AKOMODACJA _ WYKŁAD SRD

STEROWANIE AKOMODACYJNE

SKRZYOWANIA IZOLOWANE

dr in. Marek Buda in Wydzia Transportu PW Wydzia

WYKAD "STEROWANIE RUCHEM WYK DROGOWYM" sem V 2009/2010

1

KLASYFIKACJA UKADW STEROWANIASterowanie dziaanie na okrelony proces majce na celuzapewnienie jego przebiegu w podany sposb

Rodzaje ukadw sterowania:

Otwarte

(bez sprzenia zwrotnego) bez moliwoci wpywu wielkoci zakcajcych na przebieg procesu(sterowanie cykliczne, staoczasowe, fixed-time control)

Zamknite (ze sprzeniem zwrotnym) ukady regulacji(sterowanie zalene od ruchu, akomodacyjne, adaptacyjne, traffic-dependent control, traffic responsive control, actuated control, adaptive control)



2

KLASYFIKACJA ZAMKNITYCH UKADW STEROWANIABez optymalizacji funkcji celuSkrzyowanie nieprzecione Skrzyowanie przecione

Z optymalizacj funkcji celuSkrzyowanie nieprzecione Skrzyowanie przecione

Wybr programu sygnalizacji

Sterowanie maksymalnym przepywem pojazdw

Sterowanie z wyrwnaniem stopnia obcienia

Sterowanie dugoci kolejki

Wybr programu sygnalizacji z modyfikacj sygnaw zielonych

Sterowanie dugoci kolejki

Sterowanie z wyrwnaniem strat czasu

Sterowanie z minimalizacj strat czasu Sterowanie dugoci kolejki z minimalizacj strat czasu

Wybr faz sygnalizacji

Sterowanie z minimalizacj strat czasu

Sterowanie akomodacyjne



3

ZASADY STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (1)Sterowanie akomodacyjne:

dostosowanie do aktualnego obcienia na skrzyowaniu, moliwo pomijania i zmiany kolejnoci faz, maksymalne dugoci sygnaw zielonych wyznaczane na podstawie obcienia w okresie szczytowym lub akceptowanych czasw oczekiwania (w innych fazach), w porwnaniu ze sterowaniem cyklicznym bardziej zoone do wyznaczenia i wymagajce dodatkowego wyposaenia skrzyowania

W sterowaniu akomodacyjnym stan procesu ruchu na skrzyowaniu moe wpywa na:

dugoci sygnaw zielonych, czas cyklu, zestaw realizowanych faz, kolejno faz



4

ZASADY STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (2)Wyposaenie skrzyowania

czujniki + ukady formujce

- detektory punktowe (przejazdu), rejestruj fakt przejazdu pojazdu nad detektorem, - detektory obszarowe (obecnoci), rejestruj stan zajtoci w obszarze detekcji,

urzdzenie sterujce sterownik (mikroprocesorowy) sygnalizatory (o rdachwiata standardowych, halogenowych, diodowych)



5

ZASADY STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (3)Zasada funkcjonowania:

Warunki zakoczenia sygnau zielonego: zarejestrowanie zapotrzebowania w fazie konfliktowej, odstp midzy pojazdami wikszy od przeduenia jednostkowego, dugo sygnau zielonego osiga zadane maksimum



6

RODZAJE STEROWANIA AKOMODACYJNEGO czciowa akomodacja (typ I) detektory umieszczone tylko nawlotach ulic podporzdkowanych sygna zielony dla ulicy gwnej wywietlany jest do chwili zarejestrowania zgoszenia pojazdu na wlocie ulicy podporzdkowanej, wlotach skrzyowania, ktre w sterowaniu traktowane s jako rwnorzdne,

pena akomodacja (typ II) detektory umieszczone na wszystkich akomodacja z kontrol natenia/gstoci (typ III) penaakomodacja z dodatkowymi funkcjami (zmienne przeduenie, zmienny minimalny sygna zielony),



