Optimizarea traficului rutier urban în Sistemele Inteligente de Transport [309457]

Doctorat

Optimizarea traficului rutier urban în Sistemele Inteligente de Transport [309457]

Byadmin ianuarie 1, 2024

FONDUL SOCIAL EUROPEAN

Investește în oameni!

Programul Operațional Sectorial pentru Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 – 2013

Proiect POSDRU/6/1.5/S/19 – Pregatirea competitiva a doctoranzilor in domenii prioritare ale societatii bazate pe cunoastere

UNIVERSITATEA POLITEHNICA DIN BUCUREȘTI

Facultatea Transporturi

Catedra Telecomenzi și Electronică în Transporturi

Nr. Decizie Senat 214din 28.02.2012

TEZĂ DE DOCTORAT

Optimizarea traficului rutier urban în Sisteme Inteligente de Transport

Urban traffic optimization in Inteligent Transport Systems

Autor: Ing. Elena Alina NEMȚOI (STANCIU)

COMISIA DE DOCTORAT

București 2012

CUPRINS

CUPRINS 1

Lista figurilor 5

Lista tabelelor 9

1. INTRODUCERE 11

2. SISTEME INTELIGENTE DE TRANSPORT 13

2.1. DEFINIȚII [14][21][28][29] 13

2.2. TERMENI 14

2.3. CLASIFICAREA SISTEMELOR ITS 14

2.3.1. ATMS – Sisteme Avansate de Management al Traficului 15

2.3.2. ATIS – Sisteme Avansate de Informare a Călătorilor 16

2.3.3. AVCS- Sisteme Avansate de Control al Vehiculului 17

2.3.4. APTS- Sisteme Avanate pentru Transportul Public 17

2.3.5. CVO- Sisteme de Operare pentru Vehicule Comerciale 19

2.3.6. [anonimizat] 19

2.3.7. Sisteme de siguranța traficului și a participanților la trafic 19

2.3.8. [anonimizat] 21

2.4. STADIUL ITS PE PLAN INTERNAȚIONAL 22

2.4.1. ITS Europa 24

2.4.2. ITS în America 25

2.4.3. ITS în ASIA 26

2.4.4. ITS în Australia 27

2.5. BENEFICIILE SISTEMELOR INTELIGENTE DE TRANSPORT 28

2.5.1. Reducerea accidentelor 28

2.5.2. Deblocarea congestionării 28

2.5.3. Monitorizarea și protecția mediului 29

2.5.4. Factorii de confort 29

2.5.5. Siguranța 29

2.5.6. Eficiența 30

2.5.7. Beneficiile sistemelor de management al urgențelor 30

2.6. ARHITECTURA ITS 31

2.6.1. Arhitectura cadru ITS Europeană 32

2.6.2. Relația cu arhitectura cadru ITS europeană 32

2.6.3. Tipuri de arhitecturi ITS 34

2.7. ARHITECTURA ITS NAȚIONALĂ 41

2.7.1. Arhitectura logică 42

2.7.2. Arhitectura fizică 42

2.8. PROIECTE ITS DEZVOLTATE ȘI IMPLEMENTATE ÎN ROMÂNIA 42

2.8.1. NARITS:[anonimizat] a Sistemelor Inteligente de Transport 43

2.8.2. TRESMAN: Managementul integrat al resurselor în transportul public local 43

2.8.3. IN-TIME: [anonimizat] 44

2.9. CONCLUZII 44

3. MANAGEMENTUL TRAFICULUI RUTIER URBAN 46

3.1. SISTEME DE CONTROL A TRAFICULUI URBAN (CTU) 46

3.2. BENEFICIILE SISTEMELOR CTU 47

3.3. TIPURI DE SISTEME UTC [117,] 48

3.3.1. Sisteme cu timpi fixați 48

3.3.2. Sisteme cu selecția planului de semaforizare 48

3.3.3. Sisteme cu generarea planului de semaforizare 48

3.3.4. Adaptare locală 49

3.3.5. Sisteme centralizate receptive la trafic 49

3.3.6. Sisteme receptive la trafic cu procesare distribuită 49

3.3.7. Sisteme de control adaptiv al traficului 51

Principalele componente ale sistemului UTOPIA 54

3.4. ARHITECTURI ALE SISTEMELOR DE MANAGEMENT AL TRAFICULUI URBAN 80

3.4.1. Arhitectura logică 80

3.4.2. Arhitectura funcțională 81

3.5. INSTRUMENTE SOFTWARE PENTRU MANAGEMENTUL TRAFICULUI RUTIER URBAN 86

3.5.1. ARCADY 86

3.5.2. OSCADY 88

3.5.3. TRANSYT 91

3.5.4. SYNCHRO (din pachetul SimTraffic) 92

3.5.5. Paramisc 94

3.6. SOFTWARE PENTRU SIMULAREA TRAFICULUI RUTIER 94

3.6.1. SimTraffic 94

3.6.2. AIMSUN([anonimizat]lation for Urban and Non-Urban Networks) 95

3.6.3. VISSIM 97

3.6.4. CORSIM 97

3.7. ALGORITMI DE MICROSIMULARE A TRAFICULUI URBAN 98

3.7.1. Algoritmul Car Following 98

3.7.2. Algoritmul de schimbare a benzilor de circulație 98

3.8. CONCLUZII: 99

4. CULEGEREA ȘI PRELUCRAREA DATELOR DIN TRAFIC 101

4.1. PROCESUL DE ACHIZIȚIE A DATELOR 101

4.2. METODICA CULEGERII DATELOR DIN TRAFIC 102

4.3. ECHIPAMENTE DE CULEGERE A DATELOR DIN TRAFIC 106

4.3.1. Senzori pe suprafața drumului 107

4.3.2. Senzori în pavaj 107

4.3.3. Senzori montați în lungul drumului 108

4.4. DETECTOARE DE TRAFIC RUTIER 110

4.4.1. Detectoare de presiune 111

4.4.2. Bucle inductive 112

4.4.3. Magnetometre 116

4.4.4. Detectorul acustic pasiv 116

4.4.5. Detectorul ultrasonic 117

4.4.6. Radarul Doppler 118

4.4.7. Detectoare cu modulație în frecvență a undei continue (FMCW) 118

4.4.8. Detectoare pasive în infraroșu 119

4.4.9. Detectoare active în infraroșu 120

4.4.10. Detecția bazată pe procesarea imaginilor video 120

4.4.11. Tehnologia de identificare automata a vehiculelor (AVI – Automatic Vehicle Identification) 124

4.4.12. Televiziunea cu circuit închis (CCTV – Closed-Circuit Television) 124

4.4.13. Automate de dirijare a circulației 125

4.4.14. Avantaje și dezavantaje ale diferitelor tipuri de sisteme de detecție 131

4.5. Concluzii 133

5. OPTIMIZAREA TRAFICULUI RUTIER URBAN 134

5.1. Parametri caracteristici ai intersecțiilor 134

5.1.1. Capacitatea și nivele de serviciu 134

5.1.2. Întârzierea (D) 141

5.1.3. Probabilitatea de formare a coloanelor de vehicule (Qp%) 141

5.1.4. Volumul de tranzit 144

5.1.5. Timpi de semaforizare 146

5.1.6. Fluxul de trafic [117] 147

5.2. TIPURI DE INTERSECȚII RUTIERE[22] 153

5.2.1. Intersecție mâner de cană 154

5.2.2. După modul de semnalizare a intersecțiilor rutiere 158

5.3. MODURI DE OPTIMIZARE A SEMAFORIZĂRII ÎN INTERSECȚII RUTIERE URBANE 167

5.3.1. Schimbarea controlului semaforizării cu timp predeterminat la un control actualizat 167

5.3.2. Modificarea intervalului de schimb galben și/sau a intervalului de eliberare pe roșu 168

5.3.3. Modificarea lungimii ciclului de semaforizare 169

5.4. MODELAREA TRAFICULUI ÎN INTERSECȚII RUTIERE 169

5.4.1. Metode de măsurare a traficului rutier 169

5.4.2. Tipuri de modele de trafic rutier 172

5.5. ALGORITMI ȘI MODELE DE MODELARE A TRAFICULUI URBAN 185

5.5.1. Modelul LWR 185

5.5.2. Modelul Greenberg 186

5.5.3. Modelul- Calea cea mai scurtă 186

5.5.4. Grafurile valorice 186

5.5.5. Algoritmul lui Dijkstra 187

5.5.6. Algoritmul lui Bellman – Ford 188

5.5.7. Algoritmul lui Johnson 188

5.6. CONCLUZII: 189

6. STUDIUL DE CAZ 190

6.1. CONTROLUL FLUXURILOR DE CIRCULAȚIE ÎN INTERSECȚII RUTIERE URBANE 190

6.2. ÎNTOCMIREA PROGRAMELOR DE FUNCȚIONARE A SEMAFOARELOR 192

6.2.1. Timpii de funcționare a semafoarelor 192

6.2.2. Fazele de funcționare ale instalației de semaforizare 193

6.2.3. Ciclul de funcționare al semafoarelor 195

6.3. OPTIMIZAREA INTERSECȚIILOR VASILE MILEA – DRUMUL TABEREI – DRUMUL SĂRII – CALEA 13 SEPTEMBRIE 198

6.4. SCENARIUL 1. PENTRU OPTIMIZAREA FAZELOR DIN INTERSECȚIA 13 SEPTEMBRIE PRIN COLECTAREA DATELOR DIN TEREN ÎNTR-UN INTERVALUL DE 20 DE CICLURI DE SEMAFORIZARE, FIECARE CICLU AVÂND LUNGIMEA DE 90 DE SECUNDE. 204

7. CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE 229

Bibliografie 232

Lista figurilor

Fig. 2.1 Exemplu de arhitectură fizică națională 36

Fig. 2.2 Un model geografic ierarhic 37

Fig. 3.1 Structura unui sistemului CTU 50

Fig. 3.2 Transmiterea informațiilor în cadrul SCOOT, sistem bazat pe CTU 51

Fig. 3.3 Functionarea sistemului Utopia 54

Fig. 3.4 Diagrama funcțională a sistemului UTOPIA-SPOT 58

Fig. 3.5 Modelul tehnologic interconectat 61

Fig. 3.6 Un model al unei joncțiuni privit in ansamblu 62

Fig. 3.7 Arhitectura de comunicații UTOPIA-SPOT 64

Fig. 3.8 Model de operare a sistemului SCOOT (http://www.scoot-utc.com) 66

Fig. 3.9 Arhitectura generică a sistemului SCOOT 70

Fig. 3.10 Diagrama de timp(în timp real) a sistemului SCATS 71

Fig. 3.11 Arhitectura fizică a sistemului de management SCATS 73

Fig. 3.12 Funcționarea sistemului SCATS 74

Fig. 3.13 Arhitectura logică pentru sistemul de management al traficul urban 81

Fig. 3.14 Athitectura funcțională a sistemului de management 84

Fig. 3.15 ARCAY- Schița de date, diagrama de joncțiune și diagrama de timp pentru cele 4 brațe 87

Fig. 3.16 Modelarea unui sens giratoriu, intrările și fluxul de ieșire din fiecare parte a sensului giratoriu 88

Fig. 3.17 OSCADY- Ecranul principal, o diagramă de joncțiune și lista de sarcini și principalele ecrane de introducere a datelor 89

Fig. 3.18 Diagrama de derivație care arată stările semnalelor fiecărei etape la un ciclu de 75s și ecranul de programare a fazelor 89

Fig. 3.19 Rezultate în urma simulării traficului 90

Fig. 3.20 Setarea rapoartelor 91

Fig. 3.21 TRANSYT Proiectarea rețelelor urbane 91

Fig. 3.22 TRANSYT Diagrama fluxului de trafic 92

Fig. 3.23 TRANSYT Editarea rapoartelor 92

Fig. 3.24 SYNCHRO 7 Stabilirea distantelor, vitezei si a timpului de calatorie 93

Fig. 3.25 Editarea fazelor cu SYNCRO7 93

Fig. 3.26 Optimizarea lungimii ciclului 94

Fig. 3.27 Interfața grafică Sim Taffic7 95

Fig. 3.28 AIMSUN Fereastră de lucru 96

Fig. 4.1 Structura generala a unei placi de achizitie 102

Fig. 4.2 Clasificarea măsurătorilor 103

Fig. 4.3 Metodica culegerii manuale a datelor 105

Fig. 4.4 Bucle inductive instalate sub asfalt 108

Fig. 4.5 Senzor pentru detecția vehiculelor 109

Fig. 4.6 Tehnologii de detecție 110

Fig. 4.7 Schema de principiu de realizare a buclelor inductive 112

Fig. 4.8 Exemplu de amplasare a buclelor inductive pentru măsurarea vitezei 115

Fig. 4.9 Instalarea unui detector magnetic 116

Fig. 4.10 Detector acustic pasiv 117

Fig. 4.11 Senzor PIR-ultrasonic ASIM DT 272 117

Fig. 4.12 Detectoare radar instalate în teren 118

Fig. 4.13 Detectoare pasive în infraroșu 119

Fig. 4.14 Detector activ în infraroșu 120

Fig. 4.15 Detectoare pentru recunoașterea plăcuțelor de înmatriculare 121

Fig. 4.16 Echipamente utilizate în cadrul detecției video a traficului 121

Fig. 4.17 Centru de monitorizare a traficului pe baza imaginilor în timp real captate cu ajutorul sistemelor de detecție video 122

Fig. 4.18 Camere video amplasate la linia de stop 123

Fig. 4.19 Camera de supraveghere 124

Fig. 4.20 Facilitățile automatelor de dirijare a circulației acționate de vehicule. 126

Fig. 4.20 Exemplu de poziționare a detectorilor cu buclă inductivă 129

Fig. 4.22 Exemplu de poziționare a detectorilor cu buclă inductivă 130

Fig. 5.1 Evidențierea nivelului serviciului în diagrama fundamentală a traficului rutier 139

Fig. 5.2 Intersecție cu 4 brațe 141

Fig. 5.3 Stabilirea fazelor 142

Fig. 5.4 Întârzierea în funcție de grad de saturație 143

Fig. 5.5 Probabilitatea de formare a coloanelor în funcție de grad de saturație 143

Fig. 5.6 Componentele principale ale sistemului de trafic 148

Fig. 5.7 Sursă locală și destinații 148

Fig. 5.8 Sub-segmente și sloturi 149

Fig. 5.9 Intersecție cu mâner de cană 154

Fig. 5.10 Intersecție mediană cu întoarcere la 180° 155

Fig. 5.11 Super-intersecție mediană 155

Fig. 5.12 Intersecție tip arc de cerc 156

Fig. 5.13 Interectie cu sens giratoriu 157

Fig. 5.14 Exemplu de punct de conflict ce poate apărea atunci când în imediata apropiere a unei intersecții semaforizate sau nesemaforizate există o arteră secundară. 159

Fig. 5.15 Exemplu de punct de conflict când artera secundară nu este amplasată suficient de departe de intersecție 160

Fig. 5.16 Arteră cu 9 puncte de conflict 160

Fig. 5.17 Intersecție cu 20 puncte de conflict 160

Fig. 5.18 Intersecție cu 32 puncte de conflict 161

Fig. 5.19 a. Intersecție cu 4 puncte de conflict b. Intersecție cu 7 puncte de conflict 161

Fig. 5.20 Intersecție cu 9 puncte de conflict 161

Fig. 5.21 Reducerea puctelor de conflict de la 9 puncte la 2 puncte 162

Fig. 5.22 Reducerea puctelor de conflict de la 9 puncte la 5 puncte 162

Fig. 5.23 Tipuri de faze în intersecții semaforizate 164

Fig. 5.24 Laturile triunghiului de vizibilitate 165

Fig. 5.25 Intersecția cu semnul STOP pe artera principală 166

Fig. 5.26 Vizibilitatea pentru realizarea virajul la stânga din drumul principal 167

Fig. 5.27 Dispunerea spațială a doua vehicule consecutive pe aceeași banda de circulație 174

Fig. 5.28 Diagramă spațio-temporală reprezentând traiectoriile vehiculelor i și i+1[Sursa:Highway Capacity Manual 2000] 175

Fig. 5.29 Spațiul parcurs de un vehicul individual 176

Fig. 5.30 Diagrama autovehicolelor în funcție de timp și spațiu 177

Fig. 5.31 Traiectoriile vehiculelor și intervalele de măsurare S1 și S2 179

Fig. 5.32 Traiectoriile vehiculelor și intervalul de măsurare S 180

Fig. 6.1 Conceptul fluxului de saturație: to- începutul verdelui; t1-primul vehicul trece linia de stop; t2-începutul timpului de galben; t3-ultimul vehicul evacuează intersecția pe durata ciclului; t4-sfârșitul timpului de galben 193

Fig. 6.2 Schema cu intersecțiile studiate 198

Fig. 6.3 Fereastra cu date de referință pentru intersecția Vasile Milea 199

Fig. 6.4 Date de referintă pentri intersecția Drumul Taberei 200

Fig. 6.5 Date de intrare pentru intersecția Drumul Sării 201

Fig. 6.6 Fereastra cu date de referință pentru intersecția Calea 13 Septembrie 202

Fig. 6.7 Situația intersecției după separarea fluxurilor de trafic 203

Fig. 6.8 Total vehicule pe stradă 206

Fig. 6.9 Număr vehicule pe fiecare bandă de circulație 206

Fig. 6.10 Proporția vehiculelor pe fiecare stradă 206

Fig. 6.11 Vehicule pe fiecare ciclu de semaforizare 207

Fig. 6.12 Proporția pe tip de vehicule care intra din strada Drumul Sării 208

Fig. 6.13 Proporția pe tip de vehicule care intră din strada Prelungirea Ghencea 208

Fig. 6.14 Proporția pe tip de vehicule care intră de pe strada Antiaeriană 209

Fig. 6.15 Proporția pe tip de vehicule care intră de pe strada Petre Ispirescu 209

Fig. 6.16 Proporția pe tip de vehicule care intră de pe strada Calea 13 Septembrie 210

Fig. 6.17. Fereastra cu dátele din teren 210

Fig. 6.18 Situația intersecției după optimizare 211

Fig. 6.19 Evoluția întârzierilor înainte/după optimizare 212

Fig. 6.20 Evoluția raportului V/C 212

Fig. 6.21 Viteza medie înregistrată în data de 20.06.2011 213

Fig. 6.22 Viteza medie înregistrată în data de 23.06.2008 214

Fig. 6.23 Viteza medie înregistrată în data de 21.06.2011 214

Fig. 6.24 Viteza medie înregistrată în data de 24.06.2008 215

Fig. 6.25 Viteza medie înregistrată în data de 22.06.2011 215

Fig. 6.26 Viteza medie înregistrată în data de 25.06.2008 216

Fig. 6.27 Viteza medie înregistrată în data de 23.06.2011 216

Fig. 6.28. Viteza medie înregistrată în data de 20.06.2008 217

Fig. 6.29. Viteza medie înregistrată în data de 24.06.2011 217

Fig. 6.30 Viteza medie înregistrată în data de 27.06.2008 218

Fig. 6.31 Viteza medie înregistrată în data de 20.06.2011 218

Fig. 6.32 Viteza medie înregistrată în data de 23.06.2008 219

Fig. 6.33 Viteza medie înregistrată în data de 21.06.2011 219

Fig. 6.34 Viteza medie înregistrată în data de 20.06.2008 220

Fig. 6.35 Viteza medie înregistrată în data de 22.06.2011 220

Fig. 6.36 Viteza medie înregistrată în data de 25.06.2008 221

Fig. 6.37 Viteza medie înregistrată în data de 23.06.2011 221

Fig. 6.38 Viteza medie înregistrată în data de 26.06.2008 222

Fig. 6.39 Viteza medie înregistrată în data de 24.06.2011 222

Fig. 6.40 Viteza medie înregistrată în data de 27.06.2008 223

Fig. 6.41 Numarul mediu de autovehicule/ora în data de 20.06.2011 223

Fig. 6.42 Numarul mediu de autovehicule/ora în data de 23.06.2008 224

Fig. 6.43 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 21.06.2009 224

Fig. 6.44 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 24.06.2008 225

Fig. 6.45 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 22.06.2011 225

Fig. 6.46 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 25.06.200 226

Fig. 6.46 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 23.06.2011 226

Fig. 6.48 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 26.06.2008 227

Fig. 6.49 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 22.06.2011 227

Fig. 6.50 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 27.06.2008 228

Lista tabelelor

Tabel 2.1 Agenții economici din arhitectura de referință TICS 39

Tabel 2.2 Cazuri de utilizare în arhitectura de referință TICS 40

Tabel 2.3 Cazuri ale arhitecturii de referință TICS 41

Tabel 3.1 Rezultate obținute în urma implementării sistemului SCOOT 66

Tabel 3.2 Procesul de optimizare pentru sistemul ITACA 78

Tabel 3.3 Rezultatele unor teste ale sistemului ITACA 79

Tabel 3.4 Legătura dintre domeniile funcționale și cerințele utilizatorilor 82

Tabel 4.1 Avantajele/Dezavantajele sistemelor de detecție 132

Tabel 5.1 Caracteristici ale performanțelor intersecțiilor funcție de nivelul de serviciu 138

Tabel 5.2 Valorile coeficienților în funcție de distanța dintre intersecții 153

Tabel 5.3 Numărul punctelor de conflict 158

Tabel 5.4 Tipuri de curenți de trafic 158

Tabel 6.1 Valorile pentru aprecierea fluenței circulației 192

Tabel 6.2 Rezultatele analizei din teren 202

Tabel 6.3 Rezultate după optimizare 203

Tabel 6.4 Valorile după aplicarea soluției de optimizare 204

Tabel 6.5 Datele colectate în intervalul de 20 de cicluri de semaforizare 205

Tabel 6.6 Suma mașimilor calculate pe coloană 205

Tabel 6.7 Numar de mașini pe ciclu de semaforizare 207

Tabel 6.8 Rezultetele de după optimizare 211

INTRODUCERE

Transporturile influențează și la rândul lor, sunt influențate de caracteristicile dezvoltării economice a fiecărei tări în parte. Ele contribuie, în mod substanțial la formarea P.I.B., creează oportunități pentru angajarea forței de muncă și aduce beneficii indirecte orientate către dezvoltarea regională și globalizare. Din aceste motive, putem aprecia că transporturile reprezintă o putere economică, un liant și un factor de influență al celorlalte sectoare de activitate. Totodată, nu trebuie uitat și faptul că transporturile reprezintă „sursa” unor externalități pozitive prin stimularea activităților conexe (de producție, comerț, etc.) influențând nivelul productivității și al creșterii economice în ansamblu.

Circulație rutieră reprezintă mișcarea generală de vehicule și persoane, concentrată pe suprafețe de teren amenajate special în acest scop, respectiv drumurile. Fenomenul circulației rutiere sau a traficului rutier se manifestă tot atât de clar pe distanțe mari, în teritorii largi, cât și în zone restrânse. Ca urmare a perfecționării continue a autovehiculelor, s-a ajuns astăzi la ritmuri ridicate și proporții foarte mari de evoluție a circulației rutiere.

Parcul de autovehicule a ajuns la cifre impresionante atât pe plan național, cât și pe plan mondial. În întreaga lume circulă în prezent peste 700 milioane de autovehiculele de toate tipurile și categoriile și an de an sunt produse din ce în ce mai multe astfel de mijloace de transport. Această situație a dus la atingerea limitei de saturație a gradului de motorizare, în special în țările puternic industrializate.

La noi în țară, datorită creșterii rapide a procesului de motorizare, este necesară o dezvoltare a infrastructurii rutiere cât și modernizarea celei existente.

Centrele urbane și rurale sunt afectate direct de mobilitatea populației. O analiză a modului în care se desfășoară traficul rutier în localități, indică trei faze principale de deplasare ale populației:

alternanța zilnică a deplasării în dublu sens locuință – loc de muncă;

vizitarea în timpul liber a zonelor administrative, comerciale, culturale, sociale și pentru contacte individuale sau în grup;

ieșirile pe durate mai scurte sau mai lungi în locuri de odihnă, turism și agrement, care pot fi intra – sau extraurbane.

Fiecare dintre aceste tipuri de deplasare generează ore de vârf, perioade de vârf, în care preluarea traficului de către rețeaua stradală și cea a mijloacelor de transport se lovește de mari dificultăți.

La nivel global, fenomenul de circulației rutiere este tot mai greu de controlat, coordonat, dirijat și stăpânit. În realitate, acest proces stohastic poate fi descompus pentru analiză și studiu. Această descompunere poate fi finalizată după direcțiile principale de deplasare a populației și a mărfurilor. Caracterul aparent haotic al traficului rutier provine de la faptul că însumează un număr foarte mare de particule în mișcare (autovehicule și pietoni), care efectuează deplasări foarte diverse ca scop, destinație, distanță, urgență, importanță, traseu.

Rolul optimizării transportului urban este acela al creșterii eficienței serviciilor de transport cât și a capacității de satisfacere a cererilor utilizatorilor. În categoria sistemelor de acest tip sunt incluse sistemele informatice de diseminare a informațiilor referitoare la orarul mijloacelor de transport urban, prețuri, rute, sisteme de colectare automată a costului călătoriei, sistemele de localizare a vehiculelor pentru perfecționarea managementului parcului de vehicule, creșterea siguranței și informarea călătorilor în ceea ce privește timpul exact al sosirii.

SISTEME INTELIGENTE DE TRANSPORT

DEFINIȚII [14][21][28][29]

Sistemele Inteligente de Transport – ITS, reprezintă un ansamblu de sisteme de concepție avansată în domeniul electronicii, telecomunicațiilor și tehnologiilor informatice, care puse în slujba managementului proceselor de transport, au ca scop fundamental creșterea eficienței și a siguranței transporturilor. Tehnologia de bază ITS prezintă trei direcții generale: comunicații, informare, integrare. Colectarea, procesarea, integrarea și sortarea informației reprezintă preocuparea de bază a ITS. Soluțiile ITS creează călători individuali, șoferi, transportatori și autorități mai bine informate, care pot lua decizii ”inteligente”. Sistemele și serviciile inteligente de transport se referă la orice sistem sau serviciu care face mai eficientă și mai economică mișcarea persoanelor și bunurilor. Sistemele Inteligente de Transport conțin o gamă largă de instrumente noi pentru administrarea rețelelor de transport și serviciilor pentru călători. Culegerea, prelucrarea, integrarea și furnizarea informației se află în centrul Sistemelor Inteligente de Transport, oferind informații în timp real privind condițiile de trafic curent pentru o rețea, informații on-line (directe) pentru planificarea de zi cu zi. Instrumentele oferite de Sistemele Inteligente de Transport permit autorităților, operatorilor și călătorilor să fie mai bine informați și să ia decizii mai coordonate. Împlinirea necesității pentru ca un sistem național să fie eficient atât din punct de vedere economic cât și al protectiei mediului, se impune o nouă modalitate de a privi și de a soluționa problemele de transport. În funcție de mediul în care s-au dezvoltat, au fost elaborate diferite definiții. Voi prezenta cateva dintre definițiile promovate de marile organizații de Sisteme Inteligente de Transport :

ITS AMERICA:

Sistemele Inteligente de Transport includ o gama largă de tehnologii ale informației bazate pe comunicații cu și fără fir, de control si electronică. Când sunt integrate în infrastructura sistemelor de transport și pe vehicule, aceste tehnologii ajută la monitorizarea si managementul fluxului de trafic, reducerea congestiilor, furnizarea rutelor alternative pentru călători, creșterea productivitații și salvarea vieților omenești, reducerea timpilor de călătorie și economisirea banilor.

ERTICO:

Serviciile și Sistemele Inteligente de Transport descriu orice sistem sau serviciu ce face mișcarea oamenilor și a bunurilor mai eficientă și mai economică, sau altfel spus mai “inteligentă”.

ITS JAPONIA:

ITS oferă soluții fundamentale la diferite probleme legate de transport, care includ accidente de trafic, congestii, poluarea mediului. ITS administrează aceste probleme prin intermediul celor mai avansate tehnologii ale comunicațiilor si controlului. ITS receptionează și transmite informații catre oameni,vehicule si căi de rulare.

ITS COREEA:

ITS este un sistem inovativ de transport ce poate să asigure un mediu de transport sigur și ieftin dar în același timp eficient prin conectarea sistemelor electronice, de comunicații și de control la sistemele de transport existente cum sunt transportul rutier, feroviar, aerian, fluvial și maritim.

Alte definiții date Sistemelor Inteligente de Transport:

Seoung Bunn Kim și Jacob Hinchman de la Institutul de Tehnologie din Georgia definesc Sistemele Inteligente de Transport: “ITS reprezintă o gama largă și diversă de tehnologii, care aplicată sistemelor actuale de transport poate ajuta la creșterea siguranței, reducerea congestiilor de trafic, creșterea mobilității, minimizarea impactului de mediu, reducerea consumului de energie și creșterea productivității economice. Tehnologiile ITS sunt variabile și includ: prelucrarea informațiilor, comunicațiilor, control și electronică”.

Directorul pentru Transport și Energie a Uniunii Europene: “ITS reprezintă rezultatul aplicării tehnologiilor avansate la sisteme și metode de transport pentru eficientizarea, creșterea confortului și siguranței transportului pe căile rutiere, feroviare, navigabile interioare, aeroporturi, porturi și legăturilor dintre aceste tipuri de transport diferite.”

Accidentele și congestiile cauzate de trafic au un impact important asupra vieții, scăzând productivitatea și îngreunând deplasarea vehiculelor și a călătorilor.

Sistemele ITS oferă persoanelor și marfurilor posibilitatea de a se mișca mai eficient și în mai mare siguranță în sistemul de transport multimodal.

TERMENI

Sistem – ansamblu de elemente aflate într-o relație de interdependență și de interacțiune, care funcționează ca un întreg organizat.

Sistem tehnic – ansamblu unitar compus din componente, folosite în industrie, transporturi etc.

Sistem informațional – ansamblu de procedee și mijloace de colectare, prelucrare și transmitere a informației necesare procesului de conducere.

Sistem informatic – ansamblu de mijloace tehnice și resurse umane de mari proporții și de mare complexitate.

