Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Основы автоматизации интеллектуальных транспортных систем

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 791647.01.99
Изложены основные положения создания интеллектуальных транспортных систем на основе автоматизированных систем управления дорожным движением, методы управления транспортными потоками с применением светофорной сигнализации на дорожной сети и различные аспекты создания, эксплуатации и модернизации систем автоматизированного управления дорожным движением различного уровня. Приведены характеристики основных подсистем систем управления дорожным движением, описаны технические средства и взаимодействие между ними, их функции и возможности. Рассмотрены основные алгоритмы управления и этапы проектирования и внедрения интеллектуальных систем. Рассмотрен подход к тесной интеграции маршрутного пассажирского транспорта и организации дорожного движения, как основы устойчивой мобильности. Для студентов транспортных направлений подготовки.
Основы автоматизации интеллектуальных транспортных систем : учебник / Д. В. Капский, Е. Н. Кот, С. В. Богданович [и др.]. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 412 с. - ISBN 978-5-9729-0988-9. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1903139 (дата обращения: 21.07.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»






ОСНОВЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ



Учебник


















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022


�ДК 656.13
ББК39.37
    0-75



Авторы:
Капский Д. В., Кот Е. Н., Богданович С. В., Ларин 0. Н., Семченков С. С.

Рецензенты:
доктор технических наук, декан транспортного факультета Оренбургского государственного университета Рассоха Владимир Иванович;
доктор технических наук, профессор кафедры автомобильного транспорта Полоцкого государственного университета Иванов Владимир Петрович




0-75 Основы автоматизации интеллектуальных транспортных систем : учебник / [Капский Д. В. и др.]. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 412 с. : ил., табл.
       ISBN 978-5-9729-0988-9

    Изложены основные положения создания интеллектуальных транспортных систем на основе автоматизированных систем управления дорожным движением, методы управления транспортными потоками с применением светофорной сигнализации на дорожной сети и различные аспекты создания, эксплуатации и модернизации систем автоматизированного управления дорожным движением различного уровня. Приведены характеристики основных подсистем систем управления дорожным движением, описаны технические средства и взаимодействие между ними, их функции и возможности. Рассмотрены основные алгоритмы управления и этапы проектирования и внедрения интеллектуальных систем. Рассмотрен подход к тесной интеграции маршрутного пассажирского транспорта и организации дорожного движения, как основы устойчивой мобильности.
    Для студентов транспортных направлений подготовки.

УДК 656.13
                                                            ББК39.37





ISBN 978-5-9729-0988-9

   © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
   © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022


�ГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ........................................8
ВВЕДЕНИЕ..................................................10
ГЛАВА1. ОСНОВЫ СИСТЕМОТЕХНИКИ, АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ....................11
1.1. Основы теории систем и теории управления.............11
1.2. Принципы построения систем...........................16
1.3. Автоматизированные системы управления (АСУ)..........18
1.4. Элементы теории автоматического управления (ТАУ).....19
   1.4.1. Базовые понятия и принципы теории управления....19
   1.4.2. Системы автоматического управления (САУ)........22
     1.4.2.1. Базовые типы и принципы работы САУ..........24
     1.4.2.2. Структурная организация САУ.................30
1.5. Интеллектуальные системы.............................33
ГЛАВА 2. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ И ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ В ДОРОЖНОМ
ТРАНСПОРТЕ................................................35
2.1. Автоматизированные системы управления дорожным движением (АСУ ДД)........................................35
   2.1.1. Структура АСУ ДД................................38
   2.1.2. Классификация АСУ ДД............................41
2.2. Системы управления маршрутными пассажирскими транспортными средствами (МПТС)..........................45
2.3. Система слежения за маршрутом движения специально оборудованных автомобилей................................50
2.4. Система распознавания номеров государственной регистрации автомобилей...............................................51
2.5. Система управления паркингами (автомобильными стоянками)....52
2.6. Автоматизация заправочных станций....................54
2.7. Автоматизация сбора оплаты услуг в дорожном движении.55
2.8. Информационное сопровождение и отслеживание..........63
2.9. Дополнительные системы...............................68
   2.9.1. Системы экстренной связи........................68
   2.9.2. Электронные системы улучшения видимости и сенсоры, предотвращающие столкновение ..........................68
     2.9.2.1. Системы улучшения видимости.................68
     2.9.2.2. Контрольдистанции при парковке..............69
     2.9.2.3. Системы предотвращения столкновений.........69
     2.9.2.4. Дистанция безопасности......................70
   2.9.3. Системы видеоидентификации нарушителей..........70
     2.9.3.1. Фиксация превышения скорости................70
     2.9.3.2. Водители в состоянии опьянения..............74

