оборудование сложных участков магистрали телевизионными установками с передачей изображения в центр управления;
создание единой системы автоматизированного управления движением с помощью ЭВМ из центра управления.
12.1.8. Разработку систем управления движением следует проводить по этапам.
Первый этап - анализ технического уровня автомагистрали, ее состояния и оборудования, характеристик существующих и перспективных транспортных потоков, аварийности и метеорологических условий. На основе этого анализа выявляют основные факторы, отрицательно влияющие на эффективную работу автомагистрали, разрабатывают мероприятия по повышению удобства и безопасности движения. Первый этап должен выполняться специалистами-дорожниками совместно со специалистами по организации движения, хорошо знающими характер изменения транспортно-эксплуатационных характеристик дороги и режимов движения транспортных потоков во времени и под воздействием погодно-климатических факторов.
На втором этапе определяются конкретная цель и задачи управления, разрабатывается система организации движения, стратегии управления и выбираются критерии оценки эффективности функционирования системы, основные типы технических средств и рассчитывается экономическая целесообразность строительства системы.
На третьем этапе выбираются существующие и разрабатываются новые технические средства, осуществляется привязка проекта в соответствии со схемой организации движения и стратегией управления. На этом же этапе разрабатывается математическое обеспечение, включающее комплекс управляющих и вспомогательных программ для ЭВМ.
На втором и третьем этапах необходимо привлекать специализированные организации по созданию средств автоматики и телемеханики, вычислительной техники, связи, телевидения и электроснабжения и т.д. совместно со специалистами по системам управления движением.
12.2. Технические средства, применяемые в системах управления движением
12.2.1. Состав основных технических средств определяется характером решаемых системой задач, от которых зависит объем необходимой исходной информации и управляющих воздействий. В состав технических средств входят контрольно-измерительная аппаратура и сервисное оборудование, периферийные средства автоматики и телемеханики (управляемые дорожные знаки и светофоры), линии связи и электроснабжения, средства телевизионного обзора, устройства центрального управляющего пункта.
12.2.2. В состав технических средств системы сбора информации о транспортном потоке должны входить детекторы транспорта различных типов (детекторы прохождения и присутствия транспортной единицы в контролируемой зоне, времени прохождения автомобилем заданной длины, состава транспортного потока), периферийные устройства первичной обработки и обмена информацией с центром управления не реже 1 раза в секунду.
12.2.3. Детекторы транспорта размещаются на каждой полосе движения и на расстоянии от 0,5 до 2 км вдоль автомагистрали, а также на всех въездах и съездах с нее (рис. 12.1).
12.2.4. В состав технических средств системы сбора информации о состоянии поверхности дороги входит передвижная лаборатория (для оперативного определения коэффициента сцепления и оценки состояния поверхности дороги) с оборудованием для передачи информации в центр управления.
12.2.5. В состав технических средств системы сбора информации о метеорологических условиях входят стационарные посты наблюдения для фиксирования осадков различных видов, гололеда, скорости ветра, метеорологической дальности видимости, влажности и температуры воздуха. Кроме того, на подвижной лаборатории должно быть установлено оборудование, позволяющее фиксировать метеорологическую видимость, скорость и направление ветра на отдельных участках дороги.
12.2.6. Технические средства управления движением должны включать в себя многопозиционные управляемые указатели скоростей, а управляемые указатели направлений - светофоры, дорожные контроллеры для переключения скоростей и направлений движения, контроллеры управления светофорами и выносные пульты управления.
12.2.7. Управляемые указатели скоростей располагаются на специальных опорах рамного или консольного типа над каждой полосой движения с тем, чтобы обеспечивать возможность контактного управления движением на каждой полосе (рис. 12.2).
12.2.8. Управляемые указатели направлений устанавливаются перед каждым съездом с автомагистрали в соответствии с требованиями п. 11.2. Они предназначены для организации движения по обходным маршрутам (рис. 12.3).