CLASIFICAREA SISTEMELOR ITS

ITS se clarifică conform ISO dupa funcțiile pe care le realizează astfel:

Sisteme avansate de management al traficului (ATMS)

Sisteme de informare a călătorilor și de planificare a călătoriei (ATIS)

Sisteme avansate de control al vehiculului (AVCS)

Sisteme avansate pentru transport public (APTS)

Sisteme de operare pentru vehicole comerciale (CVO)

ATMS – Sisteme Avansate de Management al Traficului

Sistemele avansate de management al traficului sunt sisteme destinate managementului pentru transporturi și are la bază o infrastructură complexă, care conține senzori (pentru circulație, condiții meteo, vizibilitate, perturbații radio și electro-magnetice), camere de urmărire video și o rețea de transmisiuni de date (fibră optică, cablu și modem-uri radio) și echipamente de detecție a poziției exacte a vehicolelor (GPS). ATMS prezintă o arhitectură deschisă, realizată din subsisteme multiple, care sunt integrate într-un sistem condus prin intermediul centrelor de management al transportului. [14] ATMS are rolul de a asigura controlul și monitorizarea traficului, precum și de a furniza informații călătorilor, scopul fiind reducerea congestiilor și aglomerărilor din trafic, a timpului de călătorie și a timpului de intervenție, în caz de accident. În cadrul ATMS se pune accent pe siguranța și mobilitate în trafic, prin includerea de informații referitoare la modul de transport ales, itinerarul dorit și timpul de drum preconizat. ATMS asigură o utilizare a rețelei de drumuri la capacitate maximă. Sistemele pentru managementul traficului asigură utilizarea la maximum a capacității rețelei de transport prin:

Coordonarea indicațiilor de trafic pentru minimizarea întarzierilor și controlul accesului;

Determinarea densității vehiculelor pentru evitarea saturării capacității de transport a rețelei;

Detectarea și managementul incidentelor, a accidentelor și a blocajelor.

Funcțiile ATMS:

Control

Sistem de semafoare care să răspundă cerințelor traficului

Semnalizarea variabilă a benzilor de circulație

Semnalizarea variabilă a limitelor de viteză

Controlul rampei de acces

Monitorizare

Detecție

Sistem de supraveghere a traficului

Echipamente de supraveghere a traficului

Managementul parcărilor

Senzori meteorologici și pentru starea drumului

Post mobil de management al traficului

Informare

Televiziune prin cablu

Internet/intranet

Cabine de informare

Sistem de informare telefonică a călătorilor

Servicii de comunicare prin dispozitive la bord, telefonie celulară, paging

Sistem de informare radio

Panouri cu mesaje variabile și semnale de ghidare pe rută.

ATIS – Sisteme Avansate de Informare a Călătorilor

Una din problemele majore în timpul călătoriei este nesiguranța. Prin utilizarea unei bune informări, călătorii pot lua decizii întemeiate pentru planurile lor de călătorie. ATIS se bazează pe conceptul conform căruia cu cât este disponibilă mai multă informație, cu atât călătorii își vor optimiza timpul de călatorie, ruta sau modul de transport cât mai bine, ceea ce va conduce și la creșterea eficienței sistemului de transport multimodal. Sistemele eficiente de informare a călătorilor sunt multimodale, fiind utile multor categorii de conducători de vehicule și călători. Aceste sisteme utilizează numeroase tehnologii care permit clienților să obțină informații importante pentru călătoria lor. Informația primită ajută clienții să selecteze tipul mijlocului de transport (mașină, tren, autobuz, etc.), ruta și momentul plecării. Informațiile referitoare la programul și starea sistemului de transport pot fi obținute de la sistemele de management al transportului. Majoritatea informațiilor cu privire la rută sunt culese cu ajutorul echipamentelor de supraveghere (detectoare de vehicule, camere de luat vederi și sisteme automate de localizare a vehiculului) și sunt prelucrate de calculatoare în cadrul centrelor de management al traficului pentru distribuirea ulterioară către sistemele de informare a călătorilor. Alte informații din cadrul sistemului de informare a călătorilor pot fi de natura statică, ca de exemplu: hărți stocate în baze de date, informații asupra serviciilor de urgență, informații referitoare la serviciile pentru conducătorii vehiculelor și informații referitoare la serviciile și atracțiile turistice. Tehnologiile necesare pentru solicitarea, primirea și interacțiunea cu toate aceste informații pot fi disponibile acasă, la birou, în vehicule de călători, în vehicule comerciale, în vehicule în tranzit, în spații publice sau, în cazul mijloacelor personale de comunicare, pot călătorii cu persoana respectivă. Sistemele de informare a călătorilor conțin funcții de planificare a unei călătorii multimodale, de ghidare pe ruta respectivă și asistență pentru călători și pentru conducătorii vehiculelor. De asemenea, ele pot permite efectuarea și confirmarea plății de către călători pentru serviciile primite și includ și posibilitatea de notificare a personalului în caz de urgență. Informațiile pentru planificarea călătoriei și asistență pot fi asigurate înanite de călătorie sau în cursul acesteia. Asistența pentru planificarea călătoriei înainte de aceasta, oferă călătorilor informații asupra rutei, incluzând starea drumurilor, informații de trafic, timpii de călătorie și informații de tranzit care se utilizează pentru selectarea rutei, a modului de călătorie și a momentului plecării.

Exemple de sisteme ATMS:

UTC- sistem pentru controlul traficului urban

RA- sistem pentru asigurarea accesului la autostradă

UTMC- sistem utilizat în controlul si managementul traficului urban

HMS, FMS- sisteme pentru dirijarea traficului pe autostrazi

Informarea înainte de călătorie.

Cererea de informații din partea călătorului se poate realiza prin:

internet

e-mail

telefon

SMS

Informarea în timpul călătoriei.

Informațiile pot proveni de la panouri cu mesaje variabile, info-kioșcuri; pot fi cu afișaj clasic sau touch-screen etc. În funcție de tipul de terminal utilizat călătorul poate cere informații referitoare la rețeaua de drumuri, lista traseelor, opriri, orare, adrese, planificarea călătoriei, timpul călătoriei, taxe sau poate trimite o cerere de rezervare prin acces direct la terminal.

Informarea după călătorie.

Cererea de informații din partea călătorului se poate realiza prin:

Internet

e-mail

telefon

GSM .

AVCS- Sisteme Avansate de Control al Vehiculului

Sistemele avansate de control al vehiculului (AVCS) includ sistemele aflate în vehicul sau pe drum, care asigură conducătorului vehiculului o siguranță și/sau un control sporit, fie prin îmbunătățirea informațiilor referitoare la mediul rutier, fie prin asistarea activă a conducătorului vehiculului în dirijarea acestuia. Sistemul de tip AVCS se utilizează pentru mașini, camioane, autobuze și alte vehicule, cu scopul de a îmbunătăți mobilitatea și siguranța. Dezvoltarea tehnologiilor de control și automatizare a vehiculului a fost posibilă datorită producătorilor și furnizorilor de vehicule, care au intuit o potențială piață pentru noi produse și datorită guvernelor care au încurajat utilizarea acestor tehnologii pentru îmbunătățirea siguranței și a altor performanțe ale sistemelor de transport.

APTS- Sisteme Avanate pentru Transportul Public

APTS sunt sisteme care permit administrarea parcului auto. Câteva funcții ale acestor sisteme sunt:

Reglarea depașirii vehicolelor pe rute;

Regularzarea distenței dintre vehicule;

Regularizarea duratei de așteptare in stații;

Asistență la programarea vehiculelor pe rute și activități de intreținere.

Tehnologii APTS:

sisteme de comunicații – oferă comunicații de date/voce pentru planificarea traseelor, întreținere, operare și managementul incidentelor. Sistemele clasice de comunicații în acest domeniu se bazează pe comunicația radio;

servicii ale sateliților de telecomunicatii;

sisteme de informații geografice (GIS). Implementarea sistemelor GIS oferă un instrument puternic pentru operatorii de transport prin oferirea datelor necesare operării transportului public. GIS oferă o reprezentare vizuală actuală și interactivă asupra operării curente. Reprezintă un tip de bază de date computerizată în care informațiile geografice sunt stratificate și bazate pe coordonate geografice. Sistemul are o mulțime de aplicații pentru sistemele de transport, incluzând:

planificarea și modelarea transportului

analize demografice

planificarea și analiza traseelor

planificarea stațiilor mijloacelor de transport public

raportarea și analiza accidentelor

capacitatea de programare automată

Integrarea sistemului GIS poate oferi avantaje însemnate din punct de vedere al costurilor pentru ITS. Alte beneficii sunt livrarea mai eficientă a serviciilor, servicii de calitate mai bună sau informații pentru utilizatori cu acuratețe mai mare.

Managementul parcului de vehicule – se referă la procesele de planificare, monitorizare și optimizare a serviciilor de transport și totodată la operațiile de întreținere efectuate la vehiculele prin care se furnizează aceste servicii. Tehnologiile utilizate în acest domeniu sunt:

Localizarea automată a vehiculelor (AVL);

Contoare automate de pasageri (APCs)

Inventarul stațiilor mijloacelor de transport public

Prioritate pentru transportul public

Managementul întreținerii

Sisteme pentru plata electronică

Sistem avansat pentru informarea

Managementul cererii de transport. Exemple de tehnologii utilizate în managementul cererii de transport sunt:

Transport public dinamic

Coordonarea automată a serviciului

Centre de management al transportului Monitorizarea vehiculelor cu grad mare de ocupare.

CVO- Sisteme de Operare pentru Vehicule Comerciale

Tehnologia CVO include identificarea automată a vehiculelor (AVL), sisteme de cântărire automată, sisteme de monitorizare a parcului de autovehicule și a cerințelor transportatorilor. Aplicațiile sistemelor ITS destinate vehiculelor comerciale au ca scop minimizarea opririlor ce nu sunt neapărat necesare (pentru controlul greutății, liceențelor sau aprobărilor) și îmbunătățirea logisticii pentru operatorii parcurilor de vehicule, inclusiv prin folosirea transportului multimodal. Componenta ITS/CVO se referă la tehnologiile oferite de sistemele ITS ce deservesc în mod unic determinat operațiunile pentru vehicule comerciale (CVO). Scopul CVO este operarea asociată cu mișcarea marfurilor și călătorilor cu ajutorul vehiculelor comerciale pe un sistem de drumuri (autostrăzi), activitățile necesare reglării acestor operațiuni precum și activitățile legate de asigurarea vehiculelor, administrarea taxelor și creditelor destinate transportului cu vehicule comerciale, operațiunile ce se desfasoară de-a lungul drumului, managementul mărfurilor și al parcului de vehicule și operațiunile legate de vehicul. Tehnologiile CVO includ identificarea automată a vehiculelor, pentru a permite conducătorilor de vehicule ce au asupra lor toate aprobarile necesare să treacă cu usurință prin punctele de control de pe rută; sisteme de cântărire automată, care examinează automat greutatea vehiculelor, astfel încât să nu mai fie necesar ca vehiculele legal încărcate să oprească la punțile de cântărire; sisteme electronice pentru monitorizarea mișcării materialelor periculoase și colectarea automată a taxelor.

Sisteme electronice de plată – EPS

Sistemele electronice de plată folosesc mijloace electronice de comunicație și tehnicile de prelucrare și stocare a datelor pentru automatizarea proceselor de încasare manuală a taxelor. Sistemele electronice de plată prezintă avantaje atât pentru organizațiile implicate în domeniul transporturilor cât și pentru clienți. Dintre avantaje se pot menționa: reducerea costurilor manevrării laborioase a monetarului, reducerea riscurilor de furt, creșterea siguranței și o calculare sofisticată a prețului călătorie, în funcție de distanța parcursă și de ora călătoriei. Câteva exemple de sisteme electronice de plată sunt: cartelele cu bandă magnetică, cartele inteligente de contact, cartele inteligente de proximitate, cartele inteligente cu microcip încorporat.Sistemele de plată electronică a taxelor pot fi utilizate în zonele urbane, la traversarea anumitor poduri, tunele, sau pe drumurile cu taxă.

Sisteme de siguranța traficului și a participanților la trafic

Asociația mondială a drumurilor recunoaște 32 de servicii ITS pentru utilizatori, servicii care sunt împărțite în 8 categorii principale. Această listă cuprinde mai multe probleme legate direct sau indirect de siguranță. Beneficiile potențiale ale sistemelor ITS privind siguranța pot fi privite ca indirecte și includ o îmbunătățire generală a siguranței utilizatorului, prin reducerea stresului și ezitărilor conducătorului de vehicul, astfel obținându-se un flux de vehicule mai coerent și asigurându-se un mediu de conducere care să aibă drept principal rezultat o creștere a siguranței.

Tehnologii ale sistemelor de siguranță:

aplicații la nivel de sistem – cea mai răspândită și mai evidentă aplicație ITS în multe zone urbane este sistemul de management al arterelor rutiere. Aceste sisteme includ elemente cum sunt: controlul fluxului pe rampa de acces, programe de management al incidentelor și sisteme de informare a călătorilor.

aplicații la nivel zonal – sunt destinate creșterii siguranței în locurile periculoase sau cu probleme și pot fi structurate astfel:

impunerea automată a reglementărilor

zone de lucru

locuri periculoase și indicatoare de avertizare

intersecții

treceri la nivel cu calea ferată

siguranța pietonilor

tehnologii în vehicul – includ sisteme de informare pentru conducătorii de vehicule, sisteme de control al vehiculului, sisteme de evitare a coliziunii

informații pentru conducătorul vehiculului

Utilizarea informațiilor despre trafic poate furniza informații conducătorului vehiculului în ceea ce privește ghidarea asupra rutei, sau poate furniza o susținere suplimentară pentru controlul vehiculului cum este evitarea accidentelor. În ceea ce privește serviciile de navigare, datele referitoare la localizarea vehiculului determinate cu ajutorul sistemelor de poziționare globală și a altor mijloace complementare pot fi afișate la bordul vehiculului ca pictograme pe harta digitală. Pentru serviciile de ghidare asupra rutei, harta digitală trebuie să cuprindă atribute ale segmentelor de drum cum sunt: distanța, restricțiile de întoarcere, plata taxelor, timpul de călătorie în funcție de limitele de viteză și durata zilei, etc. cunoscând punctul de origine și destinația, software-ul bazat pe principii de programare dinamică poate furniza ruta optimă. Pentru optimizarea problemelor se pot aplica diferite constrângeri sau funcții de modificare a obiectivelor (de exemplu, distanța cea mai scurtă, cele mai puține taxe de plătit).

Ghidarea dinamică a rutei ia în considerare condițiile de trafic. Această metodă utilizează localizarea actuală a vehiculului ca punct de plecare și calculează ruta optimă pentru orice destinație dată. Calculul poate fi făcut la bordul vehiculului sau la centrul de control al traficului (sau la furnizorul de servicii de informații). Alegerea dintre aceste opțiuni depinde de realizarea echilibrului dintre costurile de calcul și de comunicație și criterii precum: necesitatea actualizării hărților digitale și preferința dintre ceea ce este optim pentru utilizator și controlul efectuat de sistem pentru traficul optim. Sistemele inteligente de transport ajută conducătorul de vehicul să adopte decizii strategice prin intermediul ghidării navigației și a rutei pe o bază minut cu minut și furnizează asistență pentru controlul lateral și longitudinal al vehiculului. Senzorii utilizați pentru controlul longitudinal sunt radarul și dispozitivele cu laser care pot furniza date relative la localizarea vehiculului prin măsurarea distanței până la vehiculul din față, spațiul lateral dintre vehicule și prin detectarea obstacolelor de pe autostradă. Sunt utilizați senzori sonici și ultrasonici, în special pentru detectarea persoanelor și obiectelor din spatele vehiculului (sistem utilizat în special la mersul cu spatele).

Managementul urgențelor – EM

Managementul urgențelor include activități implicate în identificarea incidentelor rutiere și a stărilor de urgență, anunțarea acestor situații, răspunsul pentru rezolvarea lor și eliberarea zonei. Acesta reprezintă coordonarea resurselor umane și tehnice pentru a se răspunde rapid în caz de urgență, pentru refacerea capacității totala a drumului după incidente și pentru reducerea duratei de întrerupere a traficului.

Managementul eficient al urgențelor trebuie să cuprindă următoarele etape esențiale:

Detecția / verificarea – este procesul care aduce o urgență în atenția organizațiilor răspunzătoare de menținerea fluenței traficului și de operarea, în condiții de siguranță a infrastructurii rutiere. Cele mai utilizate metode pentru detecția urgențelor sunt:

Detectoare rutiere

Telefon celular

Camere video și televiziune cu circuit închis

Cabine pentru apel în caz de urgență

Patrule de serviciu sau ale poliției.

Răspunsul la urgență – presupune activarea, coordonarea și managementul personalului adecvat, al echipamentului, legăturilor de comunicații și mijloacelor de informare a conducătorilor vehiculelor, imediat ce există certitudinea unui stări de urgență.

Managementul zonei urgenței – reprezintă procesul de evaluare corectă a urgențelor, de stabilire a priorităților, de anunțare și coordonare a resurselor potrivite, cooperare eficientă, de menținere a unui comunicații clare și de rezolvare a incidentelor într-o manieră eficientă, la timp și în condiții de siguranță

Managementul traficului – aplică măsuri de control al traficului în zona incidentului, printre care:

Închideri sau deschideri de benzi de circulație

Controlul traficului în rampă

Utilizarea rutelor alternative

Eliberarea zonei de urmările incidentului – este procesul de înlăturare de pe drum a rămășițelor incidentului și a oricăror alte elemente care împiedică desfășurarea normală a traficului și de readucere a drumului la starea dinainte de incident

Informarea conducătorilor de vehicule – reprezintă activarea unui varietăți de mijloace de diseminare a informației către conducătorii de vehicule. Dispozitivele cele mai des folosite sunt:

Radio de informare rutieră

Panouri cu mesaje variabile

Emisiuni radio comerciale

Echipamente de ghidare a rutei în vehicul

Rapoarte de trafic difuzate la televiziune

Internet

Sistemele pentru managementul urgențelor includ și managementul încărcăturilor periculoase cât și planificarea managementul incidentelor, care pornește de la faptul că este crucial ca într-o situație de urgență rolurile și responsabilitățile să fie clar definite, mai ales cele ale organizației de operare rutieră și ale organizației de aplicare a regulilor de circulație.

Dintre beneficiile sistemului de management al urgențelor amintim:

creșterea siguranței rutiere

creșterea eficienței organizațiilor care operează în cazul incidentelor

utilizare mai eficientă a echipamentelor și personalului

reducerea întârzierilor

creșterea mobilității mărfurilor

un timp de răspuns la urgențe mai scurt

reducerea impactului asupra mediului

siguranță mai mare pentru victimele incidentului, pentru personalul de acțiune și pentru ceilalți participanți la trafic.

STADIUL ITS PE PLAN INTERNAȚIONAL

Sistemele inteligente de transport (ITS) aplică tehnologiile de informare, comunicații și control pentru îmbunătățirea nivelului operațiunilor din rețelele de transport. În ultima perioadă tot mai multe țări au declanșat programe ITS la nivel național și au investit în proiecte ITS la nivel local. Aceste programe ITS au fost începute, de cele mai multe ori, de grupuri cu interese multiple, atât din sectorul public, cât și din cel privat. Aceasta caracteristică se datorează faptului că programele ITS implică interacțiuni între infrastructura rutieră și vehicule. În majoritatea țărilor, autoritățile publice sunt răspunzătoare de cea mai mare parte a infrastructurii, iar sectorul privat este pe primul loc în dezvoltarea și fabricarea vehiculelor și echipamentelor electronice pentru acestea. Formarea și susținerea unui program ITS poate fi mult ușurată prin legislație și prin ordonanțe la nivel guvernamental. Pe ansamblul industriei ITS, Europa deține 22%, SUA 15% iar Japonia 63%. Dezvoltarea ITS este generată nu numai de creșterea necesității adoptării de soluții tehnologice pentru problemele de trafic și transport rutier și de oportunitățile pe care le generează tehnologiile noi, dar și de faptul că sectoarele public și privat își împart aceleași obiective generale. De aceste probleme se ocupă organizații cum ar fi Ertico (în Europa), Vertis (în Japonia), ITS America și ITS Australia. Dintre acestea, 42 de organizații sunt membre la mai mult decât una din aceste mari organizații ITS și cinci mari companii de companii electronice sunt membre in toate trei. În plus, unele țări europene și-au constituit organizații naționale ITS (ex. Franța, Suedia și România). Implementarea ITS în țările cu economie în tranziție are o abordare specifică, ținând seama de potențialul uman și tehnologic, de cerintele reale de dezvoltare și de integrare în rețelele europene de transport. Implementarea lor simultan cu reabilitarea drumurilor sau cu construcția de noi autostrăzi, utilizând experiența mondială acumulată, poate conduce la un raport beneficiu/cost mai mare decât în țările dezvoltate și la asigurarea imediată a interoperabilității.

Modul de abordare este specific fiecărei țări, ținând seama de:

starea economiei;

nivelul tehnologic;

cerințele de transport;

cultura;

mentalitate.

Așa cum am arătat, programele ITS diferă de la regiune la regiune, în funcție de necesitățile transporturilor și de baza legală existentă în diverse țări și regiuni. De exemplu, Japonia a pus un accent deosebit pe dezvoltarea sistemelor de navigație, SUA pe operațiunile cu vehicule comerciale, iar Europa pe canalul de comunicații radio de date și voce (RDS/TMC), pentru diseminarea informațiilor referitoare la trafic. Multe state în tranziție au pus accent, în primele faze ale dezvoltării ITS, pe taxarea electronică (ETC). Țările sub-arctice au fost interesate în principal de aplicațiile ITS referitoare la condițiile meteorologice. Europa și Japonia au fost mai interesate decât SUA de aplicațiile ITS care duc la creșterea siguranței pietonilor și a altor utilizatori de trafic vulnerabili. Aceste accente diferite, dictate de interesele specifice ale fiecărei țări, sunt reflectate în programele ITS declanșate de acestea sau în care s-au implicat ele. Pentru a înțelege cum lucrează Sistemele Inteligente de Transport este necesară înțelegerea la nivel funcțional a tehnologiilor autorizate pentru informația de trafic și controlul vehiculului, și anume nu numai aspectele referitoare la modul cum lucrează ele în mod individual, dar și cum ele pot fi integrate și pot lucra împreună, într-un sistem, pentru a furniza într-un mod eficient servicii utilizatorilor. Transportul rutier este un element cheie în societatea industrială modernă. Constructorii dezvoltă constant vehicule noi și îmbunătățite pentru a întâmpina necesitățile societății. În trecut aceste îmbunătățiri se concentrau în jurul siguranței rutiere (pentru ocupanții vehiculului și ceilalți participanți la trafic) și a protecției mediului înconjurător (emisii noxe, zgomote, consum de combustibil). În prezent există o preocupare crescândă în dezvoltarea sistemelor avansate ce permit o utilizare eficientă a vehiculului și a rețelelor de transport. Autoritățile care administrează drumurile europene (autostrăzile) și constructorii de autovehicule conlucrează pentru îmbunătățirea managementului tehnologic, cerut de rețelele de transport, tratând drumurile și vehiculele ca făcând parte din același sistem. Sistemele Inteligente de Transport Rutier (RTTT) cunosc în prezent o foarte rapidă dezvoltare ca rezultat al:

creșterii nevoilor de sisteme inteligente de transport pentru operatorii de transport din sectoarele public, privat cât și pentru infrastructură;

extinderii piețelor comerciale văzute din punctul de vedere al sectorului privat.

Importanța sistemelor inteligente în domeniul transporturilor este subliniată și de investițiile semnificative în cercetare-dezvoltare, demonstrate și implementate de proiecte la nivel național și european. ITS este un sistem în care componentele sunt împletite în mod complex. Arhitectura sistemului clarifică modul în care componentele sistemului afectează fiecare altă componentă și modul în care lucrează ca un tot unitar, specificând funcțiunile întregului sistem și ale fiecărui subsistem. Principala putere a arhitecturii sistemului este aceea că promovează o parte strategică prin care se poate integra activitatea diferiților participanți la acest sistem complex.

Elementele care sunt noi pentru dezvoltarea ITS sunt tehnologiile și conceptele de sistem pentru:

Schimbul de date și coordonarea deciziei implicând multiple centre precum centrele de management al traficului și transportului inter-modal;

Achiziția datelor și integrarea dintre vehicul și infrastructura de transport;

Schimbul de date cu organizații din sectorul privat.

Aplicarea sistemelor inteligente de transport în sectorul rutier, care asigură în mare parte ponderea transporturilor de bunuri și persoane, are ca obiectiv principal sporirea securității traficului, creșterea mobilității, limitarea impactului asupra mediului, interoperabilitatea și integrarea în rețelele rutiere europene, managementul eficient al proceselor de transport. Rezultatele implementărilor ITS în sectorul rutier pe plan mondial arată că:

Obiectivele propuse pot fi sau au fost deja atinse și beneficiile înregistrate sunt încurajatoare;

Implementarea ITS în țările cu economie în tranziție are o abordare specifică, ținând seama de potențialul uman și tehnologic, de cerințele reale de dezvoltare și de integrarea în țările europene de transport. Implementarea lor simultan cu reabilitarea drumurilor sau cu construcția de noi autostrăzi, utilizând experiența mondială acumulată, poate conduce la un raport beneficiu/cost mai mare decât în țările dezvoltate și la asigurarea imediată a interoperabilității. Un mare avantaj al acestor țări este acela ca la momentul actual, ele pot realiza abordări integrate ale sistemelor inteligente de transport, fără a fi nevoie sa treacă prin faze costisitoare de adaptare a tehnologiilor. Este cunoscut faptul că, odată abordată o tehnologie, integrarea cu un alt sistem este mult mai dificilă, dacă acest proces nu a fost luat în considerare încă din faza de proiectare, prin urmare, există o oportunitate deosebită în realizarea tematicii propuse de acest proiect, întrucât la ora actuală întreprinderile de transport sunt în faza de implementare a unor tehnologii noi, cum ar fi cele de informare a participanților la trafic sau de poziționare a vehiculelor.

Serviciile aduse utilizatorilor prin aplicațiile ITS în domeniul rutier sunt standardizate și cuprinse în opt grupe:

managementul traficului;

informarea călătorilor;

controlul vehiculelor;

managementul flotelor de vehicule comerciale;

transportul public;

managementul incidentelor;

taxarea electronică;

securitatea circulației.

ITS Europa

În Europa există o tradiție generală pentru inițiativa publică în ITS și multe proiecte, din diverse orașe și regiuni, care se bazează pe colaborarea cu autorități locale și Comisia Europeană, care sprijină implementarea acestor sisteme.

Principalele domenii de dezvoltare în Europa sunt:

sisteme universale de telecomunicații mobile avansate;

sisteme de transport public avansate;

management de trafic integrat;

control avansat al vehiculelor;

colectarea electronica a taxelor;

servicii de securitate și informații pentru călători;

operarea avansată a vehiculelor comerciale.

În legătură cu informațiile privind traficul, curentul actual în Europa îl reprezintă implicarea sectorului privat, în special acolo unde nivelul colectării datelor privind traficul este scăzut. Această creștere a implicării sectorului privat este limitată acolo unde sectorul public furnizează date gratuite privind traficul. În Europa, organizația care se implică în implementarea și dezvoltarea sistemelor inteligente de transport este ERTICO, organizație non-profit, înființată în 1991, la inițiativa Comisiei Europene. ERTICO-Europe oferă partenerilor ei ocazia de a face schimb de idei, de a demara acțiuni comune în domeniul ITS, scopul principal fiind acela al interoperabilității acestor sisteme pe întregul continent. Principalele direcții de orientare, cuprinse în programul de lucru al ERTICO sunt:

Serviciile de trafic, călătorie și informare a turiștilor (RDS-TMC, bazate pe GSM, Internet mobil, WAP, DAB multimedia)

Interoperabilitatea serviciilor și posibilitatea clienților de a traversa fără probleme granițele naționale

Mobilitatea multimodală (informarea pasagerilor și schimbul de informații)

Dezvoltarea sistemelor implementate pe vehicule (hărți digitale, sisteme de asistare a șoferului, integrarea echipamentelor de taxare automată)

Dezvoltarea sistemelor de pe vehiculele comerciale (tahograf digital, computer la bord)

Galileo (navigația prin satelit)

ITS în America

ITS America este o organizație de cercetare științifică și de educație creată în 1991 în scopul grăbirii dezvoltării de Sisteme Inteligente de Transport în Statele Unite. Organizația este un parteneriat unic public-privat având rolul de Comitet Federal Consultativ pentru Departamentul de Transport al Statelor Unite. ITS America a formulat informațiile și principiile referitoare la păstrarea secretului individual în implementarea ITS. Principiile reprezintă valori și au fost definite astfel încât să fie flexibile și durabile pentru a se acomoda diversității scopurilor datorate schimbărilor tehnologice, sociale și culturale. ITS America simte necesitatea revizuirii lor periodice pentru a le conferi aplicabilitate și eficiență. Aceste principii au rol de recomandări dedicate educării și ghidării experților din transporturi, celor care elaborează politica companiilor, organizațiilor și publicului în dezvoltarea de informații și linii de ghidare privind păstrarea secretului proiectelor specifice ITS. Inițiatorii de proiecte în domeniul ITS au stimulat publicarea acestor principii. Partenerii utilizatori ai ITS sunt încurajați să includă prevederi obligatorii pentru confidențialitatea contractelor și acordurilor. Comparativ cu Japonia și Europa, colecția de date publice este la nivel scăzut și deseori aceste date sunt colectate și diseminate de către sectorul privat.

Principalele domenii de dezvoltare în SUA sunt:

îmbunătățirea eficienței și siguranței în CVO;

sisteme de siguranță și operațiuni specializate pe trafic;

localizarea automată a vehiculelor (în timp real) pentru transporturile publice;

controlul și managementul traficului.

În Statele Unite, FTA (Federal Transit Administration) a conturat șase direcții principale de dezvoltare pentru domeniul ITS, ținând cont de tipurile de aplicații dezvoltate până în prezent, cât și de dezvoltările ulterioare. Acestea sunt:

Sisteme Avansate de Transport Public (APTS)

Sisteme Avansate de Transport Rural (ARTS)

Sisteme Avansate de Management al Traficului (ATMS)

Sisteme Avansate de Informare a Călătorilor (ATIS)

Operațiuni ale Vehiculelor Comerciale (CVO)

Inițiativa pentru Vehicule Inteligente (IVI).

FTA (Federal Transit Administration) a lansat programul Sisteme Avansate pentru Transportul Public (APTS) ca parte a inițiativei Departamentului de Transport al Statelor Unite în domeniul ITS. În acesta se aplică tehnologii de ultimă oră din domeniile: electronică, comunicații, navigație, procesarea informației, afișarea informației, calculatoare și sisteme de control pentru toate formele de transport de suprafață. Programul APTS a fost lansat pentru a încuraja folosirea noilor tehnologii la îmbunătățirea calității și utilității transportului public și serviciilor. Programul APTS testează aceste tehnologii, cu multe proiecte implicate în integrarea multiplelor tehnologii. Integrarea și dezvoltarea efectivă a tehnologiilor ITS pot îmbunătăți siguranța și mobilitatea transporturilor, eficiența operațională și protecția mediului. În cadrul acestui program direcțiile de dezvoltare sunt: managementul parcului de vehicule, informații pentru călători, plăți electronice și managementul cererilor de transport.