3


  2.9.4. Противоугонные системы.............................75
   2.9.5. Информационная система погодной диагностики дорожных условий RWIS (США) .......................................75
2.10. Перспективы развития АСУ на транспорте.................80
ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К СОЗДАНИЮ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ.........................84
3.1. ГенезисИТС..............................................84
3.2. Архитектура ИТС.........................................89
3.3. Сервисные домены ИТС....................................91
   3.3.1. Сервисный домен пользовательской информации........95
   3.3.2. Сервисный домен организации дорожного движения и операционной деятельности...............................96
   3.3.3. Сервисный домен транспортных средств...............97
   3.3.4. Сервисный домен коммерческих транспортных средств..98
   3.3.5. Сервисный домен маршрутных транспортных средств...101
   3.3.6. Сервисный домен оперативных служб.................101
   3.3.7. Сервисный домен транспортных платежей.............102
   3.3.8. Сервисный домен личной безопасности пользователей.103
   3.3.9. Сервисный домен мониторинга погодных условий и состояния окружающей среды.............................104
   3.3.10. Сервисный домен управления и координации реагирования на катастрофы...............................104
   3.3.11. Сервисный домен национальной безопасности........105
   3.3.12. Сервисный домен управления данными интеллектуальных транспортных систем......................................105
   3.3.13. Сервисный домен управления эффективностью........106
3.4. Подход к созданию ИТС на примере г. Минска.............106
ГЛАВА 4. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ В ДОРОЖНОМ ДВИЖЕНИИ НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ..................................................118
4.1. Техническое обеспечение.Классификация комплекса технических средств.........................................118
   4.1.2 Периферийное оборудование..........................120
      4.1.2.1. Дорожные светофоры...........................120
      4.1.2.2. Дорожные контроллеры.........................121
      4.1.2.3. Детекторы транспорта.........................124
      4.1.2.4. Прочее периферийное оборудование.............139
    4.1.3. Технические средства ЦУП.........................143
    4.1.4. Каналы связи.....................................155
4.2. Математическое обеспечение АСУ ДД......................161
   4.2.1. Общие положения. Назначение и функции.............161
   4.2.2. Алгоритмы управления в АСУ ДД.....................165
      4.2.2.1. Локальные жесткие алгоритмы управления.......165

4


     4.2.2.2. Сетевые жесткие алгоритмы управления........170
      4.2.2.3. Локальные адаптивные алгоритмы управления...175
      4.2.2.4. Сочетание локального адаптивного управления сжестким координированным регулированием.............182
   4.2.3. Координация при одностороннем движении...........195
   4.2.4. Координация при двухстороннем движении...........205
   4.2.5. Оценка эффективности координированного регулирования...........................................212
   4.2.6. Принципы организации магистрального координированного движения................................................218
   4.2.7. Система управления магистральным координированным движением...............................................221
      4.2.7.1. Подсистема формирования структуры ТП........221
      4.2.7.2. Подсистема наведения лидеров на ЗС..........223
      4.2.7.3. Подсистема недопущения перегрузки...........228
      4.2.7.4. Подсистема выхода из нештатных ситуаций.....230
      4.2.7.5. Подсистема информации.......................231
   4.2.8. Технологическое обеспечение......................234
      4.2.8.1. Планы координации...........................234
      4.2.8.2. Подготовка магистрали и новых ТСР...........240
      4.2.8.3. Обслуживание МКРД...........................243
   4.2.9. Корректировка нормативов.........................244
4.3. Информационное и лингвистическое обеспечение..........246
4.4. Эргономическое обеспечение............................250
4.5. Организационное обеспечение...........................255
4.6. Правовое обеспечение..................................260
4.7. Автоматизация проектирования в АСУ ДД.................260
4.8. Проектирование, внедрение и эксплуатация АСУ ДД.......270
ГЛАВА 5. РОЛЬ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМ В ОБЕСПЕЧЕНИИ УСТОЙЧИВОЙ МОБИЛЬНОСТИ.....................................275
5.1. Роль маршрутного пассажирского транспорта на пути кустойчивой мобильности....................................275
5.2. Особенности различных видов маршрутных транспортных средств
и их учёт в интеллектуальных транспортных системах.........280
   5.2.1. Взаимодействие нерельсового электрического транспорта с организацией дорожного движения и интеллектуальными
   транспортными системами.................................285
   5.2.2. Взаимодействие рельсового электрического транспорта с организацией дорожного движения и интеллектуальными транспортными системами.................................287
5.3. Информационно-технологический процесс перевозки пассажиров маршрутными транспортными средствами.......................293
5.4. Диспетчерское управление движением маршрутных транспортных средств.......................................305