7

PARAMETRY STEROWANIA AKOMODACYJNEGO skad faz(zestawy strumieni obsugiwanych w danej fazie sygnalizacji),

minimalny sygna zielony Gmin(warunki sterowania dopuszczalnego percepcja uczestnikw ruchu, warunki geometryczne, lokalizacja czujnikw detektorw),

sekwencja faz(nastpstwo przej pomidzy poszczeglnymi fazami),

przeduenie jednostkowe G(odstpy

czasu, lokalizacja czujnikw detektorw),

maksymalny sygna zielony Gmax(warunki ruchu, ograniczenia od gry na czas cyklu, aspekty psychologiczne kierowcw),

przedziay midzyfazowe(programy przej pomidzy poszczeglnymi fazami)

minimalny sygna czerwony Rmin(warunki sterowania dopuszczalnego percepcja uczestnikw ruchu)dr in. Marek Buda in Wydzia Transportu PW Wydzia WYKAD "STEROWANIE RUCHEM WYK DROGOWYM" sem V 2009/2010

8

ZASADY LOKALIZACJI DETEKTORW (1) 1. sterowanie powinno zapewnia obsug pojazdw, ktre zostan wykryte przez detektory, zainstalowane czujniki detektorw okrelaj na stae obszar pomiaru zgosze, od lokalizacji czujnikw zale wartoci niektrych parametrw sterowania. Lokalizacja ustalana arbitralnie:LD = 15 20 [m] od linii zatrzymania

2.

Lokalizacja ustalana z zalenoci np. :LD Lu (Gmin/eK 1) wzgldem linii zatrzymania

Lu - efektywna dugo pojazdu [m], d ugo eK odstp czasu midzy pojazdami kolejki [s]. odst mi

Gmin minimalny sygna zielony [s], sygna



9

ZASADY LOKALIZACJI DETEKTORW (2)3. Lokalizacja ustalana w zalenoci od nastaw w sterowniku i mediany prdkoci:

- obszar teoretyczny

LDmin = V50% x Gmin LDmax = V50% x Gmax- obszar praktyczny - uwzgldniaograniczenia geometryczne na wlotach skrzyowania



10

ZASADY LOKALIZACJI DETEKTORW (3)4. Lokalizacja ustalana w zalenoci od :

-

chwili rozruchu pierwszego pojazdu zatrzymanego przed czujnikiem detektora, wartoci minimalnego sygnau zielonego, usytuowania przedziau oczekiwania na zgoszenie

-

-



11

ZASADY LOKALIZACJI DETEKTORW (4)5. Dugi obszar detekcjiduga ptla lub kilka mniejszych w odlegoci 15-30 [m] przed lini STOP, przeduenie jednostkowe G 0,5 [s], ukad zalecany dla wlotw o niewielkich prdkociach (np. wydzielone pasy dla relacji skrtu)

-

6.

Detektory przedue bez detektora obecnoci przed lini STOPdetektory zliczaj wzbudzenia w trakcie sygnau czerwonego wpywajc na Gmin (obsuga pojazdw kolejki), ukad zalecany dla wlotw o duych prdkociachWYKAD "STEROWANIE RUCHEM WYK DROGOWYM" sem V 2009/2010

-


12

ZASADY LOKALIZACJI DETEKTORW (5)7. Detektory przedue z detektorem obecnoci przed lini STOPdetektor przed lini STOP sygna o obecnoci pojazdu w trakcie sygnau czerwonego (nieaktywny w trakcie sygnau zielonego), pozostae detektory przeduenie jednostkowe G, ukad zalecany dla wlotw o duych prdkociach detektory w odlegoci 15-45 [m] od siebie, przeduenie G zapewnia przejazd do kolejnego detektora (kilkakrotne przeduanie sygnau zielonego przez pojazd, ukad zalecany dla wlotw o duych prdkociach (redukuje przybycia w strefie dylematu), nie jest zalecany dla wlotw przecionychWYKAD "STEROWANIE RUCHEM WYK DROGOWYM" sem V 2009/201013

-

8.

Detektory przedue-

-


ZASADY LOKALIZACJI DETEKTORW (6)9. Detektory Typu3 na linii STOPdetektor T-3 - wzbudzenie w takcie sygnau czerwonego oraz w trakcie 4-10 [s] sygnau zielonego (obsuga pojazdw ciarowych), pozostae detektory przeduenie jednostkowe G, ukad zalecany dla wlotw o duych prdkociach

-

-



14

ZASADY LOKALIZACJI DETEKTORW (7)10. Przykady zastosowa praktycznych:a) b) c) skrzyowania z preferowanym kierunkiem gwnym w sterowaniu (izolowane i w cigach komunikacyjnych), skrzyowania bez preferowanego lub z preferowanym kierunkiem gwnym w sterowaniu ( izolowane), skrzyowania bez preferowanego kierunku gwnego w sterowaniu ( izolowane all red ),