ITS în ASIA

În Asia, Japoia ocupă cel mai important loc și progres în implementarea sistemelor inteligente de transport.[67] În Japonia dezvoltarea sistemelor inteligente de transport este promovată de un comitet format din Ministerul Construcțiilor, Agenția Națională de Poliție, Ministerul Comerțului International și Industriei, Ministerul Transporturilor și Ministerul Poștei și Telecomunicațiilor. Domeniile importante pentru dezvoltările viitoare sunt: sistemele de navigație; colectarea electronică a taxelor (ETC); asistența pentru conducerea sigură; managementul traficului; sistemele automate pentru autostrăzi (care are ca scop testarea unei autostrăzi complet automatizate, în 2010), creșterea nivelului de automatizare în domeniul transportului public; îmbunătățirea eficienței în CVO; asistență pentru pietoni (exemple: ghiduri, în special pentru persoanele cu handicap, instrucțiuni de evacuare în caz de cutremur, etc.); operațiuni ale vehiculelor de urgență; extinderea infrastructurii de fibră optică; utilizarea la scara largă a Sistemelor de Comunicații și Informații pentru Vehicule (VICS); dezvoltarea RTTT, în principal de către industria electronicii, domeniu unde sunt implicați și producătorii de autovehicule.

Principalele proiecte inițiate în Japonia sunt:

Sistemul de informații și comunicații pentru vehicule – VICS;

Sistem Universal de Management al Traficului – UTMS;

Sistem Avansat pentru Trafic Rutier – ARTS;

Vehicule cu grad Avansat de Siguranță – ASV;

Sistem pentru Vehicule Superinteligente – SSVS.

Scopul acestor proiecte este acela de a rezolva problemele care apar în traficul rutier, și anume:

accidente;

congestionări ale traficului;

poluarea mediului ambiant;

diminuarea consumurilor energetice și de combustibil.

Aceste deziderate se realizează prin folosirea echipamentelor electronice, prelucrarea informațiilor, precum și cu ajutorul sistemelor de comunicații și al tehnologiilor de control. În Japonia, încă din anii ’60, Ministerul Industriei și Comerțului Internațional și Laboratorul de Inginerie Mecanică al Agenției de Științe Industriale și Tehnologie din cadrul ministerului au demarat proiecte de cercetare în domeniul Sistemelor Inteligente de Transport. În anii ’60 a fost realizat un sistem automat de conducere a autovehiculelor care folosea un cablu de control. În anii ’70, cercetarea în aceasta direcție a avansat, sistemul automat de conducere utilizând pentru prima dată simularea pe calculator. Acest proiect de cercetare este continuat și în prezent, el contribuind nu numai la dezvoltarea unui sistem de conducere automată a autovehiculului de-a lungul marcajelor, ci și la realizarea unui vehicul inteligent, capabil să parcheze și să schimbe automat benzile de circulație. Tot în anii ’70 s-a experimentat pentru prima dată și sistemul dinamic de alegere a traseului în zonele urbane.

ITS în Australia

Scopurile implementării sistemelor inteligente de transport în Australia sunt creșterea siguranței și eficienței serviciilor de transport atât pe uscat, apă, aer, precum și îmbunătățirea protecției mediului înconjurător. Prin intermediul numeroaselor dispozitive de localizare și urmărire, serviciile de plăți și de informare în timp real sunt în mod curent utilizate în toata Australia. ITS joacă astfel un rol important în operațiunile de transport și în managementul transportului. Îmbunătățirile aduse în managementul traficului, tehnologiile de asistare a conducătorilor în trafic, sistemele dispecer pentru navigație, furnizarea de informații utile către operatorii de transport combinat, sistemele de salvare sau managementul mediului înconjurător, au contribuit la o reducere a costurilor, dar au un rol important și în prevenirea accidentelor. În Australia există un plan sde implementare a sistemelor inteligente de transport, numit AUSTROADS. Planul cuprinde șapte puncte, pentru fiecare urmărindu-se obținerea de rezultate precise:

realizarea unui sistem de transport integrat;

îmbunătățirea siguranței circulației;

dezvoltarea regională și pe plan național;

accesibilitate și mobilitate în transport;

o abordare ecologică;

găsirea de parteneri de încredere;

cercetare și standardizare.

Pentru fiecare domeniu există un număr de obiective și o strategie. În ultimii ani s-a pus accent pe creșterea productivității, îmbunătățirea siguranței cât și pe integrarea drumurilor și transporturilor într-un context economic și social. AUSTROADS urmărește să îșî realizeze obiectivele prin prin folosirea celor mai recente tehnologii ITS. În acest sens au dezvoltat un plan care cuprinde programe în următoarele domenii:

managementul sistemelor de transport;

managementul utilizării drumurilor;

siguranța drumurilor;

planul de afaceri;

tehnologie și mediu înconjurător;

sisteme inteligente de transport.

BENEFICIILE SISTEMELOR INTELIGENTE DE TRANSPORT

Principalele beneficii ale sistemelor de tip ITS grupate în raport cu impactul pe care îl determină sunt: reducerea accidentelor, deblocarea congestionării, monitorizarea și protecția mediului, productivitatea și eficiența operațională, factorii de confort, siguranța și eficiența.

Reducerea accidentelor

Sistemele de tip ITS contribuie la reducerea numărului de accidente, a severității accidentelor și a timpului consumat pentru serviciile de urgență.

Sistemele care au impact asupra reducerii accidentelor se referă la: controlul automat al traficului pentru toți factorii care se află în mișcare, impunerea respectării vitezei și semnalului de trafic prin intermediul sistemelor cu cameră video, controlul adaptării vitezei pentru fluența traficului, detectarea incidentelor, avertizare, anticoliziune, îmbunătățirea vizibilității, timpul de răspuns în caz de urgență, monitorizarea vremii și micro-climatului.

Deblocarea congestionării

Congestionarea poate fi redusă prin administrarea cererii de transport, prin îmbunătățirea eficienței rețelei de transport, prin dirijarea cererii pentru călătoria spre mijloacele de transport ale altor moduri de transport. Serviciile ITS pot sprijini reducerea congestionării prin:

managementul cererii:

controlul accesului;

plata electronică.

îmbunătățirea eficienței rețelei:

controlul traficului;

informarea conducătorului vehiculului;

controlul vitezei;

detectarea incidentelor;

managementul incidentelor;

controlarea / reglarea fluxului pe rampa de acces.

încurajarea trecerii de la un mod de transport la altul:

planificarea înaintea călătoriei;

informarea călătorilor;

acordarea priorității pentru diferitele tipuri de mijloace de transport

Monitorizarea și protecția mediului

Cele mai multe beneficii se bazează pe principiul că mai puține vehicule care operează înseamnă reducerea consumului de combustibil și emisie redusă de CO2. Serviciile specifice care se adresează mediului sunt următoarele:

monitorizarea poluării;

informații privind calitatea aerului;

strategii de management al cererii.

Sistemele care fac posibilă aceste beneficii sunt:

dispozitivele de navigare și serviciile de informare privind traficul care informează pe conducătorii vehiculelor asupra celor mai eficiente rute
care pot fi utilizate pentru a evita întârzierile datorate traficului și pentru
schimbarea direcției;

furnizarea de informații privind disponibilitatea parcărilor care sunt
trimise direct conducătorului de vehicul care se află într-o anumită zonă,
în loc să-l determine pe acesta să facă mai multe tururi în jurul respec
tivei zone;

oferirea de informații, în timp real, privind sosirea / plecarea în transportul multimodal, care încurajează utilizarea transportului public.

Factorii de confort

Sistemele ITS furnizează informații privind condițiile de călătorie, inclusiv informații referitoare la condițiile meteorologice, care reduc stresul conducătorului vehiculului. Sistemele de tip ITS furnizează pentru utilizatorii transportului public o atenționare asupra întârzierilor și informații în timp real asupra serviciilor alternative, astfel încât călătoria să poată continua cu întreruperi și inconveniente minime. Sistemele de tip ITS care au un impact important asupra confortului sunt următoarele: informare în timp real asupra traficului, informare în timp real în transportul public, ghidare dinamică a rutei, urmărire a vehiculului, plată prin cartele inteligente.

Siguranța

Siguranța este o prioritate pentru operatorii infrastructurii, care utilizează o diversitate de tehnologii ITS pentru a spori calitatea autostrăzilor. Sistemele referitoare la controlul coordonat al traficului, controlarea/reglarea fluxului pe rampa de acces, panouri cu mesaje variabile, detectarea traficului și a incidentelor, sunt utilizate pentru monitorizarea condițiilor de drum și oferirea unei călătorii ușoare și sigure. Mulți operatori ai infrastructurii utilizează sisteme de monitorizare a condițiilor meteorologice pentru a-i avertiza dinainte pe conducătorii vehiculelor asupra condițiilor periculoase. Două măsuri uzuale pentru îmbunătățirea siguranței sunt reducerea procentuală a accidentelor și reducerea procentuală a timpului de răspuns pentru ajutor. Reducerea procentuală a timpului de răspuns pentru ajutor nu este același lucru cu reducerea dezastrelor deoarece relațiile dintre ele depind de mai mulți factori. La bordul vehiculului, sistemele suport active, cum sunt sporirea ariei de vizibilitate, păstrarea benzii de circulație, evitarea coliziunilor și monitoarele de alertă, au diminuat erorile și oboseala conducătorului vehiculului.

Eficiența

Creșterea eficienței este un scop al tuturor programelor naționale ITS. Beneficiul cu impact asupra eficienței pentru călători depinde de un număr de factori. Beneficiile sunt mai mari pentru călătoriile lungi atât în termeni absoluți, cât și în termeni relativi, decât pentru călătoriile scurte. Pietonii pot beneficia de reducerea timpului de așteptare la traversarea drumului, printr-un control inteligent al semafoarelor. Pentru administratorii drumurilor și pentru operatorii acestora produsele și serviciile ITS pot mări eficiența prin optimizarea utilizării facilităților și drumurilor existente. În momentul de față lumea este în continuă agitație, timpul înseamnă bani, astfel că este clar că beneficiile sistemelor de tip ITS menționate vor determina economisirea de bani atât pentru cei implicați în afaceri, cât și pentru cetățeni. Se speră ca sistemele de control îmbunătățit al vehiculului (sistemele de evitare a ciocnirilor) să determine mărirea volumului traficului în unitatea de timp prin reducerea intervalului necesar între vehicule și, indirect, să poată sprijini mărirea volumului traficului prin reducerea numărului de incidente.

Beneficiile sistemelor de management al urgențelor

Printre beneficiile raportate de programele de management al cazurilor de urgență se numără:

creșterea siguranței rutiere (de exemplu, reducerea numărului incidentelor secundare);

creșterea eficienței organizațiilor ce operează în cazul incidentelor;

utilizarea mai eficientă a echipamentului și personalului;

diseminarea mai bună a informațiilor către conducătorii de vehicule;

reducerea întârzierilor;

creșterea mobilității mărfurilor;

scurtarea duratei de acționare ca răspuns la urgențe;

reducerea impactului asupra mediului;

reducerea costurilor de operare pentru conducătorii de vehicule;

scurtarea duratei de eliberare a zonei incidentului, ceea ce conduce la reducerea timpului necesar celor care răspund la incidente;

siguranță mai mare pentru victimele incidentului, pentru personalul de monitorizare a traficului și pentru ceilalți participanți la trafic;

colaborare mai bună între organizațiile participante.

ARHITECTURA ITS

ITS este un tip de sistem ale cărui componente sunt complexe și în același timp puternic intercorelate. Arhitectura ITS este un cadru de lucru în care pot fi dezvoltate serviciile și funcțiile ITS precum monitorizarea traficului, tratarea incidentelor, suportul pentru cazurile de urgențe și alte funcții. Arhitectura sistemului definește modul în care componentele sale sunt legate, lucrează împreună și precizează funcțiile sistemului întreg și ale fiecarei componente în parte. Arhitectura ITS nu trebuie să identifice tehnologii specifice. Arhitectura ITS permite dezvoltatorilor să proiecteze sistemul specificând interfețele dintre componente cu utilizatorii, în scopul obținerii unor beneficii viitoare, creșterii concurenței și reducerii riscurilor cu costuri mai scăzute. Principala forță a arhitecturii ITS este aceea că furnizează un cadru de lucru strategic prin care activitățile efectuate de agenți economici diferiți pot fi integrate. Arhitectură pentru un Sistem Inteligent de Transport va necesita acoperirea aspectelor tehnice, și în plus a elementelor organizaționale, legale și comerciale. Arhitecturile ITS pot fi create la nivel național, regional sau la nivelul unui oraș precum și legate de sectoare sau servicii specifice.

Acestea ajută la utilizarea efectivă a ITS, în sensul că:

Pot fi planificate într-un mod logic;

Se integrează cu succes cu alte sisteme;

Ating nivelurilor de performanță dorite;

Au comportamentul dorit;

Sunt simplu de condus;

Sunt simplu de intreținut;

Sunt simplu de extins;

Satisfac așteptările utilizatorilor.

Abilitatea de integrare a sistemelor crește mult potențialul acestora. În conformitate cu Arhitectura Cadru Europeană ITS nu numai că aplicațiile vor lucra împreună, dar acestea vor putea fi făcute interoperabile la nivel european. Interoperabilitatea include aspecte tehnice, operaționale și organizaționale și implică funcționarea armonioasă și complementară a întregului sistem.

Importanța arhitecturii ITS:

Asigură o piață deschisă pentru servicii și echipamente, deoarece există interfețe “standard” între componente;

Piață deschisă permite existența economiilor de scală in producție și distribuție, acestea reducând prețurile produselor și serviciilor;

Asigură informații compatibile furnizate utilizatorilor finali;

Asigură investițiile în ITS odată cu asigurarea compatibilității;

Asigură interoperabilitatea între componente, chiar atunci când acestea sunt fabricate de producători diferiți, care este de asemenea favorabilă IMM-urilor;

Permite un nivel adecvat de independență tehnologică și permite încorporarea ușoară a noilor tehnologii;

Furnizează baza pentru înțelegerea scopului și funcțiilor ITS, evitând astfel concepțiile conflictuale.

O Arhitectură ITS furnizează un mecanism sistematic pentru determinarea obiectivelor și cerințelor tuturor celor implicați – autorități publice, operatori de transport, producători ITS sau utilizatori finali. Din acest motive facilitează dicuțiile clare dintre aceștia și asigură un sprijin valoros decidenților. Prima Arhitectură ITS Națională a fost creată în Statele Unite. Aceasta a fost finanțată de către Departamentul de Transport al Statelor Unite și făcută publică în iunie 1996. Toate dezvoltările ITS în SUA se așteaptă a fi în conformitate cu această arhitectură.

Arhitectura cadru ITS Europeană

Un cadru reunește fragmente izolate și elemente discrete de cunoștințe pentru a crea un anumit tipar și pentru a identifica relații și deficiențe. Un cadru poate fi de asemenea, baza unei acțiuni viitoare. Arhitectura cadru ITS europeană propusă de proiectul KAREN se adresează în principal perspectivei constructive descrise mai sus. Arhitectura cadru ITS europeană definește și descrie elementele ce trebuie incluse într-un sistem care îndeplinește cerințele nevoilor utilizatorilor ITS europeni. Arhitectura cadru se referă la definirea unui sistem care să cuprindă elemente general valabile pentru orice sistem creat pe baza acestuia și care să conțină diferite părți ale arhitecturii, după cum urmează:

Arhitectura funcțională asigură funcționalitatea necesară pentru ca sistemul să îndeplinească nevoile utilizatorului.

Arhitectura fizică reprezintă modul în care funcționalitatea poate fi implementată ca aplicație pentru a îndeplini nevoile utilizatorului. Aceste sisteme pot fi îndeplini nevoile utilizatorului în moduri în care nu pot fi exprimate în termeni funcționali, ca de exemplu caracteristici fizice. Ele reprezintă un mod de implementare a funcționalității și pot fi desigur și altele, dar existența acestora va depinde de elemente, cum ar fi constrângerile de implementare pentru sistemele individuale.

Arhitectura comunicațiilor este legătura care permite schimbul de date între sistemele-exemplu din arhitectura fizică și dintre sistemele-exemplu și lumea exterioară.

Arhitectura cadru ITS europeană include de asemenea elemente ca studiul cost-beneficiu și studiul de aplicare. Acestea descriu beneficiile care pot fi așteptate să rezulte din aplicarea arhitecturii și anumite mijloace prin care sisteme existente pot fi transformate pentru a se conforma arhitecturii.

Relația cu arhitectura cadru ITS europeană

Modelele oferă o perspectivă de nivel superior a tipurilor de servicii posibile utilizând ITS, fără să prezinte detalii privind modul în care ele ar putea fi realizate. Ele sunt scenarii privind activitățile tipice asociate cu transportul rutier, indicând unde ar putea fi utile facilitățile ITS. În consecință, fiecare model demonstrează o manifestare a unei părți a arhitecturii cadru ITS europene. Deși modelele nu acoperă întreaga Arhitectură cadru, ele cuprind cea mai mare parte a acesteia. Există de asemenea anumite suprapuneri, deoarece diferite modele privesc scenarii similare din diferite puncte de vedere.

Privire generală asupra arhitecturilor Sistemelor de Transport Inteligent europene

Arhitectura cadru europeană este o arhitectură care s-a dezvoltat pentru aplicarea sistemelor ITS în Europa. Este bazată pe un set de nevoi ale utilizatorilor identificate la nivel european, elaborate în proiectul KAREN. Arhitectura cadru este în prezent disponibilă ca parte a rezultatelor proiectului KAREN. Arhitectura cadru națională reprezintă o arhitectură care este elaborată pentru a acoperi aplicarea sistemelor ITS în cadrul unei națiuni europene sau al unui stat autonom din cadrul națiunii. Ea se poate baza pe acele părți ale nevoilor utilizatorilor ITS din Europa care sunt relevante pentru națiunea respectivă și care poate fi elaborată pe baza arhitecturii cadru ITS europene. Această arhitectură va defini aplicațiile ITS care urmează a fi aplicate în cadrul națiunii (sau statului) pentru a servi nevoilor utilizatorilor acestuia. Arhitectura cadru locală este o arhitectură elaborată pentru a acoperi aplicarea ITS într-un loc sau zonă specifică, de exemplu, într-o regiune sau un oraș din cadrul statului. Ea se poate baza pe un sub-set al nevoilor utilizatorilor ITS europeni folosit pentru arhitectura națională (sau a statului), sau, dacă acestea nu există, pe acelea pentru arhitectura cadru europeană. Nevoile utilizatorilor vor fi numai cele care definesc serviciile pe care le solicită zona locală. Această arhitectură va conține aplicațiile ITS care sunt specifice localității unde vor fi utilizate. Punctul de pornire pentru orice arhitectură locală va fi arhitectura națională sau, în absența acesteia arhitectura cadru ITS europeană însăși.

Arhitectura de serviciu este o arhitectură care este elaborată pentru un anumit serviciu ITS independent de contextul geografic. Proiectul KAREN a identificat un set de servicii fundamentale. ISO TC204 WG1 a propus de asemenea un set de 32 de servicii fundamentale pentru Sisteme de informare și control în transporturi (TICS). Astfel, de exemplu, o arhitectură specifică de serviciu poate fi definită pentru serviciile de îndrumare rutieră sau pentru serviciile de taxare. Arhitectura de sistem este o structură care constă în elemente de sistem, interfețe, procese, constrângeri și comportament. O arhitectură de sistem acoperă o zonă particulară a arhitecturii europene, naționale, locale, sau de serviciu, având rolul de a specifica ce este necesar pentru a pune în funcțiune o anumită aplicație ITS. Conținutul va fi la un nivel care va oferi un punct de pornire pentru generarea de specificații care să permită achiziționarea sistemului însuși. Este important să se distingă între cele trei roluri diferite ale unei arhitecturi în scenariul european.

Ele pot fi definite după cum urmează: La nivelul cel mai apropiat proiectării este arhitectura de sistem, care este de importanță fundamentală atunci când sistemul este creat prin integrarea a două sau mai multor subsisteme. Arhitectura de sistem oferă structura în jurul căreia poate fi dezvoltată o clasă a sistemului. Este nivelul la care este construită baza pentru ”Sistemele funcționale și exploatabile” (“Working and Workable Systems”). Arhitecturi cadru naționale, locale sau de serviciu au fost definite pentru statele membre UE, regiuni sau orașe, sau pentru un anumit serviciu pentru a crea condiții pentru o piață compatibilă și soluții modulare și pentru a stabili implementări de soluții și servicii interoperabile la nivel de națiuni, regiuni sau orașe. Două sau mai multe servicii sunt interoperabile dacă pot să transmită date între ele în beneficiu mutual, de exemplu pentru a oferi funcționalități complementare și armonioase; interoperabilitatea include aspecte tehnice, operaționale și de organizare. Aceste arhitecturi sunt de asemenea instrumente pentru îndrumarea inițiativelor de cercetare națională și pentru asigurarea de documente de referință pentru standarde și reguli de urmat în aplicații. Ele oferă de asemenea o terminologie comună pentru sistemele în specificare și posibilitatea de a recomanda standardele și interfețele de utilizat pentru a obține compatibilitatea la nivel național și european. Arhitectura cadru europeană a atins un nivel care permite utilizarea ei ca referință pentru toate arhitecturile ITS din statele membre ale UE.

Proiectul KAREN a avut sarcina de a crea elementele cheie ale arhitecturii cadru europene având în vedere elementele deja existente și privind totodată către viitor și către cererile exprimate în lista nevoilor utilizatorilor europeni, care nu pot fi complet satisfăcute de sistemele existente. Astfel, în timp ce arhitectura cadru se concentrează pe funcționalitate și alte facilități destinate satisfacerii nevoilor utilizatorilor, ea nu va ”reinventa roata” dacă există deja o soluție aplicabilă. Pentru a face ca sistemele moștenite să fie complet interoperabile cu celelalte sisteme ITS, va exista o strategie de migrare pentru a-i informa pe deținătorii lor asupra modului în care ar putea deveni compatibile cu arhitectura cadru europeană. Trebuie remarcat că deși se presupune adesea că ”migrare” înseamnă ”înlocuire”, în practică, aceasta poate de asemenea însemna ”îmbunătățire” sau ”adăugare”, ceea ce, de obicei, este mai puțin litigios și scump.

Tipuri de arhitecturi ITS

Arhitectura ITS reunește elemente izolate și discrete de cunoștințe astfel încât să creeze un model și să identifice relațiile și diferențele reprezentând o bază pentru acțiunile următoare de realizare a ITS. Aceasta exprimă sistemul în mai multe moduri datorită diferitelor viziuni asupra acestuia.

Arhitectura funcțională

O arhitectură funcțională definește și descrie funcționalitățile care trebuie incluse într-un sistem astfel încât să fie satisfăcute cerințele utilizatorilor. La cel mai înalt nivel de prezentare a unei arhitecturi funcționale aceasta este formată dintr-un număr de domenii funcționale. Fiecare domeniu este identificat printr-un nume și un număr. Funcționalitatea fiecărui domeniu este prezentată prin funcții. Există două tipuri de funcții și anume:

Funcțiile de nivel înalt sunt funcții foarte complexe.

Pentru ca funcționalitatea lor să fie înțeleasă mai ușor, aceste funcții sunt divizate în funcții de nivel inferior. Unele dintre acestea pot fi la rândul lor funcții de nivel înalt având un oarecare grad de complexitate sau funcții de nivel inferior, așa cum se prezintă în continuare. Descrierea funcției de nivel înalt constă dintr-o descriere generală și o listă cu funcțiile componente. Funcțiile de nivel înalt rareori satisfac direct necesitățile utilizatorilor prin ele însele, dar întotdeauna satisfac aceste necesități prin intermediul funcțiilor de nivel inferior ce le compun.

Funcțiile de nivel inferior sunt funcții a căror funcționalitate poate fi descrisă fără a fi necesară o subdivizare în funcții de nivel inferior. În consecință, ele reprezintă, în fiecare domeniu, nivelul inferior al funcționalității. Descrierea funcției conține o descriere generală, fluxul informațional și cerințele funcționale detaliate. Acestea din urmă furnizează detalii referitoare la ce fac efectiv aceste funcții.

Arhitectura logică

Arhitectura logică prezintă procesele și fluxul informațional dintre procese. În dezvoltarea arhitecturii logice sunt examinate aspectele comune din cerințele funcționale ale diferitelor servicii utilizator, astfel încât cerințele comune pot fi grupate în același set de procese. În arhitectura logică grupurile de procese prezentate prin cercuri nu implică nici o alocare a responsabilităților organizaționale, dar ele indică faptul că funcția specificată trebuie să fie efectuată și să interacționeze cu alte funcții. Rolul important al arhitecturii logice este să descrie modul în care sistemul tratează anomaliile. Pentru siguranță trebuie avute în vedere toate tipurile de deficiențe și trebuie descriși pașii logici privind apariția unei degradări în condițiile în care apar anomalii respectând soluția definită pentru operarea sistemului.

Arhitectura fizică

Arhitectura fizică, orientată pe proiectarea sistemului, distribuie procesele definite de arhitectura logică în subsisteme fizice, pe baza specificațiilor proceselor funcționale și a locului unde trebuie efectuate funcțiile. Arhitectura fizică distribuie procesele în subsisteme fizice, luând în considerare responsabilitățile instituționale. O schemă de nivel înalt a unei arhitecturi naționale este prezentată în Figura 2.1 O arhitectură fizică națională ITS.

Fig. 2.1 Exemplu de arhitectură fizică națională

Fiecare țară sau regiune trebuie să stabilească propriile sale necesități și cerințe utilizator în momentul începerii elaborării unei arhitecturi ITS naționale sau regionale. Anumite cerințe locale pot diferi de la o țară sau regiune la alta.O arhitectură fizică definește și descrie modul î n care componentele arhitecturii funcționale pot fi grupate, pentru a forma entități fizice. Principalele caracteristici ale acestor entități sunt, în primul rând, faptul că ele furnizează unul sau mai multe dintre serviciile ce sunt cerute de către necesitățile utilizatorilor iar, în al doilea rând, faptul că ele pot fi create. Acest proces de creare poate implica entități fizice, cum ar fi structuri amplasate pe drum și diferite forme de echipamente, entități care nu sunt fizice, cum ar fi software, sau combinații ale celor două. În arhitectura fizică ITS aceste entități fizice sunt numite “sisteme etalon”. În general, un sistem furnizează o metodă de implementare a arhitecturii funcționale pentru a furniza servicii și poate răspunde necesităților particulare ale utilizatorilor, ce pot fi corelate prin entități fizice. Termenul “sistem etalon” este folosit deoarece fiecare sistem reprezintă un exemplu al modului în care poate fi folosită arhitectura funcțională ITS pentru a servi necesităților utilizatorilor dintr-un grup particular sau din mai multe grupuri. Toate “sistemele etalon” pot fi compuse din două sau mai multe subsisteme. Un subsistem execută una sau mai multe sarcini definite și poate fi oferit ca un produs comercial. Fiecare subsistem poate fi compus din una sau mai multe părți ale arhitecturii funcționale (funcții și depozite de date) și poate comunica cu alte subsisteme și cu unul sau mai multe terminale. Aceste comunicații pot fi furnizate prin folosirea fluxurilor fizice de date. Numărul de subsisteme dintr-un anumit “sistem etalon” depinde de aria geografică ce trebuie acoperită.

Arhitectura organizațională

Responsabilitatea pentru implementarea ITS trebuie să fie împărțită între diferite organizații și între diferite departamente de management din cadrul acestor organizații, în funcție de scopuri și cerințe. Arhitecturile logice și fizice trebuie să fie transpuse într-o arhitectură organizațională care este relevantă pentru nivelul local. Arhitectura organizațională este utilizată pentru dezvoltarea și explicarea responsabilităților și a interacțiunilor funcționale dintre organizații publice, private sau parteneriate public / privat. Arhitectura organizațională este dezvoltată prin asignarea entităților locale din arhitectura logică unui model organizațional. Un model organizațional poate evidenția dimensiunile geografice, financiare sau alte dimensiuni. Modelul de referință european GERDIEN (date generale referitoare la drumurile europene și rețeaua de schimb a informațiilor) este un model organizațional care subliniază dimensiunea geografică, arătând unde este furnizat efectiv un serviciu ITS. Impactul dintre componentele organizaționale este prezentat prin legături.

Fig. 2.2 Un model geografic ierarhic

Figura 2.2. reprezintă nivelurile domeniilor geografice. Intenția este de a se indica zona de acțiune pentru fiecare funcție sau serviciu ITS, din punct de vedere al nivelului geografic. Din momentul în care acest lucru este clar, trebuie să reiasă limpede cum este necesar să interacționeze două sisteme de management. În exemplul dat în figură, două sisteme vecine de management al autostrăzii au conexiuni la nivelul superior pentru dirijarea traficului pe distanțe mari; la nivelul inferior următor, două regiuni învecinate colaborează pentru dirijarea traficului vizitatorilor dintr-o regiune care participă la evenimente care au loc în cealaltă regiune. Din momentul în care au fost luate decizii la acest nivel, aceste decizii pot fi transformate în comenzi în interiorul fiecărei regiuni, influențând nivelurile lor inferioare corespunzătoare, ceea ce nu necesită comunicații directe între ele. Modelul organizațional prezentat în figura de mai sus poate fi extins pentru a include relații conceptuale, sistemul de management al traficului urban (UTMS) și sistemul de management al urgențelor.

Arhitectura de comunicație

O arhitectură de comunicație definește și descrie mijloacele care asigură schimbul de informații dintre diferitele părți ale sistemului. Acest schimb de informații este realizat folosind fluxurile fizice de date descrise în arhitectura fizică. Arhitectura de comunicație definește și descrie mijloacele prin care sunt realizate fluxurile fizice de date pentru unele dintre “sistemele etalon” din arhitectura fizică ITS. Descrierea și definirea acestor mijloace de realizare a fluxurilor fizice de date implică două elemente complementare. Primul element este asigurarea mijloacelor ce permit ca datele să fie transferate de la un punct la altul și siguranța că modul în care aceste date sunt transferate este corespunzător pentru sistem în ceea ce privește costul, alterarea informației și întârzierea ei. Cu alte cuvinte, problema este descrierea și definirea “canalelor de informații” care sunt necesare pentru transferul informațiilor. Al doilea element este obținerea siguranței că informația transmisă de la un capăt al “canalului de informații” este interpretată fără erori la celălalt capăt, de recepție, al canalului. Arhitectura de comunicații trebuie să rămână, pe cât este posibil, independentă de tehnologie. Pentru realizarea acestui obiectiv, metodologia propusă în cele ce urmează este caracterizarea și analizarea fluxurilor fizice de date ale celor mai reprezentative “sisteme etalon” din arhitectura fizică ITS, pentru a fi satisfăcute cele mai reprezentative necesități de comunicație ale diferitelor interfețe ale sistemului. În paralel cu problema comunicațiilor există un al doilea element care este, de asemenea, foarte important, acest element este obținerea siguranței că informațiile trimise de a un capăt al canalului nu sunt numai înțelese, dar sunt și interpretate fără erori la capătul de recepție al canalului.Alegerea modulului de comunicație este deseori f ăcută prin procese complexe și după diferite etape de analiză. De fapt, alegerea modului de comunicație are, de cele mai multe ori, un mare impact asupra sistemului și asupra eficienței acestuia. În proiectarea unei arhitecturi de comunicație trebuie avute în vedere câteva probleme importante. Primul aspect este satisfacerea necesităților sistemului într-o măsură cât mai mare. Al doilea aspect este includerea efectivă a soluției de comunicație considerate într-un sistem existent, Întrebările ce se pun sunt:

cum să se integreze soluțiile de comunicație într-un cadru existent de comunicație;

cum să se obțină evoluția acestui cadru existent sau cum să fie el înlocuit.