5


  5.4.1. Внутреннее диспетчерское управление...............306
   5.4.2. Линейное диспетчерское управление.................309
5.5. Системы диспетчерского управления работой маршрутных транспортных средств........................................327
5.6. Модели сбора данных для диспетчерского управления движением маршрутных транспортных средств..................333
5.7. Интеграция маршрутного пассажирского транспорта в интеллектуальные транспортные системы....................336
5.8. Успешные решения интеграции маршрутного пассажирского транспорта в интеллектуальные транспортные системы..........340
ГЛАВА 6. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ.........................................345
6.1. Исходныеданные.........................................345
   6.1.1. Геометрическиехарактеристики......................345
   6.1.2. Регулирование дорожного движения..................348
   6.1.3. Обустройство и дорожные условия...................349
   6.1.4. Транспортно-пешеходная нагрузка...................350
   6.1.5. Скорость движения.................................356
6.2. Определение экономических потерь при координированном регулировании...............................................358
   6.2.1. Основные положения. Особенности расчета экономических потерь при КР............................................358
   6.2.2. Совершенствование базовой методики................362
   6.2.3. Расчет потерь.....................................363
   6.2.4. Расчет задержек транспорта на перекрестке с локальным светофорным регулированием...................365
      6.2.4.1. Задержки на 1-й стоп-линии...................365
      6.2.4.2. Перегрузка...................................366
      6.2.4.3. Конфликтный правый поворот (14)..............368
      6.2.4.4. Конфликтный левый поворот (12)...............372
      6.2.4.5. Совместное движение транзитных и поворотных потоков с одной полосы................................376
      6.2.4.6. Нерегулируемый конфликт......................376
   6.2.5. Расчет числа остановок транспорта.................377
      6.2.5.1. Остановки транспорта на 1-й стоп-линии.......377
      6.2.5.2. Конфликтный правый поворот (14)..............378
      6.2.5.3. Конфликтный левый поворот (12)...............378
      6.2.5.4. Совместное движение транзитных и поворотных потоков с одной полосы................................379
      6.2.5.5. Нерегулируемый конфликт......................379
   6.2.6. Расчет задержектранспорта при КР..................379
      6.2.6.1. Помеха переднему фронту на СФО...............379
      6.2.6.2. Помеха заднему фронту на СФО.................383
      6.2.6.3. Перегрузка на СФО............................385
      6.2.6.4. Задержки на перегоне.........................386

6


  6.2.7. Расчет остановок транспорта при координированном регулировании..........................................388
     6.2.7.1. Помеха переднему фронту.....................388
     6.2.7.2. Помеха заднему фронту.......................388
     6.2.7.3. Перегрузка..................................389
   6.2.8. Перепробег транспорта и перерасход топлива......389
6.2.8.1. Перепробег транспорта....................389
6.2.8.2. Перерасход топлива.......................389
   6.2.9. Задержки и перепроход пешеходов.................394
     6.2.9.1. Задержки пешеходов..........................394
     6.2.9.2. Перепроход пешеходов........................395
6.3. Определение экологических потерь при координированном регулировании.............................................396
   6.3.1. Общие положения.................................396
   6.3.2. Расчет потерь от выбросов в атмосферу...........397
   6.3.3. Расчет потерь от транспортного шума.............400
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ..........................404

7


�РИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ
  ДД - дорожное движение
  ДК - дорожный контроллер
  ДПС - дополнительная секция (светофора)
  ДС - дорожная сеть
  ЗС - зеленый сигнал
  ЗМС - зеленый мигающий сигнал
  ЗПС-зеленый перемигивающий сигнал
  ЖС - желтый сигнал
  ИД - интенсивность движения
  КР - координация
  КС - красный сигнал
  КМС - красный мигающий сигнал
  КЗЦ - контроллер зонального центра
  КПС - красный перемигивающий сигнал
  КРД - координированное движение
  КРН - координированное направление
  КРП (КРГ) - координированная («пачка») группа автомобилей
  КФТ - конфликтная точка
  ЛБД - лента безостановочного движения (в координации)
  МКРД - магистральное координированное движение
  МПТ - маршрутный пассажирский транспорт
  МТС (МПТС) - маршрутное пассажирское транспортное средство
  НПХ- нерегулируемый пешеходный переход
  ОП - остановочный пункт (МПТ) МПТС
  ОСФ - основной светофор
  ПДД - правила дорожного движения
  ПЕ - подвижная единица (МПТ)
  ПК - перекресток
  ПКР - план координации
  ПС - предсигнал
  ПХ - пешеходный переход
  ПЧ - проезжая часть
  РПХ - регулируемый пешеходный переход
  РПК- регулируемый перекресток
  СД - скорость движения
  СФ - светофор
  СФО - светофорный объект
  СФЦ - светофорный цикл
  ТП - транспортный поток
  ТС - транспортное средство
  ТСР - технические средства регулирования (организации дорожного движения)
  ТСФ - транспортный светофор

8


 УСК-указатель скорости (переменный)
  ЦДП - центральный диспетчерский пункт
  ЦУП - центральный управляющий пункт
  ЦД - центральная диспетчерская станция
  ЦУД - центр управления движением
  IMC (In motion charging) - троллейбус, заряжаемый в движении
  IMF (In motion feeding) - троллейбус, питаемый в движении
  ОС (Opportunity charging) - электробус, заряжаемый на конечных станциях (быстрая зарядка)
  ONC (Overnight charging) - электробус, заряжаемый в ночное время

9


�ВЕДЕНИЕ
   Одним из широко применяемых способов разделения транспортных (либо транспортных и пешеходных) потоков во времени является светофорное регулирование, которое не только обеспечивает физическую безопасность дорожного движения (снижение аварийности), но и позволяет минимизировать издержки для всех участников дорожного движения. В Республике Беларусь светофорное регулирование применяется в населенных пунктах с различной численностью населения, а также на отдельных участках автомобильных дорог. При этом задача по достижению высокой результативности работы данного вида технических средств организации дорожного движения является нетривиальной. В условиях высокой плотности и скорости транспортных потоков управлять работой светофорных и прочих объектов регулирования дорожным движением в ручном режиме невозможно. Современные прогрессивные способы управления транспортными потоками основаны на автоматизации и интеллектуализации всех рабочих процессов данных систем.
   Наиболее эффективным способом организации согласованной работы светофорных объектов является координированное регулирование, которое обеспечивает улучшение условий движения транспортных и пешеходных потоков, повышение комфортности и скорости перемещений по основным координированным направлениям, минимизацию экономических, экологических и аварийных издержек.
   В учебнике изложены вопросы создания интеллектуальных систем для достижения целей устойчивой мобильности, методы и средства управления транспортными потоками с применением светофорной сигнализации (светофорного регулирования) на дорожной сети населенных пунктов городского типа. Рассмотрены также вопросы определения потерь при координированном регулировании, в том числе:
   -    методики расчета задержек и количества остановок транспорта на перекрестках с локальным светофорным регулированием, дополненная факторами, учитывающими особенности взаимодействия транспортных и пешеходных потоков при координированном регулировании;
   -    модель определения задержек транспорта при наличии помех переднему и заднему «фронтам» координируемой группы на регулируемом участке дорожной сети, а также при перегрузке регулируемого участка.
   В учебнике содержатся методические основы по оценке эффективности интеллектуальных транспортных систем на основе методов потерь в дорожном движении.

10


�ЛАВА1. ОСНОВЫ СИСТЕМОТЕХНИКИ, АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ

1.1. Основы теории систем и теории управления

   Одним из основных понятий кибернетики, наряду с понятием информации, является понятие системы.
   Базовые положения системотехники. Под системой понимают упорядоченную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих объектов (элементов), предназначенную для выполнения определенных функций, обеспечивающих достижение определенной цели, связи между которыми существенны, чем сдругими объектами (элементами).
   Каждая система может быть элементом другой системы, причем каждый элемент системы может рассматриваться как система. В любом случае система имеет границы.
   Системы могут подвергаться структурному (исследуются элементы и связи меду ними), морфологическому (описанию что, как и почему связано) и функциональному (описывает функции отдельных элементов и системы в целом) анализу.
   Структура - устойчивый набор связей, определяющий свойства системы и ее взаимодействие с внешней средой (рис. 1.1). От нее зависит набор функций системы, быстродействие, стоимость системы.

Рисунок 1.1 - Типовые структуры

   Каждая структура подходит в разных случаях (для банковской сети лучше подходят радиальная и иерархическая; для обсуждения вопросов экспертами по ОДД - полный граф и т.д.). Структуру можно изображать графически, что наглядней, и в виде матрицы (массива). При изображе

11


�ии структуры могут отражаться виды связей (однонаправленные направленные, двухсторонние) и интенсивность связи (где 3 элемента, а где 1).
   Система управления - система, состоящая как минимум из двух элементов - объекта и субъекта управления. В этой системе реализуется процесс управления путем взаимодействия этих элементов. Выполнение таких важнейших функций как постоянный сбор информации о состоянии объекта управления, анализ этой информации, осуществление постоянного контроля за достижением основной цели управления позволяет повысить качество управляющих воздействий.
   Под сложной (большой) системой управления понимают совокупность большого количества взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, обеспечивающую выполнение некоторой сложной функции. «Большие» системы отличаются от «малых» не только количественно, но и качественно, т.е. более высоким уровнем организации, более сложными функциональными взаимосвязями подсистем.
   Функционирование АСУ связано с решением ряда проблем правового, психологического и социологического характера. Как правило, решение этих проблем является компетенцией субъекта управления. Под субъектом управления понимается активная часть системы (группа людей), отражающая интересы управления. Роль субъекта сводится к корректировке (при необходимости) цели управления на разных этапах функционирования системы, вмешательству в процесс управления при возникновении определенных ситуаций или для достижения собственных целей. Кроме того, субъект управления влияет на процесс управления путем создания ограничений, выраженных в различных правилах, предписаниях, инструкциях и других нормативных документах.
   Специфика принципов управления и реализации выполняемых системой функций, определяет структуру, назначение и состав подсистем, элементов и взаимосвязь между ними.
   Разделение на подсистемы производится по функциональному, организационному признаку, составу системных элементов. Деление по функциональным признакам ведется в соответствии с функциями системы, а по организационным - с учетом специфических особенностей иерархической структуры системы. Членение системы по составу элементов производится с учетом структуры самих элементов при выполнении ими определенных функций.
   Взаимосвязь между отдельными подсистемами часто проявляется в том, что результаты решения задач в одной из подсистем служат исходными данными или ограничениями для выполнения функций, возложенных на другие подсистемы.
   Важным принципом системотехники является наличие в сложных (больших) системах управления замкнутых контуров и обратных связей (рис. 1.2).

12


�исунок 1.2 - Контур управления

                                 Основной прямой связью (контуром управления) является воздействие управляющей части системы на управляемую.
   Основной обратной связью является информация о состоянии объекта управления (рис. 1.3).
   Дополнительной обратной связью является информация о реакции системы на управляющие воздействия, о результатах выполнения управляющих воздействий.

   Системотехника предусматривает обязательное наличие количественной оценки поведения и свойств систем.
   По степени централизации существует два вида управления: централизованное и местное.
   При местном управлении переключение сигналов светофоров осуществляется контроллером, расположенным непосредственно на перекрестке. При централизованном - контроллеры светофорных объектов, как правило, выполняют функции трансляторов команд, поступающих по специальным каналам связи из центрального управляющего пункта (ЦУП). При временном отключении контроллеров от ЦУП они могут осуществлять и местное управление. Контроллеры локального управления не имеют связи с ЦУП и работают самостоятельно, осуществляя лишь местное управление, контроллеры системного управления такую связь имеют и способны реализовать как местное, так и централизованное управление.

Рисунок 1.3 - Контур управления с обратной связью

   При местном ручном управлении оператор находится непосредственно на перекрестке, наблюдая за движением транспортных средств и пешеходов. При централизованном - на ЦУПе, т.е. вдали от объекта уп

13


�авления, и для обеспечения его информацией об условиях движения могут быть использованы средства связи и специальные средства отображения информации (дисплеев и телевизионные системы, позволяющие непосредственно наблюдать за контролируемым районом).
   Местное управление чаще всего применяется на отдельном (изолированном) перекрестке, когда смена сигналов светофоров происходит по индивидуальной программе независимо от условий движения на соседних перекрестках.
   Организация согласованной смены сигналов на группе перекрестков, осуществляемая в целях уменьшения времени движения транспортных средств в заданном районе, называется координированным регулированием. В этом случае чаще используется централизованное управление.
   Любая система предназначена для выполнения определенного вида работ и решения четко очерченного класса задач. При этом процесс функционирования системы представляется как совокупность действий ее элементов, подчиненных единой цели.
   Цель - это качественно выраженный желаемый результат действий. Для того, чтобы качественно оценить достижение цели, определяются критерии. Критерии могут быть частными. Они характеризуют отдельную сторону достижения (направление) цели и могут даже противоречить друг другу. Для их взаимной увязки определяются (по возможности) комплексные (обобщенные) критерии, позволяющие свести многокритериальную оценку к одному критерию. При решении такой задачи (создание обобщенного критерия) некоторые частные критерии могут учитываться в качестве ограничений. Качество работы системы оценивается показателем эффективности. В БНТУ предложено использовать в качестве критерия «потери в дорожном движении», которые представляют социально-экономическую стоимость невынужденных, необязательных издержек процесса движения - задержек и остановок транспорта, перепробега, перерасхода топлива, излишних выбросов в атмосферу, аварий, правонарушений и т.д. Это очень важный критерий, открывающий большие возможности для повышения качества дорожного движения.
   Показатель эффективности системы это числовая характеристика системы, которая оценивает степень приспособленности системы к выполнению поставленных перед нею задач.
   Качество функционирования системы характеризуется некоторой функцией от ее параметров, которая называется целевой функцией. Задача заключается в обеспечении максимума (или минимума) целевой функции при заданных ограничениях на область допустимых значений параметров системы. Мы стремимся к минимизации потерь в дорожном движении при определенных затратах на управление движением.
   Показатель, по величине которого оценивается степень соответствия результатов управления поставленной цели, называют критерием эффективности или качества управления. С учетом выбранных для использования в АСУ ДД критериев эффективности и анализа условий движения

14


�а контролируемой системой дорожно-уличной сети определяют задаваемые значения параметров транспортного потока, а также разрабатывают и вводят в систему алгоритмы управления дорожным движением, которые представляют собой свод правил, по которым в системе осуществляется формирование управляющих воздействий, поступающих на средства дорожной сигнализации.
   Объектом управления в АСУ ДД является транспортный поток, который представляет совокупность большого числа дискретных элементов - дорожных транспортных средств. Транспортный поток - особое физическое явление, имеющее собственные закономерности и характеристики непрерывного свойства, которые не могут быть применены к каждому автомобилю в отдельности.
   При автоматизации управления движением транспортного потока, как и при автоматизации любого другого процесса, вводят звено обратной связи, в данном случае между выходными параметрами потока и управляющими воздействиями системы, которые определяют режим движения в контролируемой дорожно-уличной сети.
   Выходные параметры транспортного потока (интенсивность, скорость, плотность, длина очереди перед стоп-линией, наличие заторов и транспортных средств с правом приоритетного пропуска и т.д.) фиксируются с помощью различных детекторов транспорта. Полученная информация о состоянии транспортного потока обрабатывается и используется для целей управления, а также служит основой для вычисления таких характеристик потока, которые не могут быть получены непосредственным измерением, например, время задержки перед стоп-линией, импульс интенсивности, время движения по координируемому участку улицы и т.д.
   Информация о фактическом режиме движения транспортного потока используется для формирования управляющих воздействий, передаваемых на средства дорожной сигнализации (светофоры, многопозиционные дорожные знаки и указатели скорости), являющиеся исполнительными органами системы.
   В работе АСУ ДД наряду с техническими средствами участвуют операторы (диспетчеры), которые могут непосредственно управлять дорожной сигнализацией, корректируя воздействия, формируемые в контуре автоматического управления системы. Необходимость введения диспетчерского управления в АСУ ДД с сохранением за человеком высшего приоритета в принятии решения диктуется сложностью процесса дорожного движения, а также большой тяжестью последствий для участников движения в случае нарушений и сбоев в работе системы. Таким образом, в АСУ ДД имеется второй контур, по которому замыкается цепь обратной связи, называемый контуром диспетчерского управления.
   Данные о фактических параметрах транспортного потока накапливаются, систематизируются и обрабатываются с учетом потребностей системы. Наличие этих данных позволяет осуществлять постоянное слежение за устойчивыми тенденциями изменения свойств транспортного по

15