15

ZASADY DOBORU PODSTAWOWYCH PARAMETRW STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (1)

-

minimalny sygna zielony Gmin(warunki sterowania dopuszczalnego percepcja uczestnikw ruchu, warunki geometryczne, lokalizacja czujnikw detektorw)

arbitralnie 5 [s] lub zgodnie z potrzebami innych uczestnikw ruchu (np. pieszych)

- z przeksztacenia zalenoci dotyczcej lokalizacji czujnikw:

Gmin eK (LD/Lu + 1)Lu - efektywna dugo pojazdu [m], d ugo eK odstp czasu midzy pojazdami kolejki [s]. odst mi LD odlego czujnika detektora od linii zatrzymania [m], odleg

- z zalenoci:

Gmin = (LD/Lu s) + trtr czas reakcji kierowcy na podanie sygnau zielonego [s] ; s intensywno nasycenia [1/s] sygna intensywnodr in. Marek Buda in Wydzia Transportu PW Wydzia WYKAD "STEROWANIE RUCHEM WYK DROGOWYM" sem V 2009/201016

ZASADY DOBORU PODSTAWOWYCH PARAMETRW STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (2)- z warunku stochastycznego efektywnego funkcjonowania sterowania

akomodacyjnego (due prawdopodobiestwo obsugi pojazdw z kolejki)

Gmin = trzg + 3tzgzg warto trzg - warto rednia z chwil zgosze nad czujnikiem detektora; tzg odchylenie standardowe chwil zgosze zg osze zg osze tzg

Przypadek zgoszenia pojazdu z kolejki po czasie minimalnego sygnau zielonegodr in. Marek Buda in Wydzia Transportu PW Wydzia

Hipotetyczne rozkady chwil zgosze pojazdw zatrzymanych przed czujnikami detektorw umieszczonych w rnych odlegociach od linii zatrzymania WYKAD "STEROWANIE RUCHEM WYKDROGOWYM" sem V 2009/201017


-

przeduenie jednostkowe G(odstpy czasu, lokalizacja czujnikw detektorw),

z zalenoci :

G = LD/0,4VrVr prdko rednia [m/s] pr dko

- z zalenoci:G = LD/V20%V20% prdko dla kwantyla 20% [m/s] prdko

- z zalenoci:

G = [2(LD + Lu)/r]1/2r przypieszenie przy rozruchu pojazdw,



18

ZASADY DOBORU PODSTAWOWYCH PARAMETRW STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (4)z warunku stochastycznego efektywnego funkcjonowania sterowania akomodacyjnego (due prawdopodobiestwo obsugi pojazdw z kolejki)

G = max { (erK + 3eK) ; (trprzej + 3tprzej) }erK - warto rednia odstpw czasu midzy pojazdami startujcej kolejki w przekroju wyznaczonym warto odst mi startuj lokalizacj czujnika detektora; eK odchylenie standardowe odstpw czasu midzy pojazdami kolejki; lokalizacj odst mi trprzej - warto rednia z czasw przejazdu przez pojazdy kolejki odcinka drogi pomidzy czujnikiem warto czas pomi detektora a lini zatrzymania; tprzej odchylenie standardowe czasw przejazdu. lini czas

Przypadek zgoszenia pojazdu z kolejki po upywie jednostkowego przeduenia sygnau zielonegodr in. Marek Buda in Wydzia Transportu PW Wydzia

Hipotetyczne rozkady odstpw czasu midzy pojazdami startujcej kolejki w przekroju pomiarowym19



-

maksymalny sygna zielony Gmax(warunki ruchu, ograniczenia od gry na czas cyklu, aspekty psychologiczne kierowcw)

optymalny czas cyklu dla maksymalnych wspczynnikw obcienia skrzyowania Gmax proporcjonalny do wartoci tych wspczynnikw;

- arbitralnie w zakresie 70 90 [s]; - akceptowany czas oczekiwania przy sygnale zabraniajcym na wjazd/wejcie na skrzyowanie .

minimalny sygna czerwony Rmin(warunki sterowania dopuszczalnego percepcja uczestnikw ruchu)

- arbitralnie w zakresie 2 5 [s]dr in. Marek Buda in Wydzia Transportu PW Wydzia WYKAD "STEROWANIE RUCHEM WYK DROGOWYM" sem V 2009/201020