În același timp, este important să fie alese acele elemente ce rămân viabile timp îndelungat. Acesta înseamnă să existe siguranța că soluția aleasă poate fi capabilă să se dezvolte odată cu evoluția sistemului, că va putea sprijini schimbările care apar și că poate fi schimbată cu ușurință cu o altă soluție, atunci, când va deveni depășită. Un ultim aspect, la fel de important, îl constituie problema costurilor. Costurile sunt legate în principal de achiziția soluției, de migrarea de la o soluție veche la una nouă, de punerea în practică a soluției și de înlocuirea soluției. Aceste costuri trebuie să fie avute în vedere nu numai din punct de vedere al materialelor și serviciilor, ci și din punct de vedere al personalului implicat în toate aceste faze. Acest aspect este, de asemenea, foarte strâns legat de alegerile privind implementarea. Standardele referitoare la comunicație sunt folosite de sistemele de tip ITS. Recent, a avut loc o creștere explozivă în utilizarea comunicațiilor și în alte sectoare, de exemplu în comerțul electronic. Sistemele de tip ITS nu trebuie să-și mai dezvolte propriile standarde de comunicație, cu excepția cazurilor în care este sigură folosirea unei infrastructuri proprii (private). Dacă se dorește utilizarea unor rețele de comunicații deja existente (ca de exemplu, folosirea în comun a liniilor de telecomunicații) atunci trebuie utilizate standarde stabilite de alții. Folosirea rețelelor de comunicații existente poate fi privită și ca o economie, deoarece îi scutește pe proprietarii de sisteme de tip ITS și/sau pe operatorii de sarcina de a furniza și întreține rețele proprii. Câteodată, aceste economii pot fi semnificative, deoarece încărcarea canalului de comunicație (lățimea benzii) impusă de traficul de date ITS este mai mică decât cea impusă de alți utilizatori. Condiția este, așa cum a fost menționat mai sus, ca ITS să folosească standardele elaborate de către cei ce folosesc lățimile cele mai mari de bandă.

Arhitectura de referință

Arhitectura de referință a sistemului de control și informare în transporturi este o arhitectură orientată pe obiect pentru sistemele de tip ITS, dezvoltată de Organizația Internațională de Standardizare – Comitetul tehnic (ISO TC 204) pentru utilizare la nivel internațional. Arhitectura de referință TICS se bazează pe intrări de la toate arhitecturile regionale, în special arhitectura națională a Statelor Unite și arhitecturi elaborate în cadrul proiectelor CEN și DRIVE în Europa. Obiectivul este facilitarea dezvoltării armonioase și interoperabile, la nivel internațional, a ITS prin intermediul unei arhitecturi de referință comune. Deoarece această arhitectură este o arhitectură de referință de bază ea nu poate fi utilizată la nivel de detaliu atunci când se face referire la documentele de intrare, cum poate fi utilizată arhitectura națională a Statelor Unite. Ea nu intenționează să înlocuiască arhitecturile regionale, ci să promoveze, la nivel internațional, armonizarea eforturilor care se depun privind arhitectura și standardizarea. Arhitectura de referință este compatibilă cu arhitecturile regionale existente dezvoltate cu metodologii alternative. Arhitectura de referință TICS este un model al sistemului informatic și al relațiilor sale care sprijină managementul și executarea resurselor de transport rutier într-un mediu integrat. Arhitectura de referință TICS este exprimată utilizând modelarea vizuală pentru sisteme orientate pe obiect și bazate pe componente specifice în limbajul unificat de modelare (UML). Tabelul ”Cazuri de utilizare în arhitectura de referință TICS” descrie cazurile de utilizare de nivel înalt. Agentul economic și modelele de cazuri de utilizare sunt analizați în mod recursiv în arhitectura de referință TICS. Reprezentarea orientată pe obiect a TICS este bazată pe definiția claselor (colecții de astfel de obiecte). Clasele pot fi, în primul rând, clase de control, clase de informații sau clase de interfețe. Clasele cheie sunt prezentate în tabelul ”Clase ale arhitecturii de referință TICS”.

Tabel 2.1 Agenții economici din arhitectura de referință TICS

Arhitectura de referință TICS se compune din modele statice și din modele dinamice. Modelele dinamice descriu interacțiunile dintre obiectele claselor definite. Aceste interacțiuni invocă operațiile cerute la nivelul claselor, pentru sprijinirea tranzacțiilor cazului de utilizare. Parametrii acestor operații scot în evidență, clasele detaliate de informații asociate claselor cheie. Modelul dinamic este denumit Diagrama succesiunilor (sau interacțiunilor) și necesită un nivel de detaliere.

Tabel 2.2 Cazuri de utilizare în arhitectura de referință TICS

Tabel 2.3 Cazuri ale arhitecturii de referință TICS

ARHITECTURA ITS NAȚIONALĂ

Arhitectura națională ITS furnizează un cadru pentru planificarea, definirea și integrarea sistemelor inteligente de transport. Arhitectura definește:

funcțiile necesare ITS (de ex.: culegerea informațiilor de trafic pentru o rută);

entitățile fizice sau subsistemele ce conțin aceste funcții (de ex.: pe teren sau în vehicul);

fluxurile de informații și de date care conectează aceste funcții și subsisteme fizice, formând un sistem integrat.

Arhitectura națională ITS se bazează pe următoarele concepte:

servicii utilizator și cerințele acestora;

arhitectura logică;

arhitectura fizică;

pachete de echipamente;

pachete de piață.

Arhitectura logică

O arhitectură logică este o unealtă care ajută la organizarea entităților complexe și a relațiilor. Scopul său este de a coordona funcționarea proceselor și a fluxurilor de informații. Dezvoltarea arhitecturii logice ajută la identificarea funcțiilor sistemului și a fluxurilor informaționale și ghidează formularea cerințelor funcționale pentru sistemele noi sau îmbunătățite. Arhitectura logică a arhitecturii naționale ITS definește un set de funcții (sau procese) și fluxuri de informații (sau fluxuri de date) pentru a răspunde cerințelor utilizatorilor. Procesele și fluxurile de date sunt grupate pe funcții de management al transportului și sunt reprezentate grafic prin diagrame de flux, care prezintă în detaliu anumite niveluri.

Arhitectura fizică

Arhitectura fizică este perspectiva fizică a unui sistem. O arhitectură fizică furnizează reprezentarea fizică a modului în care sistemul ar trebui să își îndeplinească funcțiile. Aceasta alocă proceselor identificate prin arhitectura logică entități fizice (numite subsisteme ale arhitecturii naționale ITS). În plus, fluxurile de date (din arhitectura logică) care pornesc dintr-un subsistem și se termină în altul sunt grupate în fluxuri arhitecturale fizice. Cu alte cuvinte, un flux arhitectural poate conține mai multe fluxuri logice de date. Aceste fluxuri, împreună cu cerințele de comunicație definesc interfețele între subsisteme. Aceste interfețe alcătuiesc baza standardelor de lucru în programul ITS. În arhitectura națională ITS, arhitectura fizică este structurată pe două niveluri: nivelul de transport și nivelul de comunicație.

Nivelul de transport definește relația între elementele corelate de management al transportului. Este alcătuit din subsisteme pentru călători, vehicule, centre de management al transportului și dispozitivele de pe teren.

Nivelul de comunicație furnizează serviciile de comunicație care conectează componentele nivelului de transport. Acesta descrie toate modurile de comunicație necesare pentru a transfera informațiile între entitățile de transport, furnizorii serviciilor de informare a călătorilor și de urgență și alți furnizori de servicii. Nivelul de comunicație identifică punctele din interfața sistemului unde se pot aplica standardele naționale și protocoalele de comunicație.

PROIECTE ITS DEZVOLTATE ȘI IMPLEMENTATE ÎN ROMÂNIA

Traficul este o problemă la nivel european. Prin înființarea Uniunii Europene a apărut un nou concept de mobilitate, care depășește granițele unei țări. Pentru a se putea realiza un sistem unitar la nivelul întregului spațiu european este necesară existența unei arhitecturi comune pentru toate sistemele ITS. La nivel național și european există numeroase proiecte de implementare a unor arhitecturi ITS sau a unor noi servicii peste arhitectura existentă, dar aici se va face referire, doar la cele la care autoarea a făcut parte din colectivul de cercetători.

NARITS:National Architecture for Intelligent Transport Systems – Arhitectura Națională a Sistemelor Inteligente de Transport

Obiectivul acestui proiect a fost elaborarea unor instrumente și rețele de cercetare care să contribuie la dezvoltarea domeniului sistemelor inteligente de transport.

Obiectivele specifice ale proiectului au fost dezvoltarea unei rețele de cercetare în domeniul sistemelor inteligente de transport (conectată la rețelele similare din Europa și de la nivel mondial), elaborarea Arhitecturii Naționale Cadru ITS, dezvoltarea unui set de instrumente software care să ajute la dezvoltarea sistemelor inteligente de transport, realizarea unui model funcțional care să contribuie la dezvoltarea ulterioară a instrumentelor software și la îmbunătățirea arhitecturii ITS. Arhitectura naționala cadru ITS s-a concretizat printr-o documentație care conține descrierea componentelor acestei arhitecturi precum si o serie de studii: studiu privind situația la nivel mondial, european și național în domeniul sistemelor inteligente de transport și al arhitecturii acestora, lista cerințelor utilizatorilor, arhitectura funcțională, arhitecturile fizică și de comunicații, arhitecturile organizațională și de securitate, studiu privind analizele cost/beneficii și riscuri. Toate aceste studii și materiale elaborate au fost utilizate pentru dezvoltarea a două instrumente software pentru generarea componentelor Arhitecturii ITS pentru un sistem specific. Primul instrument software a fost utilizat pentru dezvoltarea Arhitecturii Funcționale a unui sistem ITS, iar celalalt are ca scop dezvoltarea arhitecturii fizice și de comunicații pentru un sistem inteligent de transport. S-a realizat și un model funcțional utilizat pentru testarea și validarea instrumentelor software dezvoltate în cadrul proiectului.

TRESMAN: Managementul integrat al resurselor în transportul public local

Obiectivele generale ale proiectului au fost formarea de echipe de cercetare de excelență, având o structură multidisciplinară și eterogenă; creșterea capacității de acoperire a spectrului larg de specializări care concură la elaborarea soluțiilor integratoare, specifice transporturilor; elaborarea de metode, modele și aplicații telematice care să permită realizarea de sisteme telematice integrate destinate managementului resurselor în transportul public local; elaborarea de soluții, elemente de infrastructură și logistică, necesare realizării de sisteme inteligente pentru transportul public urban; crearea premiselor dezvoltării parteneriatelor: cercetare-industrie și public-privat pentru dezvoltarea infrastructurii inteligente din domeniul transportului urban. Rezultatele proiectului constau în: soluții, metode și modele pentru managementul resurselor întreprinderii de transport public local

echipamente și aplicații informatice de achiziție automată a datelor din proces elaborarea de soluții, elemente de infrastructură și logistică pentru managementul incidentelor, de prioritizare a transportului public în intersecții semaforizate, pentru informarea cetățenilor și a călătorilor în stații, privind transportul public urban.

IN-TIME: Intelligent and Efficient Travel management for European Cities – Managementul Inteligent și Eficient al Călătoriilor în Orașele Europene

Obiectivele proiectului sunt de a implementa sistemul RTTI ca serviciu adițional față de sistemele ITS existente, în scopul reducerii consumului de energie în transportul urban. Conceptul va fi implementat în 6 orașe din 6 țări diferite. Prin acest proiect se dorește modificarea comportamentului călătorilor și îmbunătățirea utilizării transportului multimodal prin utilizarea serviciilor oferite. Sunt estimate următoarele valori:

renunțarea la vehiculele private: 3%

utilizarea sistemelor moderne de management al traficului: 80%.

CONCLUZII

Sistemele inteligente de transport s-au dezvoltat din ce în ce mai mult în ultima perioadă având la bază nevoile oamenilor de a călători mai rapid, mai eficient, mai confortabil și nu în ultimul rând mai în siguranță. Sistemele inteligente de transport au devoltat foarte mult transportul public, prin urmare și orașul propriu-zis astfel că o dată cu implementarea sistemelor inteligente de transport a crescut calitatea serviciilor oferite de firmele de transport public. Prin sisteme inteligente de transport înțelegem totalitatea tehnologiilor aplicate sistemelor de transport actuale cu ajutorul cărora se pot obține următoarele avantaje:

Reducerea congestiilor de trafic

Sporirea siguranței traficului

Reducerea consumului de carburant

Reducerea consumului de energie

Creșterea eficienței și a mobilității vehiculelor

Gestionarea cu ușurință a flotei de vehicule

Informarea în timp real a călatorilor și conducatorilor auto în ceea ce privește condițiile atmosferice, poziționarea geografică, gradul de congestie din trafic, stațiile următoare și eventualele intersecții de legătură cu alte mijloace de transport, durata estimată până la sosire, etc

Creșterea calității serviciilor de transport și o mai bună organizare a muncii pentru angajații companiilor de transport public

Reducerea costurilor călătorilor și companiilor de transport public

Calculul rutei în timp real și oferirea de rute ocolitoare într-un timp cât mai scurt prin utilizarea sistemelor de poziționare geografică

Sistemele de informare în timpul călătoriei au cunoscut o dezvoltare semnificativă în ultima vreme astfel că acum călătorii pot afla informații în timp real, în timpul călătoriei cum ar fi: data, ora, temperatura din autovehicul sau temperatura exterioară, stația următoare și eventualele legături cu alte linii de transport public, durata estimată până la sosirea în stație, etc. Sistemele de informare montate in stații au rolul de a informa călătorii cu privire la: dată, oră, temperatura exterioară, stația următoare pentru fiecare autobuz ce tranzitează stația respectivă, durata întârzierii, etc. În societatea modernă, sistemele inteligente de transport ajută la dezvoltarea orașelor și satisfacerea nevoilor participanților la trafic oferind o gamă largă de servicii complexe destinate optimizării transportului.

CONTRIBUȚII PERSONALE

a fost realizată o prezentare a conceptelor referitoare la sistemele inteligente de transport, pornind de la definiții până la exemple de implementare a lor în cadrul unor proiecte de cercetare naționale și internaționale;

MANAGEMENTUL TRAFICULUI RUTIER URBAN

Congestiile din traficul urban reprezintă o problemă importantă în majoritatea metropolelor lumii iar sistemele de transport inteligent sunt create pentru a oferi control în timp real și ghidare de rute pentru participanții la trafic pentru a optimiza performanțele rețelelor de trafic. Politicile de control actualizat și strategiile de control adaptiv sunt din ce în ce mai folosite datorită potențialului acestora de a reduce intârzierile în intersecții. Evoluția foarte rapidă a metodelor de comunicații și de procesare computerizată din ultimul deceniu a creat noi oportunități de control al traficului pe rețelele stradale. Îmbunătățirea controlului traficului în rețelele congestionate evoluează lent datorită lipsei de înțelegere a sistemului dinamic pe termen lung din cadrul sistemului de control al traficului. Intersecțiile pot fi foarte complicate și efectele acestora pe termen mediu sunt foarte greu de preconizat. Modele de asociere dinamică a traficului (DTA) au fost aplicate pentru simularea dinamica a traficului din timpul zilei, alegerea rutei de catre conducatorul auto si controlul dinamic al traficului. Cercetarile privind asocierea dinamica a traficului s-au axat pe impactul controlului actualizat sau dinamic asupra alegerii rutei de către călători, precum și pe răspunsul conducătorilor auto la controlul traficului. Multe studii aproximeaza controlul dinamic al traficului prin formularea unor intarzieri pe strazi cu control de trafic adaptiv sau actualizat. Deoarece in realitate aceste sisteme sunt complicate, modelele de întărzieri nu pot lua ăn considerare politicile de control diferite. Sistemele de management al traficului reprezintă modalități de dirijare și control centralizat al traficului rutier pe arii extinse, care inglobează tehnologii ITS pentru detecția, prelucrarea, transmiterea și distribuția informațiilor legate de trafic. În ultima perioadă, se pune accentul pe combinarea sistemelor de management al traficului cu monitorizarea condițiilor de mediu, poluare și dirijarea transportului public urban. Sistemele de management al traficului urban (CTU) și cele de management al traficului de călători (PTM) nu au fost dezvoltate de la început în în scopul de optimizare a traficului.

SISTEME DE CONTROL A TRAFICULUI URBAN (CTU)

Sistemele de Control al Traficului Urban sunt o formă de management al traficului care integrează și coordonează controlul semafoarelor de trafic dintr-o arie extinsă, cu rolul de a controla fluxul de trafic din rețeaua stradală. Integrarea și coordonarea dintre semafoarele de trafic adiacente cuprinde realizarea unui plan bazat pe redundanță și durata aspectelor individuale ale semaforului și ofsetul intervalului de timp dintre acestea și introducerea unui sistem care să coreleze semafoarele electronic. Un sistem de control al semafoarelor dinamic, reprezintă un mijloc de ajustare a setărilor semafoarelor de trafic (cicluri, ofset și diviziune de verde), care optimizează o anumită funcție reală, cum ar fi minimizarea timpului de călătorie sau a opririlor, în timp real, bazându-se pe estimările de trafic. Sistemele CTU pot oferi baza pentru un sistem de control extins, în general denumit Controlul și Managementul Traficului Urban (UTMC – Urban Traffic Management and Control). Acestea includ operarea cu vehicule pentru servicii de urgență și prioritatea transportului public cum ar fi prioritatea autobuzelor și integrarea cu sistemele de informare ca de exemplu panourile cu mesaje variabile, sisteme de informare a conducătorilor auto în timp real și sisteme de ghidare de rută, precum și informarea privind locurile de parcare.

BENEFICIILE SISTEMELOR CTU

Un sistem de control al traficului urban este un instrument de conducere și control al indicatoarelor (semnalelor) în zonele urbane, adaptat să raspundă automat la fluctuațiile din cursul traficului prin intermediul unor senzori poziționați în carosabil. Acest sistem reduce întarzierea, congestionarea traficului și oferă facilitați legate de managementul traficului, cum ar fi:

prioritate autobuzelor;

detecția evenimentelor;

estimarea emisiilor vehiculelor;

permite pietonilor o deplasare mai rapidă și mai sigură.

Scopul acestui sistem este de a reduce poluarea și congestia traficului, numărul accidentelor de trafic, economisirea energiei și conservarea mediului înconjurător.

Funcțiile de bază ale sistemului de control al traficului sunt următoarele:

colectarea automată a informațiilor din trafic, cum ar fi volumul traficului și congestiile, folosind senzori variați;

controlul semnalelor din trafic bazat pe informațiile primite;

furnizarea de informații către conducători cum ar fi situația congestiei traficului prin aparatura de la bordul vehiculului;

retransmiterea instrucțiunilor de la centrul de control al traficului la politia traficului local.

Sistemul de control computerizat al traficului a devenit în ultima perioadă un lucru obișnuit în întreaga lume pornind de la un microprocesor ce controlează o intersecție mare, cu o varietate a modelelor de circulație la sisteme integrate complet, care controlează complet o întreagă rețea urbană de drumuri. Aceste sisteme se bazează pe monitorizarea traficului și detecția vehiculelor pentru a adapta măsura timpului de verde (unda verde).

Beneficiile estimate* de implementarea sistemului integrat de Control și Management al Traficului Urban București in anul 2007:

Reducerea cu minimum 8% a timpului de calatorie pentru utilizatorii transportului in comun;

Reducerea cu 17% a timpului de așteptare;

Reducerea cu 22% a numarului vehiculelor blocate în trafic;

Reducerea cu 25% a accidentelor rutiere;

Îmbunătățirea cu 25% a vitezei traficului;

Reducerea cu 5,7% a consumului de combustibili;

Reducerea cu 3,7% a emisiilor de hidrocarburi;

Reducerea cu 5% a emisiilor de monoxid de carbon.

* Estimarile aparțin ITS România, care apreciaza că rezultatele concrete vor fi superioare

TIPURI DE SISTEME UTC [117,]

Există diferite categorii de sisteme CTU implementate în întreaga lume, dar ele pot forma două tipuri de bază în funcție de tehnologia de control. Acestea sunt sisteme cu timpi fixați și sisteme adaptabile la trafic.

Sisteme cu timpi fixați

Multe sisteme CTU sunt variante ale acestei categorii principale. Metoda utilizată pentru calcularea timpilor definește obiectivul pe care sistemul urmărește să îl minimizeze (se folosește deseori pentru minimizarea întârzierilor autovehiculelor). Proiectanții sistemului au libertate destul de mare de control asupra obiectivelor și pot optimiza diferite părți ale rețelei pentru obținerea unei eficiențe globale mai mari. Timpii ciclurilor pot fi menținuți la valori joase pentru a reduce capacitatea totală și se pot introduce etape suplimentare în intersecții pentru reducerea timpului de verde pentru mișcările de trafic principale. Sistemele cu timpi fixați nu pot răspunde dinamic la situația din teren datorită faptului că ele folosesc planuri de timpi de semaforizare precalculate. În consecință, nu vor răspunde automat la incidente care pot provoca probleme în ceea ce privește capacitatea rețelei. De asemenea, ele nu vor fi capabile să se adapteze cererilor de utilizare a rutelor alternative indicate de sisteme specializate de ghidare, acolo unde ele operează. Aceste sisteme se fac însă utile în cazul implementării de strategii fixe cum ar fi limitarea capacității rețelei în anumite perioade ale zilei.

Sisteme cu selecția planului de semaforizare

Aceste sisteme folosesc planuri fixate de semaforizare, dar selectează planul corespunzător pe baza informațiilor culese de la detectoarele plasate strategic în rețea. Nu au arătat însă performanțe mai mari decât sistemele cu timpi fixați în funcție de perioada din zi. La nevoie, în cazul unor evenimente deosebite, ele pot fi forțate să adopte un anumit plan. Unele decizii în privința selectării unui anumit plan se pot dovedi a fi nepotrivite. Întârzierile provocate de alegerea unui plan inadecvat anulează beneficiile aduse de schimbarea planului de semaforizare la momentul potrivit (atunci când situația o cere).

În concluzie, sistemele cu selecția planului de semaforizare au mai mult sau mai puțin aceleași avantaje și dezavantaje ca și cele cu timpi fixați.

Sisteme cu generarea planului de semaforizare

Aceste sisteme generează propriile planuri cu timpi fixați pe baza informațiilor culese de la detectoarele de trafic din teren, pe care apoi le implementează. În comparație cu sistemele cu timpi fixați, posibilitatea de control din partea inginerilor de trafic este mult mai mică, deoarece nu este ușor de prevăzut cum va opera sistemul la un moment dat. În principiu, ele trebuie să fie capabile să răspundă la incidente neprevăzute, chiar dacă în practică este posibil să nu poată să realizeze o schimbare prea mare de plan pentru a răspunde eficient la probleme.

Adaptare locală

Unele sisteme folosesc adaptarea locală a controllerelor pentru a modifica acțiunea de bază impusă de planurile cu timpi fixați. După ce este pus în aplicare un plan cu timpi fixați, controllerul local poate omite sau termina în mod neașteptat o etapă din ciclul curent în funcție de informația locală. Adaptarea locală mărește semnalul principal de verde în unele cicluri, ceea ce ar trebui să ducă la o desfășurare mai bună a traficului în zona respectivă. Adaptarea locală este combinată de obicei cu sistemele cu selecție a planului sau cu sistemele cu generare a planului.

Sisteme centralizate receptive la trafic

Sistemele centralizate receptive la trafic sunt complet dinamice. Se bazează pe un computer central și pe comunicarea cu controllerele de trafic individuale. Avantajul lor este că răspund la cererile din trafic, la variațiile de zi cu zi , la incidente neașteptate și la schimbările survenite în trafic. Un sistem receptiv iși adaptează funcțiile pentru a putea reacționa la modificările de trafic transmise de detectoarele din teren. În principiu, tehnici similare pot fi utilizate pentru a răspunde și la alte tipuri de informații primite pe intrările de date, de la sistemele în timp real de informare a șoferilor sau de la sisteme de ghidare. Un sistem centralizat prezintă avantajul de a avea disponibile în același loc informațiile de la detectoare sau de la orice alte tipuri de surse.

Sisteme receptive la trafic cu procesare distribuită

Particularitățile și avantajele sistemelor distribuite receptive la trafic sunt practice aceleași ca în cazul sistemelor centralizate receptive la trafic. Diferența majoră constă în modalitățile de comunicație. Un sistem centralizat receptiv la trafic are o comunicație continuă între fiecare controller și computerul central. Un sistem distribuit receptiv la trafic are un modul de rutare și fiecare controller este conectat la controllerele vecine. Mesajele pot fi transmise între oricare două controllere, la nevoie realizându-se rutarea mesajelor prin noduri intermediare.

Fig. 3.1 Structura unui sistemului CTU

Sistemele CTU definesc trei generații de control al traficului. Prima generație este reprezentată de sistemele cu timpi fixați, dezvoltată pe baza programelor de analiză offline și stocarea informațiilor în memoria calculatoarelor. A urmat o altă generație care a automatizat procesul de dezvoltare a planurilor de timpi și sesiza când un plan de timpi precalculați trebuia modificat. Sistemele cu selecția planului, sistemele cu generare a planului și sistemele cu adaptare locală fac parte din această generație. A doua generație de sisteme implica producția și implementarea în timp real a planurilor de semaforizare bazate pe tehnici online și pe datele obținute de la detectoarele de trafic amplasate în teren. Planurile de timpi sunt implementate periodic, la durate de 5-10 minute. A treia generație implementează și evaluează un sistem complet receptiv la trafic și cu control online. Parametri de timp ai semnalelor trebuie modificați continuu ca răspuns la măsurătorile în timp real ale variabilelor de trafic. În cadrul CTU, semnalele de trafic sunt controlate în mod obișnuit de un calculator central care trimite prin intermediul cablurilor telefonice instrucțiuni electronice la fiecare controller de semnal instalat în intersecții. Aceste controllere primesc informațiile din trafic de la detectoarele de vehicule instalate în apropierea intersecțiilor sau de-a lungul străzilor. Buclele inductive, detectoarele cu microunde și camerele video pot fi utilizate ca senzori de prezență. Coordonarea locală poate fi obținută și prin conectarea controllerelor prin cabluri dedicate sau prin legături fără cablu în cazul controllerelor bazate pe microprocesoare. Transmiterea datelor de la calculatorul central se realizează cu ajutorul unităților de transmisiune în interiorul stației (ITU). Acestea primesc semnale de la calculator și transmit informațiile la diferite intersecții prin intermediul multiplexării cu diviziune în timp sau a multiplexării cu diviziune în frecvență, care oferă mai multe canale pentru fiecare linie de date, la capătul căreia se găsește câte un echipament de concentrare a datelor.

În fiecare din intersecțiile controlate printr-un sistem central, o unitate de transmisie în afara stației (OTU) este instalată în controller. Aceasta primește semnalul de la linia de date și realizează interfața cu echipamentul de control local.

Fig. 3.2 Transmiterea informațiilor în cadrul SCOOT, sistem bazat pe CTU

Sistemele CTU includ în mod uzual un număr de facilități de afișare grafică, care oferă o înțelegere mai bună a situațiilor de trafic din zona controlată. Acestea cuprind diagrame, informații despre formarea și dispersia cozilor, afișarea operațiilor individuale din intersecții și diagramele distanțelor parcurse în timp pentru ușurarea analizei fluxului de trafic și al timpilor de călătorie. Un terminal mobil este un terminal portabil care comunica cu sistemele CTU printr-o legătură radio, ceea ce oferă acces la sistem din orice locație, realizându-se o comparație directă între traficul real și situația în curs de modelare. Unele tehnologii pentru Sistemele Inteligente de Transport, precum Detecția Automată a Incidentelor (AID) sau supravegherea prin intermediul televiziunii în circuit închis sunt folosite pentru extinderea sistemelor CTU.

Sisteme de control adaptiv al traficului

Sistemele de semaforizare care răspund în timp real la schimbările din trafic sunt cunoscute sub numele de “sisteme adaptive”. Sistemele adaptive de control al traficului aparțin ultimei generații de sisteme folosite pentru controlul intersecției. Acestea detectează în mod continuu volumul de trafic, procesează timpii optimi de semnalizare pe baza acestor informații și în același timp îi și implementează. Urmările constau în obținerea unor întârzieri mai mici, cozi mai scurte și timpi reduși de călătorie. Sistemele adaptive de control al traficului trebuie să ofere programe software bazate pe algoritmi inteligenți, o detecție în timp real de înaltă precizie, comunicație sigură între componentele sistemului și cu bazele de date care conțin informații din trafic precum și eficiență sporită a sistemului. Au fost realizate în lume proiecte de cercetare în ceea ce privește sistemele adaptive, având următoarele obiective:

Definirea criteriului de eficiență a traficului care poate fi asigurat de sistemele adaptive;

Definirea măsurilor de eficacitate pentru îndeplinirea acestui criteriu;

Dirijarea evaluărilor “înainte și după” și “cu și fără” pentru a aprecia efectele eficientizării traficului;

Evaluarea acceptării de către operatorii de trafic a tehnologiilor adaptive.

Etapele urmate în scopul implementării sistemelor de trafic adaptiv:

Schițarea unei evaluări a sistemelor de trafic adaptiv:

Ce tipuri de date de trafic se colectează;

Proceduri și tehnologii de achiziție a datelor (manual, video, GPS, etc.);

Perioade de colectare a datelor (vârfuri de trafic, perioade ale zilei înafara vărfurilor de trafic, sfârșit de săptămână, sărbători)

Mărimea datelor colectate;

Prelucrarea și analiza datelor (formule, statistici, teste);

Chestionare și interviuri cu operatorii de trafic.

2. Aprobarea planurilor realizate;

3. Colectarea datelor înainte de instalarea efectivă a sistemelor;

4. Monitorizarea sistemelor adaptive recent implementate;

5. Colectarea datelor după instalarea sistemelor;

6. Rapoarte finale în ceea ce privește funcționarea sistemelor în teren.

Intersecțiile semaforizate sunt clasificate în trei generații. Prima generație de sisteme de semnalizare a traficului rutier folosea planuri de timpi fixați, calculați pe baza datelor achiziționate anterior. A doua generație implementa planuri de semaforizare în care timpii erau calculați și actualizați la fiecare cinci minute pe baza datelor colectate în același timp. A treia generație de sisteme era asemănătoare cu a doua, cu deosebirea că timpii de semaforizare erau calculați continuu. Sistemele de trafic adaptiv fac parte din a treia generație de sisteme de semnalizare, care realizează schimbări permanente în ceea ce privește timpii de semnalizare, pe baza măsurării fluxului de vehicule. Au fost dezvoltate și testate numeroase sisteme și aplicații de trafic adaptiv în întreaga lume. Sisteme precum SCOOT, SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System), MOTION, PRODYN sau UTOPIA au fost implementate cu succes în mai multe țări. OPAC (Optimized Policies for Adaptive Control) și RHODES (Real-time Hierarchical Optimized Distributed and Effective System) au instalări sub formă de teste care oferă rezultate promițătoare.

Sistemul UTOPIA/SPOT

UTOPIA este acronimul pentru Urban Traffic Optimisation by Integrated Automation, sistemul mai fiind definit și SPOT (System for Priority and Optimisation of Traffic). Sistemul a fost proiectat și dezvoltat de către Centru de Studii FIAT, ITAL TEL și MIZAR Automazione în Torino, Italia. Obiectivul sistemului este acela de a impune măsuri pentru eficientizarea atât a transportului privat cât și a celui public. Sistemul este operațional și functionează încă din 1985 pe o rețea rutieră cuprinzând aproximativ 40 de intersecții semnalizate în centrul orașului Torino. Zona de acțiune a sistemului cuprinde de asemenea și o linie de tramvai, controlul acestei linii fiind o funcționalitate integrată sistemului UTOPIA/SPOT. În acest moment sistemul UTOPIA/SPOT funcționează în alte câteva orașe din Italia, Olanda, Norvegia,Finlanda, Danemarca, Statele Unite ale Americii și deasemenea sistemul a fost implementat și în București, pentru linia de tramvai 41. Sistemul UTOPIA-SPOT reprezintă o strategie de management al traficului rutier urban ce combină optimizarea la nivel local, caracterizată de viteza de răspuns ridicată la schimbările de trafic, cu interacțiunea puternică cu celelalte intersecții și optimizarea globală pe arii extinse. La nivel local, optimizarea facilitează adaptarea unui sistem de prioritizare a transportului public urban, datorită vitezei de răspuns, ceea ce este mai greu realizabil cu o configurație centralizată, mai ales în mari aglomerări urbane unde transportul public este bine reprezentat și cererea de prioritate la semafoare ar putea sufoca sistemul de calcul centralizat. Optimizarea la nivel local reprezintă o funcție obiectivă de analiză a costurilor, ce încorporează termeni de calcul pentru întârziere și opriri la stop de pe legăturile care aduc și eliberează trafic din intersecția în cauză, termeni legați de analiza cozilor de vehicule etc. Toți acești termeni sunt configurabili și au ponderi diferite, ce se pot adapta in funcție de caracteristicile legăturilor sau a ariei supravegheate. Există, de exemplu, ponderi separate pentru traficul privat față de cel pentru transportul public. Prin introducerea de termeni care reprezintă costuri pe aceste legături, se reușește coordonarea în ansamblu, intercorelat, a mai multor intersecții înlănțuite. Intensitatea acestei interacțiuni poate fi configurată după dorință, în cadrul sistemului UTOPIA. Mecanismul este, de asemenea, utilizat pentru funcționalități de tip “gating”, adică de permitere a accesului pe artere principale pe ferestre scurte de timp, pe baza determinării golurilor între vehiculele care circulă în coloană. Optimizarea la nivel local se realizează pentru fiecare intersecție în incremente scurte de timp, iar optimizarea la nivel de zonă utilizează o scară mai mare de timp. O rețea poate fi divizată într-un număr arbitrar de zone. La limitele acestor zone, interacțiunea dintre intersecțiile învecinate poate coordona în mod selectiv diferitele zone.

Fig. 3.3 Functionarea sistemului Utopia

Ierarhia UTOPIA/SPOT

UTOPIA are o arhitectură distribuită pe două nivele. Nivelul superior constă dintr-un subsistem central responsabil cu estimarea pe termen mediu și lung și controlul asupra zonei în care este instalat. La acest nivel, planurile de referință a semafoarelor și criteriile necesare pentru coordonarea adaptivă sunt calculate dinamic. În plus, aici se desfășoară o activitate continuă de diagnosticare asupra întregii rețele.

Nivelul inferior constă dintr-o rețea de Unități Multifuncționale cu funcții de Controlere Locale (SPOT). Acestea sunt interconectate și fiecare automat este responsabil cu managementul unei intersecții. Sistemul SPOT dacă are un număr mic de intersecții, atunci nu are nevoie de intervenția nivelului superior, calculatorul central – are inteligența la nivelul infrastructurii. Pentru fiecare intersecție în parte se realizează o microreglare ponderată cu o interdependență cu celelalte intersecții care aduc sau eliberează fluxul de trafic. Dacă SPOT are mai mult de zece intersecții, atunci este indicată prezența unui calculator central. Se realizează un nivel zonal. În cazul în care se face și acordarea de prioritate pentru transportul public și se urmărește ca traficul să fie dirijat pe arii extinse se implementează nivelul central, între toate nivelurile existând o infrastructură de comunicații.

Principalele componente ale sistemului UTOPIA

Sistemul Central de Control al Traficului, este constituit dintr-o rețea de calculatoare. Aceasta are rolul de a determina strategii optime și administrează interacțiunea cu operatorii. Poate fi echipat cu dispozitive auxiliare pentru prezentarea sistemului, cum ar fi imagini tablou pentru vizualizare și reprezentări grafice ale condițiilor traficului în rețeaua care e controlată; Automatele Locale sunt niște unități multifuncționale (MFO) și cuprind software-ul SPOT. Unitățile multifuncționale MFO colectează datele în timp real, fac schimb de informații cu Automatele adiacente și cu Sistemul Central, calculează strategii pe baza celor primite de la nivelul superior, pe baza stării curente a traficului din intersecție și urmărește strategiile adoptate de automatele învecinate, coordonând semafoarele. MFO realizează și funcții de autodiagnoză asupra echipamentului propriu, expediind funcții către alte stații conectate cu acesta. Rețeaua de Comunicații, cu rolul de a realiza legătura între unitățile multifuncționale și legătura dintre Sistemul de Control Central și anumite unități multifuncționale. Rețeaua folosește un mecanism de rutare pentru distribuția informației. Acest mecanism asigură, în caz de întrerupere a unuia sau a mai multor noduri din rețea, distribuirea mesajelor automată pe alte rute. Sistemul UTOPIA permite și acordarea de prioritate pentru vehiculele de transport public pe baza creării unui estimator de timp al momentelor de apariție a acestor vehicule la intersecție. Totodată, sistemul încearcă să minimizeze duratele de așteptare la semafoare pentru transportul particular. Intersecția este privită ca un sistem dinamic discret cu timpul divizat în cicli ce conțin iterații de trei secunde. Pe baza acestei diviziuni se face o modelare topologică, rețeaua de drumuri fiind reprezentată printr-un set de legături între nodurile formate de intersecțiile corelate. Fiecare legătură (link) aparține unei benzi, iar o bandă poate genera mai multe legături. Avantajul sistemului SPOT este faptul că acesta permite efectuarea de lucrări în intersecții fără reducerea performanțelor de optimizare, deoarece nivelul de inteligență este distribuit în infrastructură. În cadrul modelului de programare a semaforizării pentru fiecare parametru sau cantitate asociate unei benzi de circulație se definesc un parametru sau o cantitate relativă la legătură împreună cu o regulă proprie.

Modelarea se face pe baza unor elemente de control cum ar fi:

întoarceri permise;

fluxuri de saturație;

durata de tranzit prin intersecție pentru traficul particular;

capacitatea legăturii;

durata de parcurgere a legăturii;

regulile de corespondență între legături;

conexiuni cu intersecții adiacente controlate.

Fiecare automat SPOT este format din două părți:

Blocul de observare a stării intersecției. Observatorul se ocupă cu gestiunea detectoarelor de trafic, cu analiza traficului și cu elaborarea unui orizont de timp previzionist optimizat;

Blocul de control al intersecției. Controlerul se ocupă cu gestiunea semaforizării și cu verificarea incompatibilității.

Estimarea densității traficului

Din punct de vedere general, estimarea densității traficului necesită detectoare de trafic (de tip buclă electromagnetică sau de alte tipuri):

La intrarea în intersecție, pe fiecare bandă, pentru măsurători de densitate;

La ieșirea din intersecție, pe fiecare bandă de circulație, pentru estimarea parametrilor dinamici (procente de viraje, rapoarte părăsiri legătură etc.).

Atunci când sistemul UTOPIA controlează mai multe intersecții pe un coridor sau o rețea de intersecții adiacente, detectoarele de la ieșirile fiecărei intersecții din amonte se comportă ca detectoare de intrare pentru intersecțiile din aval. În această situație, informațiile de la detectoare sunt distribuite în mod automat prin rețeaua de comunicații a sistemului și nu este nevoie de secțiuni dublate pentru măsurători. Detectoarele trebuie astfel amplasate încât să nu fie influențate de traficul staționar generat de prezența cozilor de vehicule la semafoare. În plus, pentru identificarea traficului de pe fiecare bandă în mod separat este nevoie să se amplaseze câte un detector pe fiecare bandă. Numărul de vehicule și gradul de ocupare reprezintă principalele informații furnizate de fiecare detector. Din punct de vedere practic, nu toate mișcările vehiculelor necesită monitorizare și nu toate benzile trebuie echipate cu detectoare: numai acele mișcări în care volumele de trafic trebuie optimizate și nu sunt neglijabile, ele variind pe durata unei zile. Acolo unde volumele de trafic sunt neglijabile (nu este afectat procesul de optimizare), sau unde acestea pot fi definite prin valori medii zilnice, nu este necesară amplasarea de detectoare de trafic.

Optimizarea traficului în sistemul UTOPIA – SPOT

Cele mai importante elemente în realizarea optimizării traficului sunt estimarea și predicția. UTOPIA-SPOT utilizează tehnici avansate în combinație cu configurații flexibile de detecție, precum și date istorice ce permit dirijarea traficului și în absența funcționării detectoarelor, utilizând istoricul nivelurilor de trafic înregistrate la aceleași date și/sau în aceleași condiții. Realizarea optimizării la nivel local are și un alt mare avantaj, atât pentru sistemul de reglare a traficului, cât și pentru cel de management al transporturilor publice: nu încarcă rețeaua cu mesaje, întrucât o bună parte din calculele de optimizare se realizează local, fără a mai fi nevoie să se transmită datele prin sistem. În acest mod este micșorată și durata de răspuns. Există o funcție separată pentru monitorizarea vehiculelor destinate transportului public în rețea: locatorul transportului public. Pe baza informațiilor de la diferite tipuri de detectoare și pe baza estimării duratelor de călătorie ale acestui tip de vehicule, sunt predicționate momentele sosirii acestora la intersecții. Și la noi în țară este instalat un sistem similar, pe linia de metrou ușor 41. Din nefericire, acesta nu a fost completat, întrucât detectoarele de tip buclă inductivă sunt instalate numai pentru tramvaie, nu și pentru vehiculele din traficul particular perpendicular pe traseul tramvaiului. Optimizarea tradițională a rețelelor de drumuri și intersecții trebuie să se bazeze în primul rând pe măsurători ale traficului în rețea. Apoi se calculează un anumit optim la nivelul rețelei, de exemplu pentru durata unui ciclu de semnalizare pentru toată zona. În zonele controlate de sistemul UTOPIA-SPOT optimizările se fac însă mai întâi la nivelul fiecărei intersecții și apoi la nivelul zonal. La nivelul intersecției optimizarea consideră că intersecțiile învecinate interacționează cu intersecția în cauză; în principiu, fiecare intersecție își calculează propria optimizare și ciclurile pot varia de la o intersecție la alta. Semnificativ pentru sistemul SPOT este că acesta a fost proiectat inițial pentru a acorda prioritate vehiculelor de transport public. Ideea de la baza sistemului SPOT este să execute calculele pentru ajustarea duratelor de semnalizare (setarea semafoarelor), în timp real, cu scopul de a minimiza „costul” socio-economic total al sistemului de trafic. Principalele „costuri” sunt produse de întârzierile și de opririle vehiculelor. Pentru a acorda prioritate pentru autobuze și tramvaie, acestor vehicule le-au fost asociate costuri mai mari. Sistemul SPOT are nevoie de bucle detectoare la începutul fiecărei legături, pentru a număra vehiculele de pe fiecare bandă. SPOT este un program special, care operează pe un procesor separat, conectat la automatul de trafic al semaforului printr-o interfață specială; procesorul poate fi o simplă placă sau poate fi un PC industrial complet. Echipamentele SPOT din fiecare intersecție schimbă informații cu cele învecinate lor, folosind un sistem de tip AVL pentru transportul public, și, în același timp, comunică cu un software la nivel central.

Strategia de control UTOPIA-SPOT este bazata pe 3 niveluri:

nivelul central de calcul

automatul de trafic

semafoarele

Unitatea SPOT este integrată în automatul de trafic și se ocupă de optimizarea locală. În consecință, partea inteligentă a UTOPIA este concentrată strict în stradă. În acest mod este posibilă construirea treptată a unei rețele zonale, prin conectarea unităților SPOT la diverse intersecții. De aici rezultă că computerul central, folosit în principal pentru supraveghere și monitorizare, nu este necesar de la început. Rezultatele au demonstrat că atunci când este vorba de mai mult de 10 intersecții, este recomandabil să se conecteze la unitățile SPOT un sistem central.Pentru a se permite automatelor de trafic să răspundă la situația reală, este necesară realizarea comunicației între intersecția controlată și intersecțiile vecine. Această rețea este totodată capabilă să comunice cu alte sisteme, cum ar fi sistemele de indicare dinamică a parcărilor sau cu cele de informare dinamică în stațiile de autobuze.

Elementele strategiei UTOPIA –SPOT

În comparție cu alte sisteme, sistemul UTOPIA realizează optimizarea chiar la nivel local, în intersecție, ceea ce aduce beneficii mari în privința timpului de răspuns și a reducerii nivelului de date transmise prin rețeaua de comunicații. Prin urmare, costurile instalării unui astfel de sistem se reduc din aceste puncte de vedere. În plus, sistemul SPOT a fost conceput pentru a realiza managementul cererilor de prioritate în intersecții pentru mijloacele de transport în comun. Sistemul SPOT are scopul de a minimiza timpul total consumat de vehiculele private în timpul călătoriei lor, ținându-se cont de condiția ca vehiculele de transport public (pentru care se solicită o prioritate ponderată) să nu oprească în intersecțiile semaforizate. Descompunerea problemei este realizată folosindu-se o regulă topologică: pentru fiecare intersecție din rețeaua controlată este definită o sub-problemă. Apoi sunt create: un control robust al răspunsului pentru intersecție și reguli consistente pentru interacțiunea dintre intersecții. Pentru a se garanta stabilitatea și fiabilitatea la nivel rețea, interacțiunile sunt definite cu un nivel superior sau printr-un plan temporal de referință. Pentru fiecare intersecție sau zonă semaforizată (o zonă este formată din mai multe intersecții conectate) operează un control local, care interacționează cu controlul local al intersecțiilor învecinate, la nivel zonal. Intersecția este privită ca un sistem dinamic discret, în care timpul este subdivizat în trepte de trei secunde, iar topologia este modelată după modelul de intersecție descris mai jos. La nivel local, rețeaua rutieră este reprezentată printr-un set de intersecții și artere controlate, o arteră fiind porțiunea de drum orientat dintre două intersecții. Componenta elementară a modelului este “legătura”. Legătura reprezintă o entitate logică definită prin gruparea virajelor pe artere care au aceleași faze favorabile de semaforizare și care permit deplasări cu aceleași conflicte în intersecție. Fiecare legătură aparține unei artere, iar o arteră poate genera mai multe legături, în funcție de virajele pe arteră permise, de configurarea semaforului și de regulile de trafic din intersecție. Pentru fiecare cantitate sau parametru legat de arteră, sunt definite o cantitate sau un parametru pentru legătură, corelate cu o regulă de corespondență. Ca rezultat, modelul de intersecție utilizat de controlul local este format în principal din legături care corespund arterelor de intrare.

Elementele implicate în model sunt:

Viraje permise;

Fluxuri de saturație (pe fiecare viraj);

Conectarea cu intersecțiile adiacente controlate.

Timp de drum al traficului privat (pe legătură);

Regulile de corespondență arteră/legătură;

Timp de traversare al traficului privat (pe viraj).

Controlul local este format din două modele principale ce interacționează între ele: "observatorul stării intersecției" și "controlul intersecției" (numite în continuare "observator" și "controler”). Observatorul actualizează cea mai bună estimare a stării intersecției, pe baza tuturor datelor disponibile: numărători de trafic și starea grupului de semafoare. Elementele de stare ale intersecției sunt vehiculele ce trebuie servite pentru fiecare legătură de intrare, grupate în trepte de trei secunde. În această definire a stării intersecției, vehiculele de transport public sunt tratate în același mod ca vehiculele private. Previziunile asupra momentului de sosire al vehiculelor de transport public cărora trebuie să li se acorde prioritate sunt realizate de automatul de trafic. La sfârșitul fiecărui ciclu de semaforizare (definit aici ca o secvență de faze și nu ca durată fixă) este realizat un echilibru între toate legăturile de intrare, cu scopul de a se verifica estimarea de stare realizată și, dacă este necesar, pentru a se actualiza starea finală și a se îmbunătăți estimarea parametrilor intersecției (procentajul de viraje, fluxurile de saturație, surse și scăderi de trafic). Controlerul determină planul de semnalizare ce trebuie aplicat semafoarelor. Ordinele de start și stop sunt date pentru fiecare grup de semnale, inclusiv pentru grupurile de semnale pietonale. Acest lucru este realizat prin optimizarea unei funcții corespunzătoare, adaptată la situația de trafic curentă din intersecție. Optimizarea este realizată pe un orizont de timp pentru următoarele 120 se secunde și este repetată la fiecare trei secunde. Configurările optime de semnal rezultate funcționează efectiv numai pentru trei secunde. Controlul în buclă închisă obținut în acest mod poate fi privit ca un “Control de răspuns în buclă deschisă” sau ca o aplicație a conceptului de “Orizont Infinit”.

Pentru garantarea optimizării și corectitudinii controlului la nivel rețea, funcția (de exemplu funcția cost) optimizată de controler a fost proiectată prin adoptarea conceptului „interacțiunii strânse”: funcția ia în considerare starea intersecțiilor adiacente, astfel menținând o capacitate în buclă închisă de construire a unei coordonări dinamice a semnalelor, și se află sub restricțiile impuse de limitele date de controlul la nivel zonal (rămânând în același timp sensibilă la criteriile dependente de trafic).

Fig. 3.4 Diagrama funcțională a sistemului UTOPIA-SPOT

Acest sistem mai are următoarele proprietăți:

Poate identifica și recunoaște în timp real variațiile în condițiile de trafic;

Acordă suficientă independență fiecărei intersecții pentru a permite modificarea strategiilor locale de semnalizare în conformitate cu cerințele traficului și a coordona intersecțiile înlănțuite funcție de dinamica traficului;

Asigură fiecare intersecție cu capacitatea de a schimba informațiile necesare pentru calculul variațiilor coordonate din planurile de semnalizare;

Permite auto-diagnosticarea prin intermediul unei monitorizări centralizate a stării întregii rețele de semafoare;

Continuă să funcționeze și în cazul întreruperii unei componente fundamentale a rețelei;

Asigură un grad înalt de modularitate și posibilitatea expansiunii rapide cu intersecții adiacente

UTOPIA funcționează pe baza unei structuri ierarhice atât în relația cu funcțiile de control cât și în procesul de monitorizare a rețelei. Există două niveluri: nivelul central și nivelul local. Este de remarcat faptul că aceste două niveluri operează în mod independent, cu toate acestea ele rămânând coordonate. În timp ce nivelul central este responsabil pentru monitorizarea și controlul rețelei privită în ansamblu, nivelul local controlează intersecțiile singulare în coordonare cu intersecțiile adiacente și de asemenea, cu nivelul central.

Din punctul de vedere al controlului întregii rețele, nivelul central este cel care determină criteriul general de control. Pentru diferitele zone ale rețelei, și pe baza cererii de trafic determinate prin măsurare, precum și pe baza istoricului, nivelul central calculează un plan staționar optim, care este utilizat ca referință pentru automatele de trafic. În plus, nivelul central furnizează celui local criteriile de optimizare pe care trebuie să le aplice în reglarea traficului.

Aceste criterii constau în:

Factori de ponderare care se aplică algoritmului de optimizare calculat de automatele locale de trafic;

Profilele cozilor de vehicule așteptate în rețea ce influențează costurile (duratele de tranzit) ale legăturilor.

Nivelul central poate fi integrat, la rândul său și coordonat de un alt nivel, superior. Se poate lucra astfel într-un context cooperativ. Strategiile de mobilitate globale (debite și viteze dorite ale traficului) sunt folosite pentru a determina planurile de referință, precum și criteriile de optimizare pentru nivelul local. Toate aceste metodologii intră în categoria controlului cooperativ. UTOPIA are un răspuns de tip adaptiv la variațiile de trafic. Prin monitorizarea continuă a cererii de trafic – atât a traficului privat, cât și a transportului public urban, sistemul aplică tehnici de optimizare destinate minimizării duratelor de timp de parcurgere a rețelei și a numărului de opriri la semafoare. Pentru a se obține acest deziderat, sistemul aplică controlul în buclă închisă la ambele niveluri funcționale. Un bloc funcțional are sarcina de a achiziționa datele de trafic și de a realiza un estimator de stare al zonei controlate. Un al doilea bloc calculează strategia optimă de control pentru reglarea unei singure intersecții din rețea, pe baza stării estimate. Strategiile de control al semnalizărilor pentru rețeaua de transport sunt rezultatul unui proces de optimizare. Sistemul actualizează politica de control, care constă în minimizarea funcțiilor de cost. Principalii termeni considerați sunt duratele de tranzit pe rețea și numărul de opriri la semafoare a vehiculelor, atât particulare cât și celor destinate transportului public de călători. Funcția de cost reprezintă o funcție de starea estimată a rețelei și este influențată la nivel local de o serie de factori de ponderare ce determină criteriul de control (coordonare țintă). Spre deosebire de alte sisteme similare, UTOPIA este diferit prin aceea că permite acordarea priorității pentru mijloacele de transport in comun pe baza utilizării previziunilor privind momentele de sosire în intersecție a acestora. Această funcție presupune utilizarea unor senzori dedicați pentru mijloacele de transport în comun și a unei logici de predicție a intervalului de sosire în intersecție. Fiecare nouă detecție produce o nouă previziune de timp pentru intersecția următoare.

Implementările mai recente nu mai folosesc senzorii montați în apropierea drumului pentru vehiculele de transport în comun, ci sisteme AVM ce comunică cu nivelul central și algoritmii de optimizare.

Se remarcă următoarele avantaje pentru această configurație:

Nu necesită echipament suplimentare nici la bord și nici la sol (senzori sau transmițătoare), evitând astfel problemele legate de mentenanță;

Permite previziuni de timp mult mai precise (sistemul SAE-AVM conține mai multă informație);

Permite acordarea diferențiată a priorității pentru anumite categorii de vehicule: fie prioritate absolut pentru întreaga linie, fie prioritate limitată pentru un vehicul special la un moment dat și orizont topologic (adică, de exemplu, numai pentru vehiculele întârziate pe traseu);

Modelul tehnologic al sistemului UTOPIA SPOT descrie atât desfășurarea portofoliului integrat de aplicații și servicii incluse în sistem cât și modelele tehnologice necesare pentru asigurarea performanțelor, mărimilor si valabilității soluției. Sistemul este creat pentru a fi o soluție capabilă, cu o valabilitate incredibila, cu nivele transparente și performante.

Fig. 3.5 Modelul tehnologic interconectat

Primordiale sunt sistemele UTC/PTM care beneficiază cel mai mult de introducerea unui sistem interconectat de servăre care vor crea o resursă foarte bună de date pentru sistem. Sistemul interconectat de servăre cresc disponibilitatea sistemului prin faptul ca atunci când unul dintre servăre se defectează sau este închis , un alt servăr din interconexiune poate prelua sarcina , asigurând că aplicația rămâne disponibilă.

O altă caracteristică a sistemului o reprezintă introducerea unui servăr de rezervă care să prevină pierderea de date din sistem. Servărul de rezervă funcționează împreună cu o stocare comună pentru a asigura că datele adunate sunt complete și nu se vor pierde.

La nivel de intersecție, rețeaua de drumuri este reprezentată de un set de joncțiuni controlate, benzile de trecere fiind porțiuni orientate între două joncțiuni.

Fig. 3.6 Un model al unei joncțiuni privit in ansamblu

Pentru fiecare intersecție în parte pot fi identificate următoarele tipuri de date privind:

caracteristici topologice

managementul comunicațiilor

transportul public

managementul mijloacelor de detectare

parametrii de control

algoritmii parametrilor

echipamentele utilizate in intersecție

controlul zonal

Fiecare dintre aceste categorii conține un set de parametrii cărora trebuie să li se atribuie o anumită valoare în momentul introducerii datelor. Colectarea parametrilor constituie modelul de date pentru intersecție. Descrierea unei joncțiuni anume, prin atribuirea de valori parametrilor, este cunoscută sub numele de model de joncțiune.

O arhitectură de comunicație definește și descrie mijloacele care asigură schimbul de informații dintre diferitele părți ale sistemului. Acest schimb de informații este realizat folosind fluxurile fizice de date descrise in arhitectura fizică. Arhitectura de comunicație definește și descrie mijloacele prin care sunt realizate fluxurile fizice de date pentru unele dintre “ sistemele etalon” din arhitectura fizica ITS. Descrierea și definirea acestor mijloace de realizare a fluxurilor fizice de date implică două elemente complementare. Primul element este asigurarea mijloacelor ce permit ca datele să fie transferate de la un punct la altul și siguranța că modul în care aceste date sunt transferate este corespunzător pentru sistem în ceea ce privește costul, alterarea informației și întârzierea ei. Cu alte cuvinte, problema este descrisă și definirea “ canalelor de informații” ce sunt necesare pentru transferul informațiilor. Al doilea element este obținerea siguranței că informația transmisă de la un capăt al “ canalului de informații” este interpretată fără erori la celălat capăt de recepție al canalului.

Arhitectura de comunicații trebuie să rămână pe cât este posibil independentă de tehnologie. Pentru realizarea acestui obiectiv, metodologia propusă in cele ce urmează este caracterizarea și analizarea fluxurilor fizice de date ale celor mai reprezentative “ sisteme etalon” din arhitectura fizica ITS, pentru a fi satisfăcute cele mai reprezentative necesitați de comunicație ale diferitelor interfețe ale sistemului. Descrierea acestor necesitați tipice de comunicații este prima țintă a arhitecturii de comunicație. Tehnologiile de comunicație se schimbă într-un ritm atât de rapid încât nu este posibilă oferirea unei arhitecturi bazate pe tehnologie care să fie valabila pe termen lung. Alegerea modului de comunicație este deseori făcută prin procese complexe și după diferite etape de analiză. Alegerea modului de comunicație are, de cele mai multe ori, un impact major asupra sistemului și asupra eficienței acestuia. În proiectarea unei arhitecturi de comunicație trebuie avute în vedere câteva probleme importante:

Primul aspect este satisfacerea necesităților sistemului într-o măsură cât mai mare.

Al doilea aspect este includerea efectivă a soluției de comunicație considerate într-un sistem existent.

Un ultim aspect îl constituie problema costurilor. Costurile sunt legate de achiziția soluției, de migrarea de la o soluție veche la una noua, de punerea in practica a soluției si de înlocuirea soluției. Aceste costuri trebuie să fie avute în vedere nu numai din punct de vedere al materialelor și serviciilor ci și din punct de vedere al personalului implicat in toate aceste faze. Acest aspect este , de asemenea, foarte strâns legat de alegerile privind implementarea.

Standardele referitoare la comunicație sunt folosite de sistemele de tip ITS. Recent, a avut loc o creștere explozivă în utilizarea comunicațiilor și în alte sectoare, de exemplu în comerțul electronic. Sistemele de tip ITS nu trebuie sa-și mai dezvolte propriile standarde de comunicație, cu excepția cazurilor în care este sigură folosirea unei infrastructuri proprii ( private in interior). Dacă se dorește utilizarea unor rețele de comunicații deja existente ( ca de exemplu, folosirea în comun a liniilor de telecomunicații) atunci trebuie utilizate standarde stabilite de alții. Folosirea rețelelor de comunicații existente poate fi privită și ca o economie, deoarece îi scutește pe proprietarii de sisteme de tip ITS și/sau pe operatorii ITS de sarcina de a furniza și întreține rețele proprii. Câteodată, aceste economii pot fi semnificative, deoarece încărcarea canalului de comunicație( lățimea benzii) impusă de date traficului ITS este mai mică decât cea impusă de alți utilizatori. Condiția este așa cum a fost menționat mai sus, ca ITS să folosească standardele elaborate de către cei ce folosesc lățimile cele mai mari de bandă. Privit din punct de vedere funcțional, sistemul UTOPIA SPOT poate fi reprezentat, fie la nivel local sau central, ca un sistem clasic de control în buclă închisă. În ambele nivele există un bloc funcțional de control și unul de observare. Cele două nivele diferă între ele în principiu prin gradul de utilizare.

Fig. 3.7 Arhitectura de comunicații UTOPIA-SPOT

Blocul de Exploatare/Detectoare realizează conversia semnalelor primite de la detectoarele cu buclă inductivă în informații utilizate de Blocul Observator pentru elaborarea unui orizont previzionist de 120 de secunde. Acest orizont este recalculat la fiecare trei secunde, iar previziunile în ceea ce privește vehiculele de transport public sunt gestionate direct de blocul Controler. La sfârșitul fiecărui ciclu de semaforizare se realizează prin intermediul blocului de Rutare/Dispecerizare o contrabalansare a tuturor legăturilor, echilibrându-se pentru fiecare zonă diferențele apărute față de iterația precedentă. Rolul controlerului este de a determina configurația de timp pentru semafoare. Pentru realizarea unei puternice interdependențe cu celelalte intersecții, sunt analizate o serie de elemente de cost:

timpul de tranzit al vehiculelor care intră în intersecție;

opriri pe legăturile noi (definite ca opriri ale vehiculelor la semafoare unde există deja cozi de așteptare);

cozile de așteptare la semafoare care depășesc limita de siguranță;

timpul necesar vehiculelor pentru parcurgerea legăturilor de ieșire;

durata de așteptare pentru vehiculele de transport în comun în vederea acordării priorității;

abateri de la planul de semnalizare precedent.

Sistemul SCOOT

Sistemul SCOOT (Split Cycle Offset Optimisation Technique) a fost realizat de Laboratorul de Cercetări în Transporturi (TRL) din Marea Britanie în colaborare cu furnizorii de sisteme de trafic. La momentul actual SCOOT este folosit în peste 170 de orașe din lume. SCOOT permite reglarea adaptivă a traficului pe baza măsurării acestuia cu ajutorul unor detectoare amplasate în amonte pe legăturile care aduc fluxul de trafic în intersecții. Deasemenea, SCOOT poate răspunde rapid la modificările de trafic, dar nu întotdeauna, pentru că poate deveni instabil; acesta evită fluctuațiile mari în comportamentul controlului ca rezultat al schimbărilor temporare a tipului de trafic. Pe lângă reducerea întârzierilor și congestiilor din trafic, SCOOT conține și alte facilități de management al traficului, cum ar fi prioritatea autobuzelor, care se realizează cu ajutorul detectoarelor sau prin sistemul de localizare automată a autovehiculelor, precum și detecția automată a incidentelor. Alte beneficiile aduse de sistemul SCOOT asupra sistemelor cu timp fix sunt:

reducerea întârzierilor autovehiculelor în medie cu 27% (date inregistrate pe strada Foleshill din Coventry). În Worcester înlocuirea sistemelor UTC cu timpi fixi cu sistemul SCOOT a dus la economisirea a 357.000 lire sterline la nivelul economic din anul 1985, iar înlocuirea sistemelor de control izolate cu SCOOT 750.000 lire sterline.

în orașul Southampton, beneficiile economice aduse de instalarea sistemului SCOOT, au totalizat 140.000 de lire sterline din anul 1984 doar pentru zona Portswood/St. Denys.

Fig. 3.8 Model de operare a sistemului SCOOT (http://www.scoot-utc.com)

În tabelul 3.1 sunt prezentate câteva rezultatele obținute în urma iplementării sistemului SCOOT:

Tabel 3.1 Rezultate obținute în urma implementării sistemului SCOOT

În urma unui studiu realizat în Brazilia s-a demonstrat că sistemul SCOOT a redus întarzierile vehiculelor în medie cu 20%. Astfel, în urma reducerilor întârzierilor din trafic, la nivel economic s-au inregistrat economii de un milion și jumătate de dolari pe an. Alte studii asupra sistemelor SCOOT au demonstrat că cele mai bune beneficii se obțin acolo unde nivelul de saturație a traficului este mai redus.

Bazele sistemului SCOOT

În zonele urbane unde semnalizarea rutiera tinde să lege zone mari de circulație, este nevoie de coordonare adiacentă a semnalizării pentru a crea rute lungi pe care circulația să se desfașoare numai pe semnalul de verde. Crearea rutei de “verde” nu este prea dificilă, însă problema apare atunci când este necesar ca acestă rută să nu perturbeze traficul adiacent. Tehnici bazate pe analiza computerizată au fost dezvoltate pentru a calcula timpii optimi de semnalizare într-o rețea. TRANSYT poate fi folosit pentru a compila o gama larga de planuri de semnalizare din perioade diferite ale zilei pentru a adapta un sistem la cerintele traficului. Pregatirea planurilor presupune strangerea și înmagazinarea intr-o baza de date a unei cantitati enorme de date despre trafic. Această colectare de date este foarte scumpî, și presupune o perioada de timp relativ mare pentru a putea observa si fluctuațiile în funcție de orele din zi a traficului. Planurile ce rezulta trebuiesc întreținute, updata-te la perioade de timp cât mai scăzute pentru ca sistemul să poată beneficia de acuratețe. Pentru a depasi aceste probleme s-a căutat dezvoltarea unui sistem UTC care sa poată răspunde unei fluctuații din trafic. O primă implementare a acestei idei a generat un sistem care monitoriză traficul în mod continuu și care, în funcție de fluctuațiile apărute, selecta o soluție dintr-o librarie unde erau stocate mai multe scenarii. A doua generatie folosea datele culese recent pentru a crea istorice și pentru a face update la bazele de date cu date cât mai recente. Odată cu această întreținere instantanee a datelor, sistemul crea singur scenarii și planuri noi în funcție de datele primite.

În anii 70, TRL a pus bazele unei metodologii menite să depășească aceste neajunsuri. Ei au dezvoltat un sistem bazat pe un calculator central, permanent online (un server); care analiza în mod continuu fluxurile de autovehicule din întreaga rețea și în funcție de datele primite, putea face mici ajustări în timpii de semnalizare pentru a reduce întârzierile, și pentru a crește debitul de autovehicule. Acest concept a stat la baza sistemului SCOOT.

Functionarea sistemului SCOOT

Sistemul SCOOT trimite informații la echipamentele de pe stradă prin linii telefonice dedicate. Aceste instrucțiuni sunt interpretate și sunt luate decizii în legătură cu semnalele de trafic ce trebuiesc schimbate sau adaptate. Apoi echipamentul generează un răspuns pentru sistemul central prin care se confirmă acceptarea instrucțiunii, detaliind o eroare sau o condiție în cazul în care nu a putut fi executată instrucțiunea. SCOOT primește informații despre fluxurile de trafic de la detectoare. Ca și sistem adaptiv, SCOOT depinde de acuratețea datelor de trafic obținute de la detectoare. Detectoarele sunt instalate la nivelul fiecărei intersecții, la nivelul fiecarei legături. Locația detectoarelor este de o importanta cruciala și de obicei sunt poziționate în amonte față de intersecție. Sunt folosite cu precadere buclele inductive. În momentul în care vehiculul trece peste detector, SCOOT convertește informația în „link profile units” (unitati de profil de legatură/intersecție),(notate lpu mai departe). Uunitatea în sine este un hibrid între fluxul de curgere al intersecției și ocuparea ei de catre vehicule. Aceasta este principala unitate de măsură a sistemului SCOOT, iar cu ajutorul ei se fac toate calculele necesare luării deciziilor. Apoi sunt construite profile pentru optimizarea traficului la nivelul fiecarei legături. O rețea SCOOT este divizata în regiuni, fiecare regiune conținând un numar de noduri. Anumite noduri pot avea doi cicli pentru trecerile de pietoni cu jonctiuni subsaturate. SCOOT are 3 proceduri de optimizare cu ajutorul carora ajusteaza timpii de semnalizare – optimizare pentru decalare pe faze, optimizare pentru divizare, optimizare pentru durata ciclului (Split, Offset, Cycle Time – de unde vine si denumirea SCOOT – Split Cycle Time Optimization Technique). Fiecare dintre acesti 3 parametri estimeaza efectul unor schimbari incrementale minore in timpii de semnalizare asupra traficului din intreaga zona. Este folosit un indice de performanta, bazat pe predictia intarzierilor vehiculelor din fiecare legatura.

Descrierea parametrilor

Divizarea pe faze – split – durata fazelor

Optimizarea divizării pe faze :

Optimizarea divizării pe faze este rulată pentru un nod, într-un punct optim, înaintea fiecarei schimbări de faze. Se ia în considerare efectul scurtării, prelungirii sau menținerii schimbării de fază și efectul acestei schimbări asupra gradului de saturație pe brațele de legatură. Gradul de saturație este definit ca raportul dintre fluxul maxim și fluxul mediu de trafic ce poate trece peste o linie de oprire, adică raportul între cererea de flux și fluxul de eliberare maxim posibil. În practica înseamna raportul intre cererea profilului de trafic și rata de eliberare (sau gradul de ocupare la saturatie) multiplicat cu durata de verde efectiv. Optimizarea divizarii pe faze va încerca să minimizeze gradul maxim de saturatie pe arterele care se apropie de nod. În cazul în care gradul mediu de saturatie pentru o perioada de cinci minute este mai mare decat cel dorit (de obicei 90%) atunci durata ciclului va crește, pentru a putea oferi o capacitate mai mare în nodul critic. Daca o arteră de legatura are traficul congestionat, situația trebuie luată în considerare de optimizarea divizării pe faze. Termenul congestie va permite unei legaturi congestionate sa incerce sa obtina un timp de verde mai mare, indiferent de gradul de saturatie aratat în model, permitand configurarea factorului de importanță a congestiei pentru artera de legatura.

Decalajul – offset

Optimizarea decalajului (diferenta intre timpii de start de faza dintre noduri): O data pe ciclu, optimizarea decalajului folosește profilul de trafic pentru predicția opririlor și întârzierilor din timpul ciclului, pentru toate legăturile din amonte și aval ale unui anumit nod. Astfel se obține cel mai bun decalaj general pentru nod, iar momentul de start pentru nod este ajustat astfel încât să se apropie de acest punct ideal. Optimizarea realizeaza aceasta predictie pentru fiecare legatura si apoi le insumeaza pentru un nod. Apoi este facută alegerea pentru o deplasare spre decalaj, stabilindu-se întarzierea și opririle minime. Deasemenea congestia de pe o arteră este folosită în optimizarea decalajului, astfel încât o legatură congestionată să primescă prioritate față de o legatură fără congestie. Gradul de prioritate este legat de factorul de pondere al congestiei.

Durata ciclului , optimizarea duratei ciclului – cycle time

Optimizarea duratei ciclului operează asupra unei regiuni de noduri între care se așteptat să existe trafic variabil. Optimizarea duratei ruleaza la fiecare cinci minute pentru fiecare regiune, dar în cadrul sistemului SCOOT există o prevedere în care este prevăzut ca această optimizare să fie rulată de doua ori mai des, atunci când se observă o tendință de creștere sau scadere a fluxurilor de trafic. Optimizarea ia în calcul toate duratele ciclurilor, de la durata minima efectivă cea mai mare a ciclului în nodul critic până la durata maximă a ciclului din regiune care este funcțională în momentul respectiv. Acestea sunt considerate durate de încercare ale ciclului. Pentru reducerea întarzierilor în intersecțiile unde încarcare este foarte mică, optimizarea ciclului poate dubla ciclul în noduri, dacă prin această acțiune se reduce întarzierea în rețea. O astfel de schimbare poate produce reduceri ale întârzierilor dacă durata ciclului este schimbată cu valori mai mari, atunci optimizarea ciclului este singura optimizare care urmărește efectul schimbărilor mari.

Caracteristici ale sistemului SCOOT

SCOOT este o metodă de control a semafoarelor în timp real. SCOOT măsoară continu cererea de trafic de pe toate drumurile din rețeaua coordonată și are rolul de a optimiza timpii fazelor de semnalizare în conformitate cu traficul măsurat. Sistemul SCOOT a fost testat si s-a demonstrat că lucrează corect în diverse tipuri de rețele rutiere. Din cercetările efectuate rezultă că aplicarea controlului prin intermediul sistemul SCOOT realizează o reducere de aproximativ 15% a intarzierilor, în comparație cu un alt sistem ce ar utiliza temporizările calculate cu programul TRANSYT. Acolo unde nu există coordonarea semnalului, sistemul SCOOT poate să funcționeze ca orice alt sistem adaptiv și poate oferi excelente reduceri la întârzieri. Modelul SCOOT permite inginerilor de trafic să încerce diferite strategii și tactici în abordarea problemelor specifice rețelei și să compare rezultatele. Modelul poate fi schimbat, in functie de conditiile locale specifice. Motive pentru care SCOOT poate fi considerat un sistem bun pentru controlarea traficului în orașe:

Sistemul foloseste un model de trafic în timp real al comportamentului traficului, pe baza datelor obținute în mod continuu de la detectoarele din strada;

Este un sistem adaptiv la trafic, care aduce mari beneficii, în raport cu alte sisteme adaptive similare;

Sistemul a dat rezultate în mai multe orașe din lume unde a fost implementat;

SCOOT funcționează în baza unui model de trafic care produce o predicție pentru o perioada scurta în viitor, pentru a putea oferi o estimare a cererii de trafic pentru urmatorul ciclu de semaforizare și pentru o perioadă mai mare, pentru schimbarea timpilor unui ciclu. Datele obținute sunt procesate și utilizate pentru stabilirea profilelor de trafic – câte unul pentru fiecare arteră; divizate în intervale de patru secunde. Modelul de trafic SCOOT se bazează pe datele colectate de patru ori pe secundă de la detectoarele de prezență de pe fiecare arteră a rețelei, pentru care este necesar să fie calculate secvențele de semaforizare optime. Aceste date sunt procesate și utilizate pentru stabilirea profilelor de trafic- câte unul pentru fiecare arteră, divizate în intervale de patru secunde.În aceste profile este înmagazinat volumul de trafic predicționat să traverseze linia de stop din aval în fiecare interval. Modelul mai include toate liniile de stop din sistemul de control al traficului. Fiecare linie este reprezentată de nodurile și fazele SCOOT. Acestea reprezintă automatele de trafic ale semafoarelor și fazele lor.Utilizarea informației Roșu-Verde la liniile de stop și a volumului de trafic din Profile permite predicția cozilor de vehicule care se vor forma pentru un timp de verde specificat.Deci, modelul conține o reprezentare a cererii de trafic (Profilul de trafic), a fazelor, opririlor și întârzierilor. Congestiile de trafic sunt masurate direct, prin intermediul detectoarelor. Daca detectorul este plasat dincolo de capatul normal al cozii de vehicule de pe banda, el nu este niciodata acoperit de trafic stationar, cu excepția cazului în care apar congestii. Daca oricare dintre datele obținute la patru secunde indică trafic stationând pe detector pentru un interval intreg, atunci această situație este inregistrată. De asemenea, este înregistrat și numărul de intervale de congestie de pe fiecare ciclu. Nivelul procentual de congestie este calculat cu formula: Nr. Intervale de congestie x 4 x 100 durata ciclului în secunde. Acest procentaj de congestie poate fi vizualizat și poate fi luat in calcul pentru optimizare.

Fig. 3.9 Arhitectura generică a sistemului SCOOT

Sistemul SCATS (Sydney Co-ordinated Area Traffic System)

Sistemul SCATS este un sistem inteligent de transport dezvoltat Australia. Acest sistem are la bază sisteme de management al traficului computerizat. Este un sistem complet, care include atât echipamente hardware cât și software. Sistemul operează în timp real, reglând timpii de semaforizare în funcție de variațiile cererii de trafic și de capacitatea sistemului. Sistemul SCATS se caracterizează prin amplasarea detectoarelor de trafic pentru vehicule pe linia de stop, ceea ce reduce costul instalării echipamentelor, prin reducerea cantităților de cablu pentru conectarea detectoarelor la automatele de trafic. Sistemul SCATS optimizează traficul prin măsurarea intervalelor de succedare a vehiculelor care tranzitează linia de stop.(www.intertraffic.com)

Caracteristici ale sistemului SCATS

Sistemul SCATS diferă de celelalte sisteme de control al traficului, prin modul de detecție a vehiculelor, prin amplasarea detectoarelor direct pe linia de stop de la intersecție. SCATS, spre deosebire de sistemele cu „durată fixă” sau „semireglabile”, nu necesită calcularea în avans a planurilor compuse de faze și timpi pentru semafoare. Fiecare plan determină timpii pentru fiecare semafor individual, iar relația dintre semafoare este prestabilită, pe baza unor calcule, în funcție de condițiile de trafic stabilite prin măsurători anterioare:

1.Nu necesită actualizarea planurilor de semaforizare

Deoarece condițiile de trafic se schimbă cu trecerea timpului, planurile de semaforizare cu timpi fixi nu mai corespund situațiilor reale din trafic. Acest lucru ncesită revizuirea zonei respective și refacerea planurilor de semaforizare. Procedura este foarte costisitoare și necesită costuri ridicate, care nu intotdeauna sunt disponibile.

2.SCATS permite adaptare în timp real

Un sistem SCATS poate oferi un anumit grad de adaptabilitate a proiectării locale a unei intersecții, pentru a satisface cerințele variabile ale traficului.Acest lucru este realizat prin oferirea unei secvențe variabile a fazelor și prin posibilitatea de a se omite anumite faze sau mișcări dintr-o secvență, pe o bază „ciclu-cu-ciclu”, atunci când nu există nici o cerere.

Fig. 3.10 Diagrama de timp(în timp real) a sistemului SCATS

[www.traffic-tech.com]

3.Sistemul permite 4 moduri de operare :

1.masterlink;

2.flexilink;

3.izolat;

4.galben clipitor.

Masterlink este modul de adaptare în timp real. Aici, computerul regional determină secvențele de faze, durata maximă a fazelor, cît și timpul necesar de traversare pentru pietoni.(scats.com.au) În caz de eșec al unui computer regionale sau pierderea de comunicații, controlerele locale pot reveni la o formă de coordonare bazate pe timp cunoscut ca Flexilink. În acest mod, semnalele adiacente sunt sincronizate prin referință la frecvențele rețelei de alimentare sau la anumite planuri de semaforizare bazate pe un ceas precis, controlat cu cuarț. Secvența de fază și durata fiecărui plan de traversare pentru pietoni sunt determinate prin planul curent în funcție de ora din zi. Semafoarele pot funcționa și în mod izolat, cu strategii de operare locale (detectoare de buclă). În modul izolat succesiunile și durata maximă a fiecărei etape este pecificată in setările locale. Al patrulea mod de operare este cel de galben clipitor când indicația normală a sistemului este înlocuită de culoarea galben clipitor pe toate direcțiile.

Strategia de control a sistemului SCATS

Controlul traficului este afectat pe două nivele: strategic și tactic.

Controlul strategic se referă la nivelul superior de control și este gestionat de calculatoarele regionale. În funcție de datele referitoare la fluxul de trafic și la gradul de ocupare, colectate de automatele de trafic din intersecții de la detectoarele cu buclă inductivă montate în carosabil, algoritmii strategici determină, la nivel zonal, valorile optime pentru lungimea ciclului, divizarea în faze și decalaje, astfel încât acestea să corespundă condițiilor medii de trafic curente.(www.SCATS.com.au) Parametrul fundamental de trafic pentru strategia de control este gradul de saturație pe fiecare braț de intrare sau, mai exact, o mărime analogică ce caracterizează gradul de saturație. Detectoarele cu buclă inductivă pentru vehicule (sau echivalentele acestora), plasate pe benzile de intrare importante, sunt definite în baza de date a computerului zonal ca detectoare strategice. Automatul de trafic local colectează datele referitoare la flux și la gradul de ocupare pe durata de verde pentru brațul de intrare, și după procesarea acestor date, le trimite calculatorului zonal, care le folosește (împreună cu datele despre fluxul de trafic de satuarție autocalibrat automat pentru fiecare detector) pentru calcularea “gradului de saturație” SCATS („degree of saturation-DS” ).

Gradul de saturație (DS) este: raportul dintre timpul de verde efectiv utilizat și timpul total de verde disponibil pentru un braț.

Timpul de verde efectiv este timpul necesar de verde pentru deplasarea aceluiași pluton de vehicule care ar circula la distanțe optime ca și in cazul unui flux saturat. Algoritmul poate produce valori ale gradului de saturație mai mari decât unitatea în condiții de congestie a traficului, permițând sistemului rezolvarea problemei de trafic congestionat. Durata unui ciclu poate varia în funcie de gradul de saturație cel mai ridicat. Astfel el poate varia cu până la 21 de secunde pe fiecare ciclu, dar această limită poatefi redusă dacă este necesar. Deviațiile optime pe arterele de legătură cu trafic intens duc la minimizarea numărului total de opriri în sistem, la reducerea consumului de combustibil și la creșterea capacității sistemului.

Controlul tactic este efectuată de operatorii locali, și îndeplinește variația ciclică a cererii la fiecare intersecție. Controlul tactic permite încheierea mai rapidă a fazelor de verde atunci când cererea pentru această fază este mai mică decât valoarea medie a cererii și permite omiterea unei faze întregi dintr-o secvență, dacă nu există nici o cerere. Controlul local se bazează pe decizii tactice, pe informațiile de la detectoarele de bucle din intersecție și de la detectoare strategice. Nivelul de control tactic este stabilit în automatul de trafic local utilizând aceleași tehnici operaționale pentru funcționarea izolată a unui automat de trafic local. Gradul de modificare funcțională a semaforului se află sub controlul calculatorului zonal. SCATS are o arhitectura deschisă permițâd integrarea cu alte sisteme.

Fig. 3.11 Arhitectura fizică a sistemului de management SCATS

Combinarea controlului strategic cu cuntrolul tactic conduc la o mai bună operare a semafoarelor rutiere. SCATS permite ca operarea sistemului să fie variată, conform unui program predefinit. Aproape orice funcție a sistemului ce poate fi executată manual poate fi programată să se producă la anumite momente din anumite zile. Modul de funcționare a sistemului SCATS este prezentat în figura următoare.

Fig. 3.12 Funcționarea sistemului SCATS

Conexiunea intersecțiilor la computerul ce controlează traficul urban poate fi permanentă sau la cerere. Fiecare calculator regional poate gestiona pâna la 250 de intersecții, iar sistemul SCATS poate avea până la 64 ce calculatoare regionale. Datele necesare pentru operațiunea de continuare automată a funcționării sunt înmagazinate în automatul local de trafic și anume: timpii semaforului local pentru operarea izolată, planuri și scheme pentru modificarea timpilor de la semafoare la trecerea unui vehiucul de intervenție.

Avantajele și beneficiile sistemui SCATS

SCATS este un sistem economic și eficient de reglare adaptivă a traficului urban, care a fost proiectat intr-o configurație modulară, pentru a putea satisface necesitățile variate ale orașelor mici, medii și mari.

Prin mijloacele necesare sistemul pune la dispoziția inginerilor de trafic strategii de gestionare a traficului. În funcție de implementările sistemului, SCATS este capabil să îndeplinească anumite obiective:

Reducerea accidentelor vehiculare și pietonale;

Reducerea consumului de combustibil;

Reducerea întârzierilor din trafic cât și a numărului de opriri;

Îmbunătățirea călătoriei;

Reducerea poluării și zgomotului asociate de numărul de opriri și porniri inutile ale vehicolelor.

Sistemul RHODES (Real Time Hierarchical Optimized Distributed Effective System)

Acest sistem este unul dintre cele mai simple pentru managementul centralizat al traficului rutier, întrucât nu este un sistem adaptiv, ci se bazează pe comutarea mai multor planuri de semnalizare fixe, determinate pe baza unor măsurători de trafic realizate manual.

Sistemul este, prin urmare, "orb" din punctul de vedere al traficului pe care îl administrează și buna funcționare a sa depinde, în mare măsură, de condițiile și acuratețea cu care au fost determinate măsurătorile de trafic. In general, determinările informațiilor de trafic prin detecție sunt necesare pentru:

determinarea lungimii cozilor la semafoare;

aflarea numărului de vehicule care schimbă direcția de mers în intersecții;

detecția incidentelor și a blocajelor rutiere etc.

Pe baza unor dezvoltări recente, sistemul RHODES a fost îmbunătățit cu noi algoritmi de analiză a traficului, bazați pe informații de trafic captate de senzori amplasați în intersecții. Principiul de funcționare este acela că detectoarele amplasate într-o intersecție informează, mai întâi, propriul automat de trafic despre numărul de vehicule detectate, apoi, acest automat transmite mai departe, la intersecția din aval, informații privind nivelul de trafic ce sosește. Principiul de bază după care are loc schimbarea planurilor de semnalizare este însă de tip TOD, adică în funcție de ora din zi când are loc modificarea duratelor de semnalizare, pe baza determinărilor apriorice ale comportamentului traficului pe rețea.

Se estimează duratele de semnalizare în prealabil, ținând cont de traficul de pe artera principală, apoi se iau în considerare și datele de pe traficul perpendicular. Metoda inițială de programare se bazează pe volumele de trafic așteptate să solicite intersecția. Această metodă poate însă avea unele deficiențe:

planurile de semnalizare să devină neactuale prea rapid în timp;

planurile de semnalizare să nu reflecte situația reală din teren;

schimbările bruște de trafic nu pot fi tratate de sistem.

Pe baza introducerii sistemelor de detecție, sistemul a evoluat, pernrițând să reacționeze la schimbările neașteptate de trafic. Acest sistem este un exemplu tipic de implementare în care s-a mers evolutiv, prin adăugare de funcții specifice ITS unui sistem non-ITS.

Sistemul ITACA (Inteligent Adaptive Traffic Control Agent)

Sistemul de reglare a traficului ITACA se încadrează în categoria sistemelor adaptive, deci necesită instalare de senzori de trafic. Planurile de semnalizare pentru fiecare intersecție sunt optimizate în funcție de cererea de trafic (gradul de ocupare și intensitatea traficului). Sistemul de lucru al modulului adaptiv ITACA se bazează pe o structură ciclică în patru faze;

obținerea datelor de trafic înregistrate în fiecare automat de trafic;

simularea comportamentului traficului;

optimizarea variabilelor din planul de temporizare ITACA pentru fiecare controler înmagazinat în calculator;

modificarea timpilor de semnalizare în automatele de trafic.

Datele de trafic sunt colectate prin detectoare de tip buclă (câte unul pe fiecare bandă) și detectoare electromagnetice, amplasate, de obicei, în amonte față de linia de stop a semaforului care reglează traficul pentru fiecare legătură de intrare în intersecție. Apoi, automatele conectate la aceste bucle înregistrează și calculează cererea reală de trafic pentru fiecare bandă. Aceste profile evoluează la fiecare 5 secunde, adică cu aceeași frecvență cu care calculatorul central transmite cererea de date de trafic (intensitate și timp de ocupare) la automatele de trafic. Pe baza datelor precedente, modulul adaptiv dezvoltă profilele de ciclu ce sunt folosite de modelul de simulare. Pe baza profilelor cererilor de trafic elaborate conform datelor de trafic, modulul adaptiv al sistemului 7714 Ol dezvoltă, prin modele și algoritmi de simulare, o diagramă de intercorelare numită Vehicule – Timp, prin intermediul căreia calculează evoluția începutului și sfârșitului coloanei, pe fiecare intrare, în intersecțiile semaforizate. Optimizarea se realizează în mai multe faze, după cum urmează:

Optimizarea divizării în faze

Optimizarea divizării în faze constă în definirea celei mai bune valori a timpilor pentru diferitele faze variabile care formează ciclul de semaforizare. Scopul acestei optimizări este minimizarea întârzierilor calculate prin modelul de simulare.

Optimizarea decalajului

Optimizarea decalajului constă în definirea celei mai bune coordonări între intersecțiile adiacente. Scopul acestei optimizări este minimizarea numărului de opriri și al întârzierilor totale, calculate cu ajutorul modelului de simulare.

Optimizarea ciclului

Optimizarea ciclului constă în definirea duratei acestuia pentru intersecțiile dintr-o subzonă, așa încât capacitatea acesteia să fie adaptată la cererea reală de trafic.

Sistemul ITACA asigură controlul, în timp real, al traficului rutier prin calcularea celei mai bune soluții pentru fiecare intersecție și prin adaptarea secvențelor de semnalizare în mod continuu, pentru a satisface cererea de trafic înregistrată de senzori.

Sistemul produce schimbarea, într-o plajă restrânsă și în mod continuu, a unui set de parametri de semnalizare, pentru evitarea efectelor negative, precum perturbarea traficului și întârzierile la restabilirea acestuia.

Calculele pe care le realizează sistemul se bazează pe următoarele resurse fundamentale:

Datele colectate la fiecare 5 secunde permit calculul numărului de vehicule ce călătoresc în zone înguste de drum sau de-a lungul unei "legături" dintre două intersecții, pentru a determina, totodată, și modul de distribuție a cererii de trafic pe perioada unui ciclu. Scopul acestei acțiuni este de a atinge procesul de coordonare optim al semnalizării rutiere.

Cunoașterea momentului în care vehiculele ajung la linia de stop a unei intersecții îi permit sistemului să determine poziționarea ferestrei de semnalizare permisivă (verde) în interiorul ciclului, astfel încât vehiculele să treacă prin intersecție fără oprire sau să oprească cel mult pentru o durată minimă de timp.

Aceste date colectate la 5 secunde sunt, apoi, utilizate de către un model de trafic, iar proiecțiile generate de simulări servesc la estimarea următoarelor valori:

lungimea coloanei de vehicule (cozii) pentru fiecare secundă a ciclului, produsă de durata actuală a culorii verzi a semaforalui;

durata de parcurgere a legăturii, pentru fiecare secundă din ciclu;

numărul de opriri pe fiecare legătură, pentru fiecare secundă din ciclu;

cererea produsă de traficul de pe legătură.

ITACA nu necesită planuri de semnalizare pregătite în avans, deoarece calculează în mod dinamic cel mai adecvat pian, optimizând, în timp real, mișcările vehiculelor prin rețeaua de drumuri și intersecții acoperită. Controlul adaptiv este o caracteristică a sistemelor inteligente de transport și trebuie supervizat, de asemenea, de un sistem inteligent, care poate analiza caracteristicile de trafic la nivelul întregii rețele rutiere de dramuri și intersecții. Cel mai flexibil instrument pentru această supervizare este un sistem expeit Acest sistem beneficiază de capal filitățile sistemului de bază de a implementa în mod dinamic planuri de semnalizare, prin direcționarea procesului de control în acest sens, în momentul recunoașterii anumitor condiții specifice de trafic, cum ar fi congestia sau precongestia. Sistemul expert integrează datele reale de trafic de la sistemul adaptiv (date brute de trafic, model de simulare, estimarea lungimii cozilor, starea de control actuală etc.) cu experiența locală, unică fiecărei rețele de dramuri, modelată după experiența inginerilor locali de trafic. Acest mod de operare permite producerea, în timp real, a soluțiilor optime pentru fiecare rețea.

ITACA este partea centrală a sistemului de control al traficului urban OPTIMUS, care este sprijinit de mai multe subsisteme, cum ar fi:

televiziune în arcuit închis (TVCI);

panouri cu mesaje variabile și subsistemele de comandă a acestora;

subsistemul de acordare a priorității pentru autobuze; « subsistemul de impunere a legislației rutiere;

subsistemul de alocare dinamică a benzilor ratière;

subsistemul de diseminare pe Internet a informațiilor ele trafic.

Parametrii cei mai importanți utilizați în reglarea traficului de sistem sunt uimătorii:

diviziunea fazei reprezintă un parametru care afectează fiecare intersecție și este calculat în toate fazele;

decalajul reprezintă un parametru care afectează fiecare intersecție, este calculat în faza cea mai lungă;

ciclul intersecției este un parametru care afectează intersecția cea mai aglomerată și, totodată, calculul ciclului optim al subzonei este determinat la începutul ciclului în fiecare intersecție, ținând cont de cele menționate mai sus:

intensitatea traficulu i pentru f lecare legătură a intersect iei;

coloana de la sfârșitul culorii verzi pentru fiecare legătură a intersecției;

durata parcurgerii intersecției;

existența sau nu a unei congestii de trafic.

Tabel 3.2 Procesul de optimizare pentru sistemul ITACA

Pentru îmbunătățirea sau restricționarea anumitor mișcări de trafic, operatorul sistemului poate condiționa calculul optimizărilor, fixând parametrii pondere. Parametrii pondere pe care un operator îi poate introduce în modulul adaptiv al sistemului ITACA au o valoare limitată, între -10 și +10, așa încât să nu producă niciun efect, dacă sunt stabiliți la valoarea zero. Din momentul în care modulul adaptiv este activat în automatul de trafic, acesta va transmite imediat la centrul de control poziția sa în ciclul curent. Din acel moment,singurul ordin trimis de calculatorul central este introducerea schimbării de fază (STAGE CHANGE-DRWING FORCED-PULSE).

Sistemul Expert are patru moduri de operare:

Inactiv: Sistemul Expert nu este operativ.

Informativ. Sistemul Expert informează operatorul referitor ia deciziile pe care le ia.

Consultativ: Sistemul Expert întreabă operatorul dacă acesta dorește ca anumite decizii să fie aplicate. în acest mod pot fi vizualizate numai acele acțiuni ale regulilor care sunt definite drept filtrabile.

Executiv: deciziile sistemului Expert sunt executate întotdeauna, fără o consultare anterioară cu operatorul. Operatorii au autoritatea de a schimba modul de operare. Sistemul Expert este format din regulile definite anterior sau introduse de utilizator prin Editorul de reguli. Acestea determină o serie de acțiuni pe care trebuie să le execute sistemul de control.

Sistemul Expert utilizează formatul regulilor. Dacă sunt îndeplinite condițiile, acțiunile elementelor definite drept receptoare sunt executate.

Sistemul modul adaptiv ITACA este similar cu SCOOT prin faptul că și ei colectează datele de trafic de la legătura clin amonte și calculează frecvent divizarea în faze, durata ciclului și deviația pentru fiecare intersecție. Sistemul nu permite schimbări mari ale timpilor, prin aceasta evitând întreruperi în fluxul de trafic.

Elementul interesant al sistemului ITACA este adăugarea acestui sistem expert, care îi permite inginerului de trafic să aplice cunoștințele locale mecanismului de control. SCOOT are ceva similar, dar nu la fel de bine definit. Pentru comunicații se folosesc cele mai convenabile rotocoale de comunicații, incluzând modem de 1 200 baud, RS485 de până la 9 600 baud și convertoare cu fibră optică. De asemenea, pot fi folosite cea mai mare parte a mediilor de comunicații fizice.

Legătura cu sistemul FIM de management al autobuzelor (această caracteristică este in curs de dezvoltare):

PTM informează sistemul adaptiv referitor la poziția autobuzelor și întârzierile posibile pentru fiecare autobuz, după care sistemul adaptiv oferă o prioritate calculată pentru legăturile de autobuze posibile.

Legătura UTC cu sistemul de control interurban prin accesarea bazei de date.

Legătura UTC cu sistemul VMS prin mesaje între sisteme.

Legătura cu managementul parcărilor este planificată a fi dezvoltată în cadrul Nevoilor utilizator ale Managementului Transportului Public.

Sistemul PTM trebuie să includă și o funcție de operare a vehiculelor și facilităților, care să ofere un control asistat de computer al operării vehiculelor și facilităților asociate acestora.

Pentru a permite automatizarea operării vehiculelor și a facilităților, subsistemul trebuie să ofere capacitatea de culegere a datelor necesar a fi incluse, dar nu numai, și anume:

Timpul de mers al autobuzului între anumite puncte.

Rapoarte în tirnp real referitoare la locația vehiculelor; subsistemul trebuie să includă

capacitate de comandă și control (CC), care să asigure:

capacitatea de comandă și control în timp real a vehiculului;

capacitatea de a compara informația primită cu specificațiile condițiilor de operare predeterminate și de a observa orice diferențe;

capacitatea de a transmite diferențele observate la centrul de control;

capacitatea de a emite automat mstractiuni către șofer, printre care următoarele: corecții ale ratei, schimbări ale opririlor etc;

capacitate integrată de control al traficului care să ofere o pregătire a semnalului de trafic, atunci când este necesar acest lucra pentru reglarea graficului vehiculelor de transport la semafoare (de exemplu, centralizat sau distiibuit);

PTM trebuie să includă o funcție de comunicații; • • comunicațiile PTM pot asigura posibilitatea stabilirii unei comunicații vocale bidirecționale între șoferii vehiculelor și dispecerat .

comunicațiile PTM trebuie sâ asigure posibilitatea unei comunicații de date bidirecționale între autobuzele individuale și dispecerat (de exemplu, date de la senzori și poziția autobuzului).

Sistemul ITACA a fost testat de mai multe ori, iar în funcție ele zona de aplicare, rezultatele, au demonstrat eficiența sistemului. În tabelul 3.3 sunt prezentate rezultatele unor teste ale sistemului ITACA realizate în orașul Sao Paulo, Brazilia.

Tabel 3.3 Rezultatele unor teste ale sistemului ITACA

ARHITECTURI ALE SISTEMELOR DE MANAGEMENT AL TRAFICULUI URBAN

Arhitectura logică

Arhitectura logică prezintă procesele și fluxul informațional dintre procese. În dezvoltarea arhitecturii logice sunt examinate aspectele comune din cerințele funcționale ale diferitelor servicii utilizator, astfel încât cerințele comune pot fi grupate în același set de procese. În arhitectura logică grupurile de procese prezentate prin cercuri nu implică nici o alocare a responsabilităților organizaționale, dar ele indică faptul că funcția specificată trebuie să fie efectuată și să interacționeze cu alte funcții. Rolul important al arhitecturii logice este să descrie modul în care sistemul tratează anomaliile. Pentru siguranță trebuie avute în vedere toate tipurile de deficiențe și trebuie descriși pașii logici privind apariția unei degradări în condițiile în care apar anomalii respectând soluția definită pentru operarea sistemului.

Fig. 3.13 Arhitectura logică pentru sistemul de management al traficul urban

Arhitectura funcțională

Arhitectura funcțională definește și descrie funcționalitățile care trebuiesc incluse într-un sistem, astfel încât să fie satisfăcute cerințele utilizatorilor. La cel mai înalt nivel de prezentare a unei arhitecturi funcționale aceasta este formată dintr-un număr de domenii funcționale. Fiecare domeniu este identificat printr-un nume și un număr. Funcționalitatea fiecărui domeniu este prezentată prin funcții. Există două tipuri de funcții și anume:

Funcțiile de nivel înalt, care sunt funcții foarte complexe, iar pentru ca funcționalitatea lor să fie înțeleasă mai ușor, aceste funcții sunt divizate în funcții de nivel inferior. Unele dintre acestea pot fi la rândul lor funcții de nivel înalt având un oarecare grad de complexitate sau funcții de nivel inferior. Funcțiile de nivel înalt rareori satisfac direct necesitățile utilizatorilor prin ele însele, dar întotdeauna satisfac aceste necesități prin intermediul funcțiilor de nivel inferior ce le compun.

Funcțiile de nivel inferior sunt funcții a căror funcționalitate poate fi descrisă fără a fi necesară o subdivizare în funcții de nivel inferior. În consecință, ele reprezintă, în fiecare domeniu, nivelul inferior al funcționalității. Descrierea funcției conține o descriere generală, fluxul informațional și cerințele funcționale detaliate. Acestea din urmă furnizează detalii referitoare la ce fac efectiv aceste funcții.

Fiecare funcție are propriul nume. Acest nume sunt o expresie a ceea ce face fiecare Domeniile funcționale sau funcțiile de nivel înalt pot include depozite de date (baze de date), și sunt folosite pentru a păstra datele utilizate de mai multe funcții de nivel înalt dintr-un domeniu sau de funcțiile de nivel inferior dintr-o funcție de nivel înalt. Depozitele de date au un nume și sunt numerotate. Fiecare depozit de date va avea facilitățile de management corespunzătoare ca de exemplu controlul citirii/scrierii, crearea jurnalelor, salvarea de siguranță (back-up) etc. Aceste facilități trebuie totodată să acopere toate necesitățile de comunicație, mai ales dacă depozitul de date este folosit de funcții pe care arhitectura fizică le-a deplasat în alt loc. În multe cazuri, fluxurile de date care cer ca datele să fie furnizate de depozitele de date (bazele de date) sau care confirmă că datele au fost scrise în depozitul de date, nu sunt vizibile, deși se presupune că aceste fluxuri există și sunt folosite. Înlănțuirea funcțiilor se face prin intermediul fluxurilor de date. Acestea permit transmiterea datelor de la o funcție la alta, la sau de la depozitele de date, la sau de la terminale. Terminalul reprezintă interfața dintre arhitectura și mediul exterior asigurând fluxul de date de la mediu exterior spre arhitectura sistemului și de la aceasta către mediul exterior. Un terminal poate fi o entitate umană, un sistem sau o entitate fizică de la care pot fi obținute date, cum ar fi starea vremii sau starea drumului. Atât entitățile umane cât și sistemele pot face parte din organizații sau autorități publice care contribuie, într-un anumit mod, la furnizarea serviciilor ITS. Pentru simplificarea unor diagrame de fluxuri de date, relația între două funcții poate fi reprezentată printr-un flux de date. Acest flux de date poate fi constituit din diferite fluxuri de date, numite fluxuri de date componente. Diagramele de fluxuri de date reprezintă modul în care funcționalitatea fiecărui domeniu este divizată în funcții de nivel înalt și funcții de nivel inferior. Totodată, ele arată cum sunt legate, prin intermediul fluxurilor de date, aceste funcții unele cu altele și la terminale. Atunci când sunt folosite de mai multe funcții, depozitele de date sunt și ele prezentate împreună cu fluxurile de date care le leagă la funcții.

Tabel 3.4 Legătura dintre domeniile funcționale și cerințele utilizatorilor

Fig. 3.14 Athitectura funcțională a sistemului de management

Componentele subsistemului

Sistemul proiectat contine urmatoarele subsisteme:

Sediul central:

Subsistemul de management al arhivelor (Archived Data Managemet Subsystem)

Provider servicii de informare (Information Service Provider)

-Managementul traficului (Traffic Management)

Servicii de management al urgentelor (Emergency Management Subsystem)

Servicii de urgenta pentru vehicule (Emergency Vehicle Subsystem)

Sediu central_Roadside Equipment:

Subsistemul de drum (Roadway Subsystem)

User Personal Computing Devices:

Accesul personal informational (Personal Information Access)

Vehicles:

Vehicule (Vehicles)

Servicii

Transit Signal Priority

Broadcast Traveler Information

In Vehicle Signing

Network Surveillance

Traffic Probe Surveillance

Surface Street Control

Traffic Information Dissemination

Regional Traffic Management

Traffic Incident Management System

Standard Railroad Grade Crossing

Advanced Railroad Grade Crossing

Roadway Closure Management

Emergency Routing

Weather Information Processing and Distribution

Interacțiunea cu alte sisteme de transport

Sediu central -> Sediu central_Roadside Equipment

Sediu central -> User Personal Computing Devices

Sediu central -> Vehicles

Sediu central_Roadside Equipment -> Vehicles

Achiziția datelor

Pentru achiziția datelor se pot folosi detectoare prin infraroșu care pot fi termice, piroelectrice, cuantice. Mai putem folosi senzori PIR, senzori pe baza de imagini, senzori multi-canal și multi-zonal precum și plăci de achiziții de date specializate cum ar fi interfețele produse de National Instruments.

Functii de nivel inalt/scazut

Funcțiile de nivel înalt:

Managementul urgențelor

Managementul străzilor

Managementul incidentelor

Mentenanța și construcții pentru arhitectura traficului

Suprafața străzilor pentru arhitectura traficului

Informarea călătorilor

Serviciile de tranzit.

Funcțiile de nivel scazut:

Rutarea urgențelor

Supravegherea rețelei

Managementul traficului regional

Trafic Probe Surveilance

Sistemul de Management al incidentelor în trafic

Emiterea informațiilor către călători

Prioritatea semnalului de transit

Informații meteo procesarea și distribuția lor.

INSTRUMENTE SOFTWARE PENTRU MANAGEMENTUL TRAFICULUI RUTIER URBAN

Pachetele de simulare a traficului utilizează relațiile fundamentale dintre fluxulul de trafic, viteză și densitate pentru a estima capacitatea unei rețele rutiere și performanțele sistemului. Există două tipuri principale de modele de simulare: microsimulare si macrosimulare. Modelele de microsimulare incorporează algoritmi specifici tip „car-following”, performanța vehiculelor și schimbarea benzilor de circulatie, pentru a modela comportamentul vehiculelor individuale. Pe de alta parte, modelele de macrosimulare nu se concentrează asupra vehiculelor individuale din fluxul de trafic, ci asupra fluxului in sine, folosind ecuații ale fluxurilor continue. Aceste modele macroscopice necesită mai puține date de intrare și eforturi de codare mai mici, dar oferă și nivele mai reduse pentru detaliile de ieșire. La modul general, software-ul pentru modelarea traficului pornește de la o descriere amănunțită a elementelor studiate (intersecții/grupuri de intersecții), realizând analiza din punct de vedere a capacității acestora de a face față traficului.

Principalele caracteristici care trebuie cunoscute sunt:

Reprezentarea grafică a intersecțiilor

Stabilirea fluxurilor de vehicule

Stabilirea timpilor inițiali de semaforizare și a planurilor de semaforizare

Distanța între intersecții

Zonele carora le sunt alocate sau nu intersecțiile etc.

Software-ul ofera diverse rapoarte, în funcție de calculele efectuate, în care pot fi cuprinse, de exemplu:

întârzieri

LOS (nivelul serviciului)

lungimea ciclului

fazele de semaforizare

timpii de semaforizare

întarzieri

coloane de vehicule

consum de combustibil etc.

ARCADY

ARCADY (Assesment of Roundabout Capacity and Delay) este un software care realizează analize privind capacitatea, lungimile cozilor, întârzierile și riscul producerii de accidente în sensurile giratorii.[www.trlsoftware.co.uk] Programul poate evalua intersecții giratorii cu până la șapte brațe, pentru care pot fi asociate și treceri de pietoni.

Fig. 3.15 ARCAY- Schița de date, diagrama de joncțiune și diagrama de timp pentru cele 4 brațe

Fig. 3.16 Modelarea unui sens giratoriu, intrările și fluxul de ieșire din fiecare parte a sensului giratoriu

OSCADY

OSCADY(Optimised Signal Capacity and Delay, Phase-based Rapid Optimisation of traffic signals) este un program de optimizare a traficului bazat pe fazele de semaforizare. Are la baza o serie de algoritmi de oprimizare care pot fi utilizați pentru analiza unor intersecții izolate sau rezultatele pot fi exportate in programul TRANSYT pentru rețele de drumuri.

Programul prezintă avantajul de a genera automat cea mai buna secvența de semaforizare pentru intersecția analizată, utilizatorul introducând doar timpii minimi inter-verde. Pornind de la aceste date programul generează fazele necesare pentru maximizarea capacității și/sau micșorarea întârzierilor. Se poate face și o evaluare a situației existente, în acest caz utilizatorul introducând în program toate datele despre semaforizare existente.

Caracteristici ale programului:

intersecții cu până la 20 de intrări

optimizare pentru trei obiective: timpul ciclului, capacitatea maximă și întârzierea minimă

evaluarea efectelor geometriei intersecției asupra traficului

posibilitatea de a adăuga constrângeri pentru faze

evaluarea grupurilor de benzi – programul poate analiza fluxurile de trafic și sugera dispunerea optimă a benzilor și fluxurilor pe acestea

modul de evaluare a situației existente

estimarea fluxurilor de saturație

conducere pe partea stângă / conducere pe partea dreaptă

afișare grafică a intersecției

afișarea diagramei timpilor

generarea de rapoarte

Fig. 3.17 OSCADY- Ecranul principal, o diagramă de joncțiune și lista de sarcini și principalele ecrane de introducere a datelor

Fig. 3.18 Diagrama de derivație care arată stările semnalelor fiecărei etape la un ciclu de 75s și ecranul de programare a fazelor

Fig. 3.19 Rezultate în urma simulării traficului

Fig. 3.20 Setarea rapoartelor

TRANSYT

Traffic Netwerk Study Tool este un program off-line de calculator pentru proiectarea, modelarea și studierea fiecărui tip de intersecție, de la intersecții individuale izolate până la rețelele de mare complexitate. Este un program utilizat pentru determinarea și studiul timpilor optimi, prestabiliți, de semaforizare pentru o rețea de drumuri pentru care se cunoaște fluxul mediu de vehicule.

Fig. 3.21 TRANSYT Proiectarea rețelelor urbane

Programul are integrat un modul pentru evaluarea unui Indice de Performanță (IP) și un modul de optimizare care verifică pentru care timpi de semaforizare indicele IP are o valoare cât mai bună. Se poate obține prin acest program o semaforizare care să permită accesul prioritar în intersecție pentru vehiculele transportului public și a vehiculelor de urgență, fără a fi necesară detecția individuală a vehiculelor speciale. Analizele pot fi realizate atât pentru situațiile în care se conduce pe partea stângă a drumului cât și pentru situațiile în care se conduce pe partea dreaptă. Programul are toate funcționalitățile regăsite și în OSCADY, dar oferă în plus o interfață vizuală mai elaborată și posibilitatea generării mai multor diagrame-rezultat.

Fig. 3.22 TRANSYT Diagrama fluxului de trafic

Fig. 3.23 TRANSYT Editarea rapoartelor

SYNCHRO (din pachetul SimTraffic)

Programul Synchro permite amplasarea schițelor drumurilor pe hărți existente, datele putând fi editate direct în mod grafic (fără a fi necesare ferestre suplimentare de introducere a parametrilor, după cum se întâmplă în alte programe).

Caracteristici ale programului:

integrarea hărților GIS și SHP

controlul alinierii benzilor de circulație la traversarea intersecției

permite stabilirea parametrilor detectorilor amplasați în intersecție

amplasarea optimă a informațiilor pe hartă.

Fig. 3.24 SYNCHRO 7 Stabilirea distantelor, vitezei si a timpului de calatorie

Fig. 3.25 Editarea fazelor cu SYNCRO7

Fig. 3.26 Optimizarea lungimii ciclului

Paramisc

Caracteristicile programului:

permite modelări de la o singură intersecție până la o rețea de intersecții

oferă o diversitate de rapoarte în diverse forme, pentru diferite aplicații

oferă un set extins de analize de trafic

SOFTWARE PENTRU SIMULAREA TRAFICULUI RUTIER

Caracteristicile software-ului de simulare a traficului:

are la bază modelarea unei rețele de drumuri

permite vizualizarea rețelei simúlate

permite realizarea unor operații diverse, cum ar fi: treceri de pietoni, treceri la nivel de cale ferată, parcări, întoarceri

acceptă golurile de trafic

schimbarea benzilor de circulație

poziționare

urmărirea vehiculului

comportamentul șoferului, etc.

SimTraffic

Utilizează hărțile generate de Synchro

Simulează cozi de vehicule, blocaje, incidente

Gestionează intersecții semaforizate și nesemaforizate

Stabilește distanța între vehicule în funcție de viteză, șofer, geometria drumului

Generează informații la fiecare 0,1 sec.

Generarea emisiilor de gaze

Generarea de rapoarte pentru o singură intersecție sau pentru o întreagă zonă

Raport asupra gradului de ocupare și densitate

Fig. 3.27 Interfața grafică Sim Taffic7

AIMSUN(Advanced Interactive Micro-Simulation for Urban and Non-Urban Networks)

Caracteristici ale programului:

Realizează modele detaliate ale rețelelor de drumuri

Posibilitatea importării fișierelor CAD, GIS

Ipmortarea si utilizarea hărților

Semafoare cu timp prestabilit sau adaptive

Ghidare în timp real

Simulare microscopic/ masoscopic

Animații 2D/3D

Managementul traficului

Stabilirea rutelor

Modificarea vitezelor

Simularea și gestionarea incidentelor

Controlul traficului

Controlul adaptiv a interfețelor cu SCAT, SCOOT, VS-plus, UTOPIA

Optimizare interfata semnal cu SYNCHRO

Gestionarea transportului public

Planificarea interfețele software-ului cu Emme si Saturn

Oferă flexibilitate prin posibilitatea scrierii de module suplimentare în C++ sua Python.

Fig. 3.28 AIMSUN Fereastră de lucru

Figura prezintă un exemplu de aplicație în programul Aimsun . Acesta conține:

bara de meniu.

bara de activități din zona

vizualizare 2D cu o reprezentare detaliată a rețelei.

browser-ul de proiect, cu toate obiectele non-grafice pe ea (scenarii, experimente, planurile de control, O / D matrici, etc)

o listă a tuturor straturilor disponibile, inclusiv straturi pe desen DWG, într-o fereastră partea non-vizibilă în cadrul Proiectului unul.

bara principală de instrumente (partea stângă).

VISSIM

VISSIM este un program de simulare a traficului care poate dezvolta modele de trafic urban și operații ale mijloacelor de transport public. Analizele de trafic pot fi supuse unor constrângeri cum ar fi configurarea benzilor de circulație, compunerea traficului, indicatoare de trafic, stații ale mijloacelor de transport public.

Principalele caracteristici ale programului sunt:

Implementarea, evaluarea și ajustarea unui sistem de semaforizare, care poate fi cu timp prestabilit sau adaptat la trafic; poate fi implementat orice sistem de control al semaforizării: SCATS, SCOOT etc.

Evaluarea și optimizarea traficului în rețele complexe, cu intersecții corelate și program de semaforizare adaptat la trafic

Studii de fezabilitate și impact asupra traficului a integrării liniilor de metrou ușor în rețelele urbane de transport.

Pachetul VISSIM constă în două pachete principale: un simulator de trafic și un modul pentru controlul semafoarelor.

Pentru modelarea traficului se stabiliesc mai mulți parametrii cum ar fi:

accelerația maximă, frânarea maximă, viteza medie, distribuția vitezei,

distribuția greutății vehiculelor,

distribuția puterii motoarelor vehiculelor,

distribuția culorii vehiculelor (pentru reprezentarea vizuală a acestora),

distribuția modelelor de vehicule,

tipul, clasa și categoria vehiculului

situația locurilor de parcare

comportamentul soferilor (mai multe modele: fata de vehiculul antemergator; fata de schimbarea benzilor de circulatie, la depasire; fata de schimbarea culorilor semaforului)

Rezultatele pot fi exportate în diferite formate și se pot salva diverse aspecte rezultate ale procesului de simulare. Pot fi oferite foarte multe rezultate ale analizelor efectuate. Dintre datele de ieșire amintim: timpii de călătorie, întârzierile, lungimile cozilor de ieșire, distribuția timpilor de verde, informații despre vehicule (de exemplu accelerația, viteza medie cu care a mers, numărul de opriri la semafor, emisiile de substanțe – valori comparate cu valorile medii introduse la configurarea simulării), informații despre intersecții (cozile de vehicule care se formează, timpii de întârziere, capacitatea, gradul de poluare etc.).

CORSIM

CORSIM este un program de simulare a traficului care poate dezvolta modele pentru transport rutier urban, interuruba si retele combinare. Printre elementele incluse in modelare se numara:

Retele urbane

Retele interurbane si treceri urban-interurban

Semnale cu timpi prestabiliti sau adaptivi

Intersectii nesemnalizate

Simulare coloane de vehicule, blocaje etc.

Tipare ale fluxurilor de trafic functie de origine-destinatie

Animație.

ALGORITMI DE MICROSIMULARE A TRAFICULUI URBAN

Majoritate modelelor de microsimulare utilizează diverși algoritmi și modele de comportament al conducătorilor de vehicule, pentru simularea deplasării vehiculelor individuale intr-o rețea. Pentru fiecare vehicul care intră în rețea se alocă un anumit tip de vehicul (autoturism, camion, autobuz) și caracteristici corespunzătoare (accelerație, frânare, viteză, caracteristici de viraj). De asemenea, se alocă diverse caracteristici pentru șoferi (mergând de la agresiv, la prudent). Poziția și viteza fiecărui vehicul este actualizată o dată pe secundă, în funcție de caracteristicile vehiculului și ale soferului, de acțiunile vehiculelor din jur, de proprietățile drumului și de acțiunea dispozitivelor de control al traficului. Se realizează astfel o modelare precisă, pentru fiecare simulare, a interacțiunilor vehicul-vehicul, vehicul-drum și vehicul-dispozitive de control al traficului. Odată alocate caracteristicile de rulare ale vehiculului cât și ale conducătorului de vehicul, mișcarea acestora în rețea este determinată de următorii algoritmi principali:

„car-following”

schimbare bandă de circulație

Mai există și alți algoritmi care influențează comportamentul vehiculului, cum ar fi cele care modelează coloanele de vehicule, controlul semnalelor de trafic, dar cele menționate mai sus sunt cele mai des întâlnite și sunt comune majorității programelor de simulare.

Algoritmul Car Following

Determină modul în care vehiculele interactionează între ele și modul în care se distribuie acestea în cadrul unui flux de vehicule. Mai specific, determină distanța dintre vehicule. În lumea reala, șoferii încearcă, în general, să mențină o distanță sigură față de vehiculul din față, pentru a permite un timp de reacție sigur la frânare. În programele de simulare, această distanță variază de la vehicul la vehicul, în funcție de tipul soferului (de exemplu, soferii agresivi mentin o distanță mai mică, în raport cu cei prudenți), tipul vehiculului și de caracteristicile celor din jur.

Algoritmul de schimbare a benzilor de circulație

Controlează modul în care vehiculele intră sau ies din plutonul de vehicule, și modul în care schimbă benzile de circulație, din diverse motive (schimbări obligatorii, depășire etc). Odată ce decide să facă o schimbare de bandă, șoferul trebuie să găsească o pauză suficient de mare în fluxul de trafic adiacent, și să se asigure că nu există diferențe de viteză între vehicule, care să facă manevra să fie periculoasă (de exemplu, un vehicul mai lent să intre în fața unui vehicul mai rapid).

Utilizatorul programului poate, de obicei, să calibreze comportamentul schimbării benzilor, în funcție de:

Accelerația sau frânarea maxim permise pentru momentul schimbării benzii

media timp/distanță necesară pentru manevră;

pauza minim acceptabilă în fluxul de trafic adiacent etc.;

distribuția puterii motoarelor vehiculelor;

distribuția culorii vehiculelor (pentru reprezentarea vizuală a acestora);

distribuția modelelor de vehicule;

tipul, clasa și categoria vehiculului;

situația locurilor de parcare;

comportamentul soferilor (mai multe modele: față de vehiculul antemergător; față de schimbarea benzilor de circulație, la depașire; față de schimbarea culorilor semaforului).

Rezultatele pot fi exportate în diferite formate și se pot salva diverse aspecte rezultate ale procesului de simulare. Pot fi oferite foarte multe rezultate ale analizelor efectuate. Dintre datele de ieșire amintim: timpii de călătorie, întârzierile, lungimile cozilor de ieșire, distribuția timpilor de verde, informații despre vehicule (de exemplu accelerația, viteza medie cu care a mers, numărul de opriri la semafor, emisiile de substanțe – valori comparate cu valorile medii introduse la configurarea simulării), informații despre intersecții (cozile de vehicule care se formează, timpii de întârziere, capacitatea, gradul de poluare etc.).

CONCLUZII:

Congestiile din traficul urban reprezintă o problemă importantă în majoritatea metropolelor lumii iar sistemele de transport inteligent sunt create pentru a oferi control în timp real și ghidare pe rute pentru participanții la trafic, pentru a optimiza performanțele rețelei de trafic. Politicile de control actualizat și strategiile de control adaptiv sunt din ce în ce mai folosite datorită potențialului acestora de a reduce întârzierile în intersecții;

coordonarea și interconectarea semafoarelor pentru o mai bună colaborare între semafoarele cu timp fix și cele actualizate, în mod activ administrând planurile de timp și controla automatele pentru a reduce numărul și frecvența opririlor care apar în intersecții;

îndepărtarea semafoarelor din intersecțiile care nu au nevoie de control pentru a reduce întârzierile și opririle nedorite;

schimbarea controlului semaforizării cu timpi predeterminat la un control actualizat;

folosirea instrumentelor software pentru optimizarea semaforizarii (Synchro, Contram, Transyt, etc);

programele software pentru modelarea traficului efectueaza evaluarea unei intersecții sau a unui tronson și face o afișare statică a parametrilor rezultați;

pentru utilizarea programelor de analiză a traficului este necesar un studiul prealabil în care să fie culeși anumiți parametri necesari modelării/ simulării. Datele sunt atăt dinamice căt și statice. Datele statice sunt necesare pentru estimarea capacității teoretice, iar cele dinamice sunt utilizate pentru a estima condițiile reale de trafic, în funcție de fluxul de vehicule determinate.

Contribuții personale

fost realizată o trecere în revistă a modelelor de trafic, cu particularitățile acestora;

a fost realizat un studiu exhausiv al sistemelor da management al traficului existente și s-a realizat o rezentare a diferitelor sisteme implementate în anumite țări;

a fost realizat un studiu asupra programelor software existente în domeniul traficului rutier, cît și o clasificare a acestora, în funcție de caracteristicile lor;

cu ajutorul programului TurboArchitecture, s-a realizat o arhitectură logică și o arhitectură funcțională a sistemului de management al traficului.

CULEGEREA ȘI PRELUCRAREA DATELOR DIN TRAFIC

PROCESUL DE ACHIZIȚIE A DATELOR

O acțiune importantă care trebuie efectuată de anumite sisteme de tip ITS este culegerea de informații referitoare la trafic și condițiile drumului, la timpi și precizie. Utilizarea tehnicii de calcul în controlul diferitelor procese este legată de achiziția de date și de furnizarea unor semnale de comandă sau reglare. Semnalele de intrare / ieșire dintr-un calculator sunt fie numerice, fie analogice, iar adaptarea lor la calculator se realizează cu o placă de achiziție de date. Structura generală a unei plăci de achiziție de date este formată din:

dispozitive de intrare:

intrari numerice pentru traductoare sau senzori de semnale numerice;

intrari analogice, dotate cu convertoare analog – numerice (CAN) pentru traductoare sau senzori de semnale analogice;

dispozitive de ieșire formate din:

ieșiri numerice pentru acționări numerice;

ieșiri analogice, dotate cu convertoare numeric – analogice (CAN) pentru acționări cu semnale analogice.

Fig. 4.1 Structura generală a unei plăci de achiziție

METODICA CULEGERII DATELOR DIN TRAFIC

Simularea oricarui proces sau fenomen presupune colectarea unor informații asupra evoluției trecute a acestuia. Oricare ar fi procesul, ori fenomenul care se studiază, trebuie luate în considerare urmatoarele:

Imposibilitatea cunoașterii în totalitate, sub toate formele de manifestare, în timp și spațiu. Orice observare a unui fenomen implică o fragmentare a realității, o limitare în timp și spațiu, de aceea datele culese despre evoluția sa reprezintă o selecție din cele posibile;

Existența unei variabilități naturale a proceselor și fenomenelor.

Din aceste considerente rezultă ideea că datele culese pot fi diferite ca natură a lor. Datele cinematice sunt datele care dau coordonate de referință în timp și spațiu. De exemplu, traiectoriile autovehiculelor pot fi considerate date cinematice. Datele dinamice sunt date ce variază în timp, dar nu și în spațiu. Ele sunt culese continuu, pe o durată stabilită de timp. Pot fi amintite volumele de trafic și categoriile de vehicule, tipul sosirilor și programul de semaforizare în cazul automatelor cu semnale variabile (lungimea ciclului și a semnalului de verde). Tot date dinamice sunt și cele referitoare la transportul de călători, dar și manevrele de parcare pe oră și fluxurile de saturație și întârzierile, care se pot măsura direct pe traseu.

Datele statice, spre deosebire de cele dinamice, nu se modifică în timp. Acestea pot include, spre exemplu, lățimea și panta părții carosabile a unei străzi, lungimea și greutatea unui vehicul, semnalele prestabilite și tipul intersecției. În teoria traficului rutier ele se culeg rar. Datele statice sunt acelea care dau distribuția sau ajustarea măsurărilor. Metodele de colectare, depind de natura (tipul) datelor, precum și de mediile și dispozitivele de stocare. De exemplu, datele cinematice pot fi culese direct (“on – line”) foarte rapid. Datele dinamice sunt culese periodic, depinzând de creșterea (descreșterea) fenomenului și este posibil să fie tratate ulterior (după un timp oarecare). Datele statice, în general se culeg o singură dată, dar la nevoie se poate repeta măsurarea. Aceste date pot cere repetarea înregistrărilor pentru stabilirea distribuției fenomenului. Pentru exemplificare, se poate considera sosirea autovehiculelor într-un punct.

Fig. 4.2 Clasificarea măsurătorilor

Datele relative la un fenomen (proces) provin din surse diferite, cum ar fi: istoricul fenomenului; măsurări directe asupra fenomenului (procesului) etc. Când istoricul și măsurările directe nu există sau nu se pot desfașura, atunci se recurge la unul sau mai mulți specialiști care pot folosi metoda analogiilor; în acest scop se consideră o altă variabilă decât cea urmărită, a cărei repartiție a fost stabilită în cadrul unor studii anterioare și care reprezintă un fenomen analog cu cel ce se vrea analizat. În situația în care nici această sursă nu este favorabilă (din diverse motive), atunci se consideră că datele necesare sunt de natură probabilistică sau de natura vagă (fuzzy).

Operația de culegere a datelor se poate numi operație de măsurare. În principiu, măsurările se clasifică după modul de obținere a rezultatelor și a aspectelor ecuațiilor de măsurare, corespondența dintre numărul ecuațiilor și cel al parametrilor, precizia rezultatelor, modul de execuție al măsurătorilor etc. O clasificare a măsurătorilor poate fi urmărită în figura 4.2.

Ori de câte ori este imposibil de obținut date reale, se vor genera date sintetice prin utilizarea unui model matematic programabil pe un calculator. Datele sintetice pot fi generate printr-o funcție deterministă, fie nedeterministă, fie prin ambele. Datele sintetice, ca și cele reale, sunt probabilistic perturbate de eroarea de măsurare, de tipul de întârziere și de cel de așteptare.

Erorile de măsură, indiferent de cauzele care le-au generat, tind asimptotic către o anumită valoare, denumită eroare limită, ce poate fi depășită doar cu o mică probabilitate. Bibliografia de specialitate recomandă o serie de metodici privind colectarea datelor de trafic pentru stabilirea capacității și evaluarea performanțelor intersecțiilor semnalizate.

Pot fi amintite trei căi obișnuite de culegere a datelor:

înregistrarea imaginilor cu camere video;

colectarea manuală a datelor cu o echipă de observatori;

colectarea automată cu contoare mecanice.

A treia cale este de preferat când se urmăresc volumele zilnice, apreciate pentru evaluarea încărcării rețelei de străzi sau pentru realizarea planului orașului. Colectarea dinamică a datelor cu ajutorul contoarelor mecanice cu tuburi introduse în pavaj, nu poate oferi informații asupra direcției mișcării, sosirilor pe timpul de verde sau compoziției traficului. Aceasta se recomandă pentru estimarea capacității și evoluția performanțelor. Înregistrarea pe videocasete sau filmarea, oferă imagini, dar este nevoie de experiență în utilizarea echipamentelor. Pentru a obține o imagine suficientă, trebuie ales un anumit unghi de înregistrare, deci aparatul plasat cât mai sus. După realizarea înregistrărilor, sunt necesare multe ore pentru a prelucra imaginile, care trebuie transformate în informații de trafic. Este nevoie de specialiști cu experiență care să identifice corect intervalele dintre ferestrele imaginilor, care corespund unui anumit interval de timp. O problemă importantă a cestui tip de înregistrare este faptul că nu poate fi urmărit șirul de vehicule concomitent cu indicația semnelor sau semnalelor din intersecție. Acest lucru este un dezavantaj, dacă se urmărește înregistrarea sosirilor pe semnalul verde, problema putând fi rezolvată doar prin amplasarea mai multor camere video sincronizate. Și în acest caz transformarea înregistrărilor în date numerice este dificilă. Progresul din tehnica de calcul a rezolvat această problemă prin utilizarea unui calculator numeric, având implementat soft-ul adecvat, care va reuși transformarea imaginilor în date numerice, foarte repede. În plus, el este capabil să ofere o mulțime de date și caracteristici ale traficului. Cea mai obișnuită și la îndemână dintre metode este culegerea manuală a datelor, cu ajutorul unei echipe de observatori, fiecare dintre ei înregistrând un element specific al traficului. Pentru o anumită intrare cu semnale variabile în timp, se stabilește următoarea metodă de culegere a datelor pentru analiza intersecției:

Volumul de trafic, numărul de vehicule care trec linia de stop, pentru fiecare mișcare de trafic (înainte, stânga, dreapta), precum categoriile de vehicule pentru fiecare intrare. Este de preferat să se realizeze aceste înregistrări pe durata unui ciclu, dar normativele recomandă înregistrările la fiecare 15 minute.

Numărul total al sosirilor sau mai corect, sosirile pe durata semnalului verde. Aceste date dau adevărata cerere de serviciu pentru fiecare intrare a intersecției și o imagine corectă asupra factorului de progresie și întârzierile vehiculelor. În mod obișnuit, astfel de aplicații, nu se folosesc pe plan local, fiind laborioase.

Durata verdelui pentru fiecare fază și lungimea ciclului. Aceste măsurători se fac pentru fiecare ciclu, în cazul intersecțiilor cu programe flexibile. În cazul intersecțiilor cu program prestabilit, lungimea ciclului și durata semnalelor care îl compun sunt fixe. Pentru programele flexibile, durata medie a fazelor derivă ca o consecință a corectitudinii corelării capacității de circulație cu performanțele.

Fig. 4.3 Metodica culegerii manuale a datelor

Colectarea datelor, în scopul determinării capacității de circulație a intersecțiilor, este dependentă de proiectarea, operarea, mărimea și încărcarea intersecției.

Pentru intersecții cu programe flexibile, numărul observatorilor care să acopere culegerea completă a datelor este cuprins între 3 și 10. Figura 4.3 prezintă o intersecție obișnuită cu observatori plasați astfel încât să necesite un număr minim de observatori. Primul observator, (O1) este răspunzător pentru înregistrarea datelor la limita de est și sud a acceselor, în timp ce al doilea observator (O2) este atent la datele pe direcția nord și vest.

Pentru observatorul (O2), când oricare mișcare de pe accesul A1 are semnal verde, se înregistrează traficul de pe linia de stop al accesului A1, și B2 este ignorat deoarece nici o mișcare de pe acest acces nu are permisiunea de trecere cu excepția virării la dreapta pe durata semnalului roșu, dacă este permisă și invers. Această situație poate fi înregistrată de o singură persoană pentru două accese. Înregistrarea curenților de trafic doar de către două persoane poate fi dificilă, pentru cazul unei intersecții complicate. În acest caz se recomandă ca o persoană să înregistreze curenții de trafic pe o singură intrare.

În figura 4.3. s-a presupus că intersecția funcționează cu un program de două faze, fiind suficiente doar două persoane pentru a înregistra semnalele de trafic. O persoană (OM1) cronometrează durata verdelui pe faza A (corespunzătoare acceselor din direcția E – V, A1 și A2) și lungimea ciclului, în timp ce a doua (OM2) cronometrează durata semnalului verde pentru faza B (accesele B1 și B2 pe direcția N – S). Pentru un caz complex, cu mișcări speciale de virare sunt necesare mai multe persoane, numărul maxim fiind de 5: una pentru fiecare acces, iar cea de-a 5-a pentru a măsura durata ciclului.

La fiecare 10, 15 sau 20 secunde (lungimea intervalului de probă este stabilită înainte) se înregistrează numărul vehiculelor oprite la stop. Simultan, se înregistrează volumele de trafic. Înregistrarea poate fi făcută pe fiecare bandă a accesului. Întârzierile la stop (câmpul întârzierilor) în secunde/veh, se obține folosind următoarea formulă:

unde:

Vs – suma vehiculelor numărate la stop;

– intervalul de timp de observare;

V – volumul de trafic înregistrat.

Înregistrarea mediei zilnice de trafic. Se realizează cu ajutorul contoarelor de trafic cu înregistrarea volumului total fără a interesa direcția sau sensul de circulație. Înregistrările pe sens însumate vor da volumul total. Instituțiile specializate pentru culegerea datelor, apreciază că înregistrarea în 24 ore, reprezintă o probă reprezentativă a mediei zilnice de trafic (MZT). O estimare mai precisă poate fi obținută utilizând ajustarea valorilor înregistrate cu factorul corespunzător zilei săptămânii, determinat atunci când înregistrările se realizează pe parcursul unei săptămâni. În același mod se ajustează și media anuală zilnică de trafic (MAZT), folosind un factor specific fiecărei luni a anului. Nu se recomandă înregistrările anuale, întrucât costul lor este prea mare. Când se dorește o precizie mai mare a datelor, înregistrarea acestora se face după programe de achiziție a datelor speciale, utilizându-se echipamente și personal specializat. Vor fi necesare stații de înregistrare a datelor pe arterele principale și secundare ale unei rețele de drumuri care să urmărească permanent fluxurile direcționale de trafic.

ECHIPAMENTE DE CULEGERE A DATELOR DIN TRAFIC

Tehnologiile de detecție a vehiculelor pot fi descrise analizând cele trei componente ale acestora: traductoarele, dispozitivele de procesare a semnalelor și dispozitivele de procesare a datelor.

Traductoarele detectează trecerea sau prezența unui vehicul.

Dispozitivele de procesare a semnalelor convertesc semnalele primite de la traductoare în semnale electrice.

Ca dispozitive de procesare a datelor sunt utilizate calculatoare și programe specializate, care transformă semnalele electrice în parametri de trafic. Parametrii de trafic sunt: prezența vehiculului, numărul vehiculelor, viteza, clasa, capacitatea, gradul de ocupare, greutatea.

Procesarea datelor se poate face cu un dispozitiv care este parte a senzorului și care furnizează serial informații.

Detecția vehiculelor și a condițiilor de trafic se poate realiza prin dispozitive plasate pe suprafața drumului, în pavaj sau sub pavaj, sau montate în lungul drumului.

Senzori pe suprafața drumului

Există mai multe tipuri de dispozitive care pot fi plasate pe suprafața drumului, pentru a fi utilizate în detectarea vehiculelor, printre care: plăcile cu buclă, plăcile de presiune și magnetometrele.

Plăcile cu buclă sunt similare cu buclele inductive convenționale, în sensul că generează un câmp electromagnetic, care este perturbat la trecerea unui vehicul. Diferența dintre cele doua tipuri de senzori este aceea că placile cu buclă nu sunt încastrate în pavaj.

Placile de presiune detectează vehiculele pe baza altui principiu. La trecerea roților peste ele, se produce un contact electric. Acest dispozitiv se limitează la detectarea osiilor, nu a vehiculelor, și în consecință nu poate fi folosit pentru măsurarea unei mari părți a parametrilor de trafic.

Magnetometrele măsoară modificarea câmpului magnetic al Pamântului, la trecerea unui vehicul.

Senzori în pavaj

Exemple de dispozitive încastrate în pavaj, utilizate pentru detectarea vehiculelor: bucle magnetice inductive, sonde magnetice, cabluri senzitive. Fiind încastrate în pavaj, acest tip de dispozitive prezintă o serie de dezavantaje, cum ar fi: blocarea traficului pentru lucrările de montare și întreținere, probleme în momentul deteriorării pavajului.

Buclele magnetice inductive reprezintă tipul de detector cel mai des utilizat. Ele generează un câmp electromagnetic, care este perturbat la trecerea vehiculelor a căror prezență o detectează în acest mod. Mărimea unei bucle este în general de 1×1,5m;

Sondele magnetice măsoară schimbările în câmpul magnetic al Pamântului, pentru a detecta trecerea vehiculelor pe deasupra lor;

Cablurile senzitive. La trecerea vehiculelor peste un cablu senzitiv, roțile produc comprimarea cablului piezoelectric, care generează în acel moment un semnal electric. Parametrii de trafic nu pot fi măsurați doar dacă ne limităm la detectarea osiilor.

Fig. 4.4 Bucle inductive instalate sub asfalt

Senzori montați în lungul drumului

Detecția prin senzori montați în pavaj este cea mai folosită tehnologie în prezent. Totuși, alte tipuri de dispozitive, montate în lungul drumului încep să-și facă apariția și să ocupe o pondere tot mai mare. Exemple de astfel de tehnologii sunt: senzorii radar, laser, ultrasonici, cu imagini video, identificarea automată a vehiculelor. Senzorii montați în lungul drumului sunt plasați de obicei pe structuri suspendate deasupra dumului sau pe lateralul acestuia, și, în consecință, lucrările de instalare și întreținere a lor nu ridică probleme mari pentru trafic.

Senzorii radar Doppler

Acest tip de radar realizează măsurători foarte precise ale vitezei de deplasare a vehiculelor și pot face diferența între mașinile care se apropie și cele care se depărtează de senzor. Principalul dezavantaj al acestei tehnologii îl reprezintă faptul că nu pot sesiza prezența unui vehicul staționar și, în consecință, nu pot oferi informații referitoare la densitatea traficului. Cu toate acestea, multe autorități rutiere folosesc acești senzori atunci când colectarea datelor legate de viteză este prioritară, cum ar fi în cazul monitorizării traficului în timp real. Tehnologia radar Doppler este robustă și dă rezultate bune în orice condiții de mediu.

Radarul cu microunde

Utilizat pentru detectarea prezenței, folosește unde continue modulate în frecvență pentru detectarea volumului, prezenței și calcularea vitezei. Spre deosebire de senzorii de tip radar cu microunde Doppler, radarul cu unde modulate în frecvență poate fi montat în lateralul drumului. Avantajele radarelor de acest tip sunt ușurința instalării și integrării în sistemele existente, precizia cât și costul redus. Un alt avantaj al sistemului cu detecție laser este faptul că utilizează un fascicul foarte îngust ceea ce permite poziționarea spațială a vehiculului pe drum și determinarea formei vehiculului, cu o precizie de ±10cm. Tehnologiile care se bazează pe senzorii cu fascicul laser oferă o mare precizie, care depinde însă de înălțimea la care este amplasat senzorul și de poziția lui deasupra drumului. Un dezavantaj îl reprezintă necesitatea obținerii unui raport semnal / zgomot mare, indiferent de condițiile meteo, pentru a se putea procesa corect unda reflectată din vehiculul țintă. Senzorii cu laser pot obține date despre viteza de circulație pe bandă, volumul traficului și gradul de ocupare a drumului, pot opera cu baterii sau panouri solare, și pot folosi o legătură radio de spectru larg pentru transmiterea datelor de trafic de la locul unde sunt plasate, la centrele de colectare a datelor de trafic, aflat la distanță.

Fig. 4.5 Senzor pentru detecția vehiculelor

Senzorul ultrasonic

Acest tip de senzor emite și recepționează o undă acustică, ce este analizată pentru determinarea volumului vehiculelor. Un microprocesor local poate procesa datele pentru a determina viteza vehiculului, gradul de ocupare al drumului și pentru a realiza o clasificare (limitată) a vehiculelor. Rezultatele raportate indică faptul că senzorii ultrasonici oferă o precizie destul de bună.

Senzorul magnetic

Avantaje:

Poate fi utilizat acolo unde senzorii cu buclă inductivă nu sunt fezabili;

Mai puțin susceptibil la influențele condițiilor de trafic decât senzorii cu buclă inductivă;

Instalarea sub calea de trafic a anumitor modele nu necesita tăieturi în asfalt.

Dezavantaje:

Instalarea necesită crearea de fante sau scobituri în asfalt;

Nu poate detecta vehicule oprite.

DETECTOARE DE TRAFIC RUTIER

Detectarea traficului în timp real este un element cheie în cadrul sistemelor de management al traficului și de informare a călătorilor. Până în ultimul deceniu, buclele inductive și tuburile pneumatice erau metodele principale pentru colectarea datelor și stocarea lor permanentă sau temporară. Însă, odată cu creșterea densității traficului, implementarea supravegherii traficului în timp real a devenit esențială, iar nevoia de informații cât mai precise legate de diferiți parametri de trafic, vehicule, pietoni și bicicliști a crescut vertiginos. Mai mult, s-au dezvoltat dispozitive capabile să interacționeze cu bucle subasfaltice sau cu detectoare de pe marginea drumului, care pot fi atașate la bordul vehiculelor și pot oferi detecție selectivă. În ultimii ani, inovațiile tehnologice au dus la utilizarea diferitelor tipuri de detectoare avansate de trafic, care folosesc senzori magnetici, ultrasonici, microunde, lumină infraroșie sau tehnologii optice. Acestea oferă informații despre numărul vehiculelor care trec prin zona lor de acțiune, măsura ocupării benzilor, detectarea prezenței, a cozilor de vehicule, estimarea vitezei, clasificarea vehiculelor. În plus, odată cu dezvoltarea rapidă a microprocesoarelor, a tehnologiei și softurilor video, funcțiile detectoarelor au suferit unele modificări importante, avansând de la stadiul de simple echipamente de măsurare la cel de sisteme inteligente de detecție, programabile și multifuncționale.

Fig. 4.6 Tehnologii de detecție

Diverse tehnologii pot fi acum integrate într-un singur sistem de detecție, iar ieșirea acestuia nu se limitează doar la informațiile tradiționale de prezență, numărare, ocupare, viteză și direcție, ci se pot obține informații despre lungimea cozilor sau incidente. O altă direcție în cadrul dezvoltării tehnologiilor de detecție este integrarea senzorilor cu tehnologiile de procesare a semnalelor. Este bine cunoscut faptul că buclele inductive reprezintă tipul de detector cel mai utilizat în toată lumea, în special acolo unde există suprafețe stabile ale carosabilului. În Europa, acestea au fost folosite în principal pentru controlul intersecțiilor, înlocuind detectoarele pneumatice, pentru o funcționare eficientă pe termen lung. Intensificarea controlului traficului pe arii extinse și a managementul traficului urban a dus la folosirea buclelor inductive la o scară și mai mare. Dezvoltarea tehnologiei bazate pe unde infraroșii și microunde a dus la introducerea lor și în sfera managementului traficului, datorită ușurinței instalărilor și a prețurilor reduse. În unele locuri, detectoarele bazate pe aceste tehnologii sunt folosite pentru a înlocui buclele după refacerea șoselelor sau ca detectoare laterale. În Asia, instabilitatea suprafeței drumurilor și condițiile meteorologice diverse au dus la folosirea pe scară largă a detectoarelor ultrasonice. Odată cu lucrările de solidificare a infrastructurii autostrăzilor, au început să fie implementate și buclele inductive. În Statele Unite, buclele inductive sunt folosite pentru o varietate de scopuri de detecție. Următoarea categorie de detectoare utilizată aici este cea bazată pe efectul piezoelectric, cablurile care prezintă acest efect fiind utilizate ca detectoare axiale. Acest lucru se datorează nevoii de a clasifica vehiculelor și de a cunoaște greutatea camioanelor grele în scopul colectării taxelor de tranzit. Mărimea unor intersecții americane duce la obținerea eficienței maxime a managementului traficului prin folosirea tehnologiilor video economice și fiabile. Utilizarea intensă a acestor tehnologii de detecție alternative în diverse regiuni ale lumii a dus la realizarea de investiții pentru menținerea eforturilor de dezvoltare a lor. Comunicația dintre detectoare și centrul de prelucrare a datelor este și ea dependentă de condițiile din diferite țări ale lumii. Se folosesc de obicei comunicațiile prin fir, dar pentru aplicații care necesită transmisiuni pe distanțe foarte mari s-a trecut la soluția comunicațiilor radio.

Detectoare de presiune

Plăcile pneumatice au fost utilizate intens în Marea Britanie pentru controlul și măsurarea fluxului în intersecții, din cauza necesității introducerii unui sistem receptiv la trafic. Utilizarea permanentă s-a dovedit însă a fi scumpă datorită costurilor mari de instalare și a caracteristicilor slabe pe termen lung. Tuburile de cauciuc de la suprafața carosabilului, care funcționează pe același principiu sunt încă folosite cu echipamente de supraveghere a traficului în instalări temporare. Impulsuri mecanice externe pot cauza răspunsuri false, dar producătorii susțin că aceste detectoare dau randament bun numai pentru vehiculele care le traversează axial, eliminându-le pe cele care trec pe lateral. Plăcile capacitive intră în această categorie; deoarece capacitatea variază cu presiunea, pe durata trecerii vehiculului peste placa respectivă, se modifică și frecvența circuitului rezonant care conține schimbările de capacitate. Fibrele optice instalate în aceeași manieră ca și cablurile piezoelectrice pot determina de asemenea vehiculele care le traversează axial, dar, spre deosebire de cablurile piezoelectrice, nu suferă o degradare a performanței din cauza infiltrărilor de apă sau a schimbărilor de temperatură. Cu toate acestea, tehnologiile de detecție cu fibră optică se află încă în stadiul de dezvoltare tehnologică, spre deosebire de detectoarele de presiune, care sunt folosite pe scară largă. Detectorul de presiune se bazează pe efectul piezoelectric, care produce conversia unui impuls de presiune într-un impuls electric. Detectoarele de presiune sesizează axa vehiculelor. Fiecare vehicul care trece peste detector este sesizat și mărimea impulsului electric este proporțională cu greutatea suportată de ax. Dacă două detectoare sunt instalate la distanță scurtă unul de altul, se poate măsura și viteza vehiculelor în plus față de măsurarea volumului traficului. Detectoarele de presiune au fost utilizate și pentru detectarea prezenței pietonilor care așteaptă la trecere. Pot fi utilizate și pentru înregistrarea momentelor în care un obiect de interes intră sau iese din raza de acțiune a senzorului. Pe durata instalării detectoarelor de presiune, traficul trebuie întrerupt, pentru tăierea asfaltului și instalarea cablurilor, iar infrastructura șoselei respective trebuie să fie stabilă. Costurile de întreținere sunt minime și depind de stabilitatea cablului instalat, de exemplu în cazurile în care suprafața carosabilului este deteriorată din cauza condițiilor meteorologice.

Bucle inductive

Detectorul de tip buclă inductivă reprezintă cea mai simplă metodă de detecție a trafiului. Forma și mărimea acestuia variază de la caz la caz, între pătrate, dreptunghiuri sau cercuri cu diametre cuprinse în intervalul 1.5-2m. Principalele componente ale detectorului sunt una sau mai multe spire dintr-un conductor izolat amplasat într-un locaș din drum, un cablu de alimentare care sosește dintr-o cutie de joncțiune situată pe marginea drumului, un dulap de echipament și unitatea electronică din interior, conectată la surse de alimentare fixe cu rezervare. Aplicațiile constau în detecția prezenței vehiculelor, numărarea vehiculelor sau determinarea gabaritului. Deși buclele inductive nu pot determina prin măsurare directă viteza vehiculelor, aceasta se poate determina totuși cu ajutorul unei perechi de bucle amplasate pe același ax, la o distanță bine stabilită, sau cu o singură buclă prevăzută cu un algoritm special, care trebuie să aibă ca intrări lungimea buclei, lungimea medie a vehiculului, timpul de staționare în zona de acțiune a detectorului și numărul de vehicule contorizate. Unele versiuni de detectoare bazate pe bucle inductive suportă și clasificarea vehiculelor, prin utilizarea unor frecvențe superioare de lucru, în vederea părților metalice ale vehiculelor. Amplasarea buclelor inductive se poate face atât în amonte de o intersecție, permițând instalației de control centralizat al traficului să elaboreze estimări privind lungimea cozilor de vehicule, cât și după intersecție, caz în care se face măsurarea vehiculelor care au ieșit din intersecție pe anumite benzi sau sensuri de circulație, sau amplasarea buclelor chiar pe liniile de stop.

Fig. 4.7 Schema de principiu de realizare a buclelor inductive

În cazul de față, buclele folosite vor fi montate înaintea intersecției, pentru a realize detecția și numărarea vehiculelor care pătrund în interiorul acesteia. Bucla realizată din câteva spire este excitată cu semnale având frecvențe cuprinse între 10kHz-50kHz și funcționează ca un element inductiv cuplat cu un modul electronic. Atunci când un vehicul trece sau se oprește deasupra buclei, inductanța acesteia se modifică. Ca urmare a acestui fapt, are loc o schimbare a frecvenței oscilatorului, sesizată de montajul electronic asociat, care transformă totul într-un impuls ce este transmis controllerului, indicând astfel prezența unui vehicul. Detectoarele de tip buclă inductivă de pe piață operează cu inductanțe cuprinse între 20 și 200μH, cu toate că în general există obiceiul de a menține acest domeniu în plaja 100 – 300μH.

O regulă de calcul este următoarea:

în care:

P – perimetrul buclei, exprimat în metri;

N – numărul de spire ale buclei;

L – inductanța în μH.

Cei mai importanți parametri ce rezultă din informațiile furnizate de buclele inductive sunt:

Volumul:

unde:

Q=numărul de vehicule/oră detectate

N=numărul de vehiculedetectate în perioada de timp T

T= perioada de timp, calculat în ore

Gradul de ocupare

unde:

Ө= gradul de ocupare, in %

T= perioada de timp, în ore

ti=perioada totală a impulsului detectorului

D= perioada pantei descendente perioada pantei ascendente

Viteza

unde:

V=viteza vehiculului, în km/h

– în cazul determinării cu un singur detector:

d=lungimea medie a vehiculelor + lungimea detectorului, in metri

t0= momentul în care se declanșează detecția, calculat în ms

t1 = momentul terminării detecției, în ms

-în cazul în care viteza se determina cu doi detectori:

d= distanța dintre detectori

t0= momentul declanșării detectorului din amonte, în ms

t1= momentul declanșării detectorului din aval, în ms

Pe baza formulei anterioare se poate determina lungimea vehiculului:

unde:

V= viteza stabilită anterior

ti0 = momentul începerii detecției pentru detectorul i, în ms

ti1 = momentul terminării detecției pentru detectorul i, în ms

Densitatea de vehicule:

unde:

K = densitatea de vehicule

N = numărul de vehicule detectate în perioada de timp, T

T = perioada de timp, în ore

Avantaje:

Utilizarea acestui tip de detectoare de trafic este foarte extinsă și cunoscută pentru toate aplicațiile la care se pretează (volumul traficului, gabaritul vehiculelor, prezență, direcție de deplasare și intervalul între vehicule). Designul este flexibil, iar prețul de achiziție a echipamentului este redus.

Dezavantaje:

Probleme legate de instalare: întreruperea traficului, calitatea suprafeței drumului, întreținere, cost manoperă, etc. Informațiile pot fi preluate din diverse puncte ale rețelei de drumuri. Detecția prea apropiată de linia de stop nu va permite sistemelor UTC să primească datele, să le proceseze și să comande semafoarele din aval în timp util pentru ca acțiunile dorite să poată să se desfășoare corect. Detecția realizată la jumătatea distanței reprezintă un bun compromis, însă comunicațiile și cablarea intersecțiilor implică costuri mai mari decât în alte cazuri. Există sisteme care folosesc bucle amplasate în fiecare bandă lângă linia de stop, în timp ce altele le utilizează în amonte față de linia de stop (de obicei 100-300m), într-un punct în care lungimea maximă a cozii de vehicule la orele de vărf nu depășește această limită. Distanța se poate alege și așa încât durata parcurgerii de către vehicule a spațiului până la linia de stop să fie suficientă pentru sistem ca să realizeze procesarea datelor și să ia o decizie în ceea ce privește modificarea duratelor de semnalizare. Fiecare din aceste sisteme va măsura aceeași cerere de trafic și va utiliza aceste informații în același mod. Cu toate acestea, fiecare are avantaje proprii: buclele situate în apropierea liniei de stop vor detecta capătul zonei saturate mult mai bine, modificând ca atare duratele de semnalizare permisivă pentru următoarea cerere, în timp ce detectoarele situate la distanță vor genera o “hartă” generală a congestiei rețelei, ce va putea fi apoi procesată corespunzător. Sistemele amplasate pe linia de stop pot determina fluxurile de saturație la nivelul liniei de stop pe fiecare ciclu de semnalizare.

Fig. 4.8 Exemplu de amplasare a buclelor inductive pentru măsurarea vitezei

Avantajul acestei metode este că duratele de semnalizare permisivă pot fi influențate de fluxul de saturație, care este o măsură a vehiculelor ce pot fi eliberate pe durata semnalului de verde. Acest lucru prezintă o importanță deosebită pentru acele benzi pe care se pot executa viraje sau pentru benzile pe care există trafic mixt de-a lungul zilei (de exemplu cu multe vehicule grele în anumite perioade din zi). Un astfel de sistem poate gestiona mult mai eficient variații de trafic și surse de vehicule precum parcările magazinelor mari sau porțile întreprinderilor.

Principalul inconvenient în amplasarea buclelor inductive la linia de stop este incapacitatea de a determina lungimea cozii și nivelul de congestie pe legătură. În plus, absența informațiilor privind durata de parcurgere a legăturii între detector și linia de stop determină imposibilitatea calculării duratelor de semnalizare în intervalul în care traficul se desfășoară spre intersecție, ci pe baza determinărilor realizate la ciclul de semaforizare precedent.

Magnetometre

Acest tip de detectoare sesizează schimbările câmpului magnetic al Pământului. Componentele verticală și orizontală ale câmpului magnetic al Pământului sunt măsurate în absența vehiculului, care determină calibrarea dispozitivului. Când un vehicul se află în apropierea detectorului, câmpul magnetic al Pământului se modifică, iar schimbarea este sesizată, vecinătatea detectorului fiind