фазы даже в том случае, когда в момент выключения первой Фазы по второй имеется всего одна машина и поступ-. ление машин не происходит, а по третьей фазе имеется большая очередь и поступление машин интенсивно. Этот недостаток существенно ухудшает адаптивность способа, что увеличивает задержку транспортных средств на пеРекрестке, Целью изобретения является сокращение задержки транспортных средств на перекрестке.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления движением транспортных потоков на перекрестке, основанному на контроле присутствия транспорта на управляемых направлениях с последовательным включением фаз движения, в контролируемом цикле включения фаз движения в течение очередной фазы через

10б 8968 ратнвной памяти, а другой выходс входом блока 3 определения последовательности фаэ, другой вход и один иэ выходов которого соединены с соответствующими выходом и входом блока 2 оперативной памяти, второй выход блока 3 определения последоватзльности Фаэ подключен к входу блока 4 определения длительности фаэ, выход которого соединен с входам блока 5 управления, соответст- 10 вующим выходом подключенного к входу блока 1 вычисления параметров фаэ, другие входы блоков 1 и 4 соединены с детекторами транспорта (не показаны) . 15

Предлагаемый способ с помощью ука-, эанного устройства реализуется следукщим образом.

С помощью детекторов транспорта, установленных на соответствующих направлениях. движения регулируемого перекрестка, определяют количество транспортных..единиц (И), присутствующих иа чувствительных. элементах детекторов транспорта в момент опроса, по каждой из трех Фаз движения.

Сигналы,. соответствующие количеству транспортных единиц, присутствующих в контролируемых зонах, подаются в блок 1 вычисления параметров фаэ, с псмсщьв которого за цикл включения З0

Фаз движения управления для каждой фазы определяют общие количества транспортных единиц (В), зарегистрированных в контролируемых зонах направлений фазы в течение каждой иэ 35 трех фаз цикла А, В и С: я, 3х, Якз где Х принимает значения A В йли С.

Например, для фазы В определяют значения: зэр, Йз1, Яэ, где Spy, например, общее количество транспорт- 40 ных единиц, зарегистрированных в контролируемых зонах направлений фазы В в течение третьей по очередности включения фазы контролируемого цикла включения фаз движения. Для простоты описания полагается, что в контролируемом цикле фазы были включены в последовательности А, В, С {первая, вторая, третья) .

Для любой из фаз за любой интервал времени величина рассчитываетс следующим обраэом1

ll (41 ((к

М

55 где (,, 2) — интервал времени, например интервал горения зеленого сигнала по какой-либо фазе;

60 количество моментов опроса детекторов транспорта, где - интервал времени - интервал опроса (Ь +<< ); 65

N< — количество транспортных единиц в контролируемых зонах направлений данной фазы в к-й момент времени (@AD=4,«> ) .

Величина © (общее количество транспортных единиц) за интервал времени характеризует интенсивность поступления транспортных единиц на направления фазы движения и является показателем (аналогом) задержки транспорта (фиг,2), Операция определения общих количеств транспортных единиц осуществляется следующим. образом.

С блока 5 управления на вход блока 1 вычисления параметров фаз подается сигнал о включении первой фазы цикла включения фаз движения.

По этому сигналу блок 1 начинает суммирование количеств автомобилей, зарегистрированных в контролируемых зонах каждой из трех фаэ в соответствукщне моменты опроса. По окончании первой по порядку включения фазы в блоке 1 записаны величины

ЗА„, Зэ, S, которые по сигналу с блока 5 управления о включении вто" рой фазы поступают в блок 2 памяти, где их запоминают. Одновременно в блоке 1 начинают определение общиХ количеств транспортных единиц, эа регистрированных в контролируемых зонах каждой иэ трех фаз в интервале горения зеленого сигнала по второй фазе, получая по окончании второй фазы величины, Szz, S, которые по сигналу с блока 5 управления передаются в блок 2 оперативной памяти, где их запоминают.