Рис. 12.1. План размещения транспортных детекторов (на въезде):
Д1 - интенсивности; Д2 - занятости; Д3 - присутствия для изменения скорости; Д4 - присутствия для обнаружения автомобилей на переходно-скоростной полосе; Д5 - для регистрации подхода автомобилей; Д6 - то же, ухода; Д7 - для обнаружения очереди; С - светофор
Рис. 12.2. Схема снижения скорости на автомагистрали по тактам I - III и полосам 1 - 3 движения:
№ 1 и № 5 - места установки светофоров и знаков
Рис. 12.3. Управляемые дорожные знаки, используемые для организации обходных маршрутов при закрытии участка магистрали и устанавливаемые:
а - в начале переходно-скоростной полосы; б - за 1000 и 500 мм до съезда
12.2.9. Для телевизионного обзора применяют камеры промышленного телевидения, которые устанавливают на опорах высотой 6 - 10 м около сложных развязок, а также в тоннелях, на мостах и путепроводах, на участках автомагистралей в населенных пунктах.
На сложных развязках может быть установлено несколько телекамер.
12.2.10. Сигнально-вызывные колонки располагаются с обеих сторон автомагистрали через каждые 2 - 4 км.
12.2.11. Кабельные линии связи рекомендуется устраивать в средней части разделительной полосы или с одной стороны автомагистрали в полосе отвода. Мощность кабельной линии связи определяется на основании объема передачи информации о транспортном потоке, состоянии поверхности дороги и метеорологических условиях, а также управляющих команд и сигналов.
12.2.12. В центре управления дорожным движением необходимо предусмотреть следующие технические средства:
пульт управления;
информационное табло с мнемосхемой, изображающей условными символами управляемый участок дороги;
пульт диспетчерской связи;
пульт управления сигнально-переговорными стойками;
устройства визуального отображения исходной информации (телеэкраны, дисплеи и т.п.);
управляющий вычислительный комплекс для обработки исходной информации об отыскании оптимальных управляющих воздействий;
аппаратуру приема сигналов исходной информации и передачи управляющих команд;
радиостанцию для связи с патрульными службами;
ремонтное и вспомогательное оборудование.
12.2.13. При выборе места расположения здания центра управления необходимо учитывать, что максимальное удаление от источников информации и управляемых знаков до центра управления не должно превышать 20 км.
12.2.14. Управляющий вычислительный комплекс рекомендуется компоновать на основе серийно выпускаемых ЭВМ с использованием дополнительных модулей и средств вычислительной техники.
В качестве базы для компоновки УВК рекомендуется вычислительный комплекс СМ-2 серии СМ ЭВМ, оперативная память которого имеет емкость до 12 кБит. В минимальный набор модулей и устройств вычислительного комплекса входят: два процессора, канал прямого доступа, устройство оперативной памяти, коммутаторы, согласователь ввода-вывода и таймеры. Двухпроцессорная структура комплекса позволяет использовать разделение задач управления между процессорами и одновременное их выполнение. При выходе из строя одного из процессоров все задачи в соответствии с присвоенными приоритетами будут решаться вторым процессором.
12.2.15. Для выбора и фиксирования информации на бумаге необходимо иметь в составе УВК ряд устройств печати по обслуживанию запросов оператора, выводу суточного журнала функционирования системы и различных форм документов, выводу на печать информации об отказах оборудования и режимах функционирования системы.
12.2.16. Включенная в состав оборудования центрального управляющего пункта мнемосхема должна: а) сигнализировать оператору о состоянии каждого дорожного контролера и управляемого указателя направлений и скорости; б) выдавать обобщенную информацию об условиях движения и состоянии оборудования для каждого километра магистрали; в) высвечивать введенную оператором в ЭВМ информацию о дорожных условиях (осадки, гололед, туман, ремонт) и ДТП (авария) для каждого участка магистрали; г) высвечивать номера телефонов системы аварийной связи, с которых поступает сообщение об аварии или заторе с магистрали; д) информировать оператора о включенных сигналах светофоров на каждом въезде.
12.2.17. Мнемосхема должна быть в виде схематического изображения магистрали с размещенными на нем индикаторами, на которой предусматриваются места для размещения телевизионных экранов, куда поступает информация с элементов магистрали, включенных в систему телевизионного обзора (в первую очередь с развязок).
12.2.18. Пульт управления совместно с аппаратурой обмена информации должен позволять: взять на контроль и управление любое периферийное устройство, подключенное к одному (любому) каналу связи; вывести на индикацию содержание любого из байтов контрольной информации этого канала связи; проконтролировать исправность сигнальных ламп пульта и мнемосхемы.
