Способ управления движением транспортных потоков на перекрестке

(1 Ю (111 3(59 0 ОПИСА К АВТОРСН ЗОБРЕТЕН ВИДЕТЕЛЬСТВУ коеВсе- омавтоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(71) Специальное конструкторсбюро промышленной автоматикисоюзного объединения Союзпрматика(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМТРАНСПОРТНЫХ ПОТОКОВ НА ПЕРЕКРЕСТКЕ,основанный на контроле присутствиятранспорта на управляемых направлениях с последовательным включениеМфаз 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 включения фаз движения определяют общие количества транспортных единиц, зарегистрированных 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.Ъфизобретение относится к управлению щего сигнала поступают от всех Фаз, транспортом на перекрестке и может сигнальная программа, например для быть использовано для изменения по- пяти фаз, состоит в переключении эаследовательности включения Фаз в данной последовательностиг ,цикле переключения светофорной сигнализации в.зависимости от изменения транспортной ситуации.Известен способ управления движе- т.е. не выделяются моменты интенсивнием транспортных потоков на перек- ного поступления транспортных средств рестке, согласно которому сигналы на перекресток. Так как заявки на от детекторов транспорта преобразуют 10 вызов Фаэ не имеют весовых коэффицив сигналы заявок на вызов Фаз, сиг- ентов, оперативная перестановка фаз налы запроса на продление включен- невозможна. Например, третья Фаза иой Фазы запоминают и преобразуют обслуживается только после второй Фаз сигналы вызова Фазы в соответствии эы даже в том случае, когда в момент с заданным приоритетом последова выключения первой Фазы по второй тельности переключения сигналом . имеется всего одна машина ипоступ-. вызова приоритетной фазы исключают ление машин не происходит, а по заявку на вызов ранее включенной третьей фазе имеется большая очередь Фазы и сигнал запроса на продление и поступление машин интенсивно. Этот ранее включенной Фазы Ш . 20 недостаток существенно ухудшает адап.Недостатком этого способа явля- тивность способа, что увеличивает ется то, что он не позволяет осу- задержку транспортных средств на пеществлять управление движением транс рекрестке, порта по анализу текущей ситуации Целью изобретения является сокрапосле нахоздения разрыва в транс щение задержки транспортных средств портном потоке по включенной Фазе на перекрестке. при отсутствии заявок на вызов с Поставленная цель достигается тем, других Фаэ, т.е. на некоторое время что согласно способу управления двипродлевается включенная Фаза и в жением транспортных потоков на петечение этого времени текущая ситуа- рекрестке, основанному на контроле ция не анализируется, что ухудшает З 0 присутствия транспорта на управляеадаптацию способа управления к изме- мых направлениях с последовательным няющейся транспортной ситуации, уве- включением Фаз движения, в контроличивая задержку транспорта на уп- лируемом цикле включения фаз движеравляемом перекрестке. ния в течение очередной фазы через35 заданный интервал опросаодновременНаиболее близким к предлагаемому но для каждой Фазы подсчитывают коли- по технической сущности является чество транспортных единиц, ирисутспособ управления движением транс- ствующих в коитролируеьых зонах напоРтних потоков на перекрестке, ос- правлений фазы в момент опроса, подноваииый на контроле присутствия 40 считывают и запоминают общее коли- транспорта на управляемых направле- чество транспортных единиц, зареииях с последовательным включением гистрированиых в контролируемых зоФаэ движения, согласно которому на иах направлений фазы во все моменты воем протяжении включенной Фазы опроса в течение очередной фазы, по сигналы заявок на вызов фаэ с эакры окончании очередной фазы контролируетых направлений сравнивают с заданным Фмого цикла включения фаз движения 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 цриори для текущего цикла включения фаз тетного направления, а при наличии движения последовательность включения сигналов присутствия транспорта во Фаэ, соответствующую максимальному включенной Фазе переключение сигна- общему количеству транспортных едилав ие производят, и последователь" ниц, ность сравнения сигналов повторяют 55 На Фиг.1 представлена блок-схема в,течение включенной Фазы, Формируют устройства, реализующего предлагаесигиал запрета вызова данной Фазы не- мый способ; на Фиг2 - диаграмма козависимо от сигналов присутствия личеств транспортных единиц, присуттраиспорта С 23 . ствукщих в контролируемых зонах фазНедостатком известного способа 60 А, Б и С трехфазного управляемого явля .тся то, что управление осуществ- перекрестка, ляется на основе жестко заданной Устройство, реализующее предлапоследовательности переключения Фаз. гаемый способ, содержит блок 1 вычис- Например, если в течение некоторого ления параметров фаз, один выход ковремени заявки на включейие разрешаю 65 торого соединен с входом блока 2 оператнвной памяти, а другой выходс входом блока 3 определения последовательности фаэ, другой входиодин иэ выходов которого соединеныс соответствующими выходом и входомблока 2 оперативной памяти, второйвыход блока 3 определения последоватзльности Фаэ подключен к входублока 4 определения длительностифаэ, выход которого соединен с входам блока 5 управления, соответствувщим выходом подключенного к входублока 1 вычисления параметров фаэ,другие входы блоков 1 и 4 соединеныс детекторами транспорта (не показаны) . 15Предлагаемый способ с помощью ука-,эанного устройства реализуется сле-.дукщим образом,С помощью детекторов транспорта,установленных на соответствующихнаправлениях. движения регулируемогоперекрестка, определяют количествотранспортныхединиц (М), присутствую.щих иа чувствительных. элементах детекторов транспорта в момент опроса,по каждой из трех Фаз движения.Сигналы,. соответствующие количествутранспортных единиц, присутствующихв контролируемых зонах, подаются вблок 1 вычисления параметров фаэ,с псмсщьв которого за цикл включения З 0Фаз движения управления для каждойфазы определяют общие количестватранспортных единиц (В), зарегистрированных в контролируемых зонах направлений Фазы в течение каждой иэ 35трех фаз цикла А, В и С; 33,Ягде Х принимает значения А, В или С.Например, для фазы В определяютзначения: йеЙмЗв, где ЗвЗ, например, общее количество транспорт" 40ных единиц, зарегистрированных вконтролируемых зонах направленийфазы В в течение третьей по очередности включения фазы контролируемогоцикла включения Фаз движения. Дляпростоты описания полагается, чтов контролируемом цикле фазы быливключены в последовательности А, В,С (первая, вторая, третья) .Для любой из Фаз за любой интервал времени величина рассчитываетс.следующим обраэом 155где (12) - интервал времени, например интервал горения зеленого сигнала по какой"либо Фазе;60количество моментов опроса детекторов транспорта, где- интервал времени - интервалопроса (г 1); 65 Мк - количество транспортныхединиц в контролируемых зонах направлений данной Фазы в к-й момент времени (1=1, ) .Величина(общее количество транспортных единиц) за интервал времени характеризует интенсивность поступле" ния транспортных единиц на направления Фазы движения и является показателем (аналогом) задержки транспорта (фиг2)Операция определения общих количеств транспортных единиц осуществляется следующим, образом.С блока 5 управления на вход бло" ка 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 соответ" ствующне моменты опроса. По окончании первой по порядку включения фазы в блоке 1 записаны величины Зд, Зв, 3, 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, за регистрированных в контролируемых зонах каждой из трех фаз в интервале горения зеленого сигнала по второй Фазе, получая по окончании второй фазы величины , Зк, 3 , 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 аьова ф 8 И . 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 пере" ключения Фаз для следующего цикла включения Фаз движения, При этом иэ всех возможных последовательностей Фаз выбирают такую, при которой сумма общих количеств транспортных средств 8,+ 8+ 3, где к, й, в могут принимать значения А, В, С, максимальна. Сумма Ъл+8 И.+Зев мОжет принимать следующие значения: Ъд+ + Яви+ ЗаУ Зм+ %а+ Зев Вв+ Эю+8 Ява+ Зов+ йа ) Зл+ абай+ фмйл+ вв+. +ЯПусть, например, максимально зна-., чение Зм + Йау+ ЙвьеВ этом случае последовательностьвключения фаз в новом цикле будетизменена(А В -,ф С) Е (А -" С - В)Операция определения новой последовательности переключения фаэ состоит, таким образом, в определении индексов наибольшей суммы З+ 8+3 и может, например, осуществляться вычислением и сравнением всех возможных сумм такого вида.После определения последователь" ности 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. 25Статистические данные показывают, что периодыпиковыхили наиболее интенсивных поступлений транспортных единиц по каждой Фазе являются срав" нительно устойчивыми, медленно меняю. щимися характеристиками фаз. В то же время величины характеризуют интенсивность поступления транспорта и его задержку. Поэтому, анализируя величины В 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 8 к + 11+ еь 45 формируют сигнальную программу, эффективно использующую время горения зеленого сигнала для разгрузки направлений фаз и своевременного пропуска больших пассек 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 транспортаВ 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.1