По окончании цикла включения .Фаэ движения из блока 1 вычисления параметров в блок 2 оперативной памяти записывают последнюю группу значений

Общих количеств транспортных единиц

$аъ Заа, $ . При этом блок 1 выдает в блок 3 определения последовательности фаз сигнал окончания цикла включения фаз движения. С помощью блока 3 определения последовательности Фаз анализируют накопленный в блоке 2 массив параметров фаз и определяют последовательность переключения фаз для следующего цикла включения фаз движения, При этом иэ всех возможных последовательностей фаз выбирают такую, при которой сумма общих количеств транспортных средств 8,+ S + S > где к, и в могут принимать значения А, В, С, максимальна. Сумма + Slg.+ Se s мОжет принимать следующие значениями Ъд+

+ + Зеу1 Зм + Sm+ Вез; + ЭЮ+ 8М r

8%4+ + Йщ ) зф+ S„y+ Зэ3, - + Ъ

+ ®45 °

Пусть, например, максимально зна-., чение 8 + Йд + Йэз.

1068968

В этом случае последовательность включения фаз в новом цикле будет измененаз (A B С) (A С В) °

Операция определения новой последовательности переключения фаэ состоит, таким образом, в определении индексов наибольшей суммы З + ®<+g и может, например, осуществляться вычислением и сравнением всех возможных сумм такого вида.

После определения последовательности фаз эта последовательность передается в блок 4 определения длительности фаэ, с помощью которого 15 по анализу информации от детекторов транспорта в реальном масштабе времени определяют длительности фаз.

Сигналом с выхода блока 4 определения длительности фаз через блок 5 2() управления переключается светофор, и с выхода блока 5 управления в блок

1 вычисления параметров фаз подается соответствующий сигнал об окончании или включении очередной фазы. 25

Статистические данные показывают, что периоды пиковых или наиболее интенсивных поступлений транспортных единиц по каждой фазе являются сравнительно устойчивыми, медленно меняющимися характеристиками фаз. В то же время величины характеризуют интенсивность поступления транспорта и его задержку. Поэтому, анализируя величины S в истекшем цикле включения фаз движения, можно предсказать на включаемый цикл интервалы наиболее интенсивного поступления транспорта на направления соответствующих фаз или максимальной задержки транспорта и, изменяя при необходимости порядок,40 включения фаз, увеличить эффективность использования времени горения зеленого сигнала. Таким образом, выбирая последовательность фаз, максимиэирующую величину 8к + Sag+ ь 45 формируют сигнальную программу, эффективно использующую время горения зеленого сигнала для разгрузки направлений фаз и своевременного пропуска больших паЧек автомобилей, что уменьшает задержку транспорта на перекрестке.

Предлагаемый способ ориентирован на управление транспортными потоками, имеющими выраженные периодические пики, т.е. потоками на перекрестках, допускающих координацию сигнальных программ (например, зеленую волну ) . Интервалы найболее интенсивного поступления транспорта на фазы управляемого перекрестка могут изменяться ввиду, например, изменения средней скорости проезда транспорта от близлежащих перекрестков к управляемому. В то же время и при полностью случайном поступлении транспорта предлагаемый способ позволяет уменьшить задержку транспорта ° В этом случае изменение .последовательности включения фаз обеспечивает оперативную разгрузку тех направлений движения, на которых возникла достаточно большая очередность транспортных единиц.

Предлагаемый способ предусматривает возможность использования какого-либо алгоритма поиска момента переключения фаз, Таким корректирующим длительности фаз алгоритмом может служить, например, алгоритм поиска разрывов.

Испытания способа, проведенные на реальном трехфазном перекрестке, где каждая фаза движения включает два направления, показали, что управление транспортными потоками по предлагаемому способу позволяет уменьшить задержку транспорта на 17% по сравнению с управлением по известному способу, чем и определяется экономический эффект при использовании изобретения.

10б&96В

Юл emexmnpod

ВНИ1ПИ ЗакаЗ 11475/4б Тираж 573 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4