12.3. Выбор стратегии управления движением
12.3.1. Цель управления движением на автомобильной магистрали в общем виде может быть выражена следующим образом: при заданных характеристиках транспортного потока и аппарата обслуживания (постоянных и переменных параметрах автомагистрали), процесса обслуживания (характеристик уровня содержания дороги и организации движения) с учетом состояния метеорологических условий в каждый момент времени обеспечивать требуемые показатели функционирования дороги и дорожного движения (скорость, пропускную способность и безопасность движения), определяемые из условия минимума приведенных дорожно-транспортных затрат на перемещение грузов и пассажиров.
12.3.2. Под стратегией управления понимается способ достижения поставленной цели путем использования методов управления, технических средств и ресурсов. В общем виде она охватывает порядок и методы выбора управляющих воздействий, инженерных и организационно-технических решений. Стратегия управления движением содержит в себе три взаимосвязанные группы управляющих воздействий - на дорожные условия, на систему организации движения и транспортный поток.
12.3.3. В качестве критерия, по которому в оперативном порядке можно судить о степени достижения желаемой цели, рекомендуется выбирать такие показатели, как средние задержки автомобилей, следующих по магистрали, среднее время проезда, скорость, уровень загрузки. Из названных критериев наиболее надежным, способным обеспечить достаточно высокие скорости, минимизировать задержки автомобилей и высокую степень безопасности их движения, является уровень загрузки, значение которого при повышении спроса на пользование магистралью не должно превышать максимального значения, определенного заранее по результатам анализа работы магистрали.
12.3.4. Сохранение уровня загрузки магистрали в допустимых пределах достигается путем управления работой въездов, осуществляемым по четырем принципиально отличным стратегиям: закрытие въездов в определенные периоды; дозированный впуск на магистраль по жесткой программе; дозированный впуск, зависящий от характеристик потока на подходе к выезду; координированный дозированный впуск, учитывающий работу всех въездов.
12.3.5. Въезд на автомагистраль при наличии другого близко расположенного въезда обычно закрывают в час пик, если на въезде нет места для останавливающихся автомобилей или загрузка магистрали приближается к критическому значению, превышение которого отрицательно скажется на работе магистрали.
12.3.6. Дозированный впуск по жесткой программе поддерживает поток на въезде на уровне, находящемся в пределах между пропускной способностью въезда, равной 800 - 1200 авт./ч, и некоторым минимальным значением, равным 180 - 240 авт./ч. Этот уровень может меняться в течение суток, однако во всех случаях суммарный поток за въездом не должен вызывать перегрузки магистрали. В связи с этим работа светофора, обеспечивающего работу въезда в жестком режиме, может иметь несколько программ, по которым он работает в строго определенные часы суток.
Модификацией такой стратегии служит такая, при которой зеленый сигнал светофора на въезде загорается лишь в тот момент, когда перед светофором останавливается автомобиль в ожидании зеленого сигнала. Для этого въезд должен быть оборудован детектором присутствия. Недостаток такой стратегии - она не реагирует на возможные случайные резкие изменения интенсивности движения.
12.3.7. Дозированный впуск, зависящий от характеристик потока в зоне въезда, поддерживает размер потока на въезде в соответствии с заранее намеченной стратегией. При этом для получения данных о характеристиках потока на магистрали и на въезде используются транспортные детекторы, тип которых зависит от выбранной стратегии. Так, если движение на въезде регулируется на основе анализа спроса и пропускной способности, то данные об интенсивности движения на магистрали, полученные с помощью детекторов, установленных на участке перед въездом, сравниваются с пропускной способностью участка магистрали за въездом. Если его пропускная способность выше размера потока перед въездом, то одному автомобилю на въезде разрешается вход на магистраль. Подсчет интенсивности и впуск автомобилей обеспечивается через наибольшие интервалы (например, через 1 мин).
При регулировании движения на въезде на основе контроля занятости с помощью детекторов измеряются занятость участка магистрали перед въездом. Впуск на магистраль осуществляется в соответствии с калибровочными данными о параметрах транспортного потока (интенсивность, скорость), полученными ранее опытным путем для различных значений занятости. При этом с помощью ЭВМ решают, какую дозу автомобилей можно впустить на магистраль для данного значения ее занятости.