ZASADY TWORZENIA ALGORYTMW STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (1)Algorytm sterowania uporzdkowany zbir polece opisujcy sposb

sterowania ruchem na skrzyowaniu z sygnalizacj akomodacyjn lub acykliczn w zalenoci od sytuacji rzeczywistej

W niektrych realizacjach praktycznych algorytmw sterowania akomodacyjnego mog dodatkowo wystpowa takie parametry jak:

czas oczekiwania na wzbudzenie Tocz G, wskanik powrotu do fazy P(F) = {0,1}.Typy blokw stosowanych przy algorytmicznym opisie sterowania akomodacyjnego



21

ZASADY TWORZENIA ALGORYTMW STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (2)

Przykadowe dziaania w blokach stanu

Przykadowe dziaania w blokach decyzyjnych (warunki logiczne i czasowe)



22

ZASADY TWORZENIA ALGORYTMW STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (3)

Ptla czasowa Przykady innych warunkw



23

ZASADY TWORZENIA ALGORYTMW STEROWANIA AKOMODACYJNEGO (4)Przykad fragmentu algorytmuZaoenia- Sekwencja faz: 1-2-3-1; - Wskanik powrotu fazy 1 wczony tzn. P(F1) = 1 a pozostae wskaniki powrotu wyczone.

Warunki czasowe- T1 minimalny czas sygnau zielonego FAZY 2; - T2 maksymalny czas sygnau zielonego FAZY 2.

Warunki logiczne- L1 przekroczona warto progowa odstpu czasu; - L2 zapotrzebowanie na realizacj FAZY 3; - L3 - zaczony wskanik powrotu FAZY 1 [L3 t jeeli P(F1) = 1]



24

PRZYKAD STEROWANIA AKOMODACYJNEGO NA PRZEJCIU DLA PIESZYCH (1)1) Przykad skrzyowania

Grupa koowa 1K sygnalizator nr 1, Grupa koowa 2K sygnalizator nr 2, Grupa piesza 3P - sygnalizatory nr 3,4

D1,D2 detektory przejazdu, D3,D4 detektory obecnoci (opcjonalne), D5,D6 detektory przejazdu (opcjonalne AR), PP1,PP2 przyciski dla pieszych

Nadzr sygnaw czerwonych: sygnalizator 1; sygnalizator 2; sygnalizator 3 v 4

2) Tablica minimalnych czasw midzyzielonych



25

PRZYKAD STEROWANIA AKOMODACYJNEGO NA PRZEJCIU DLA PIESZYCH (2)3) Sekwencja faz 4) Program bazowy i przejcia fazowe

PF 1-2 = 5[s]; PF 2-1 = 9[s]; PF 1-0 = 3[s] PF 2-0 = 5[s]; PF 0-1 = 1[s]; PF 0-2 = 0[s]dr in. Marek Buda in Wydzia Transportu PW Wydzia WYKAD "STEROWANIE RUCHEM WYK DROGOWYM" sem V 2009/201026

PRZYKAD STEROWANIA AKOMODACYJNEGO NA PRZEJCIU DLA PIESZYCH (3)5) Warunki logiczne:L1 wzbudzenie jednego z przyciskw dla pieszych PP1 lub PP2,

6) Warunki czasowe:TG1min minimalny czas sygnau zielonego dla Fazy 1 (grupa 1K, 2K) np. 16[s],

L2 odstp czasu pomidzy pojazdami nad czujnikiem detektora D1 i D2 wikszy od ustalonej wartoci progowej (np. 5[s]),

TG1max maksymalny czas sygnau zielonego dla Fazy 1 (grupa 1K, 2K) np. 53[s],

L3 zajto czujnika detektora D3 lub D4,

TG2

czas sygnau zielonego dla Fazy 2 (grupa 3P) np. 5 [s], czas sygnau czerwonego dla Fazy A-R np. 3[s]

L4 zgoszenie nad czujnikiem detektora D5 lub D6

TR



27

PRZYKAD STEROWANIA AKOMODACYJNEGO NA PRZEJCIU DLA PIESZYCH (4)ALGORYTM - STEROWANIE CZCIOWO AKOMODACYJNE(Wykorzystanie wycznie przyciskw PP1 i PP2)START

FAZA 1t2=t2+1

FAZA 2

t1=t1+1 T

t1=0; t2=0

T

t2

Documents

AKOMODACJA _ WYKŁAD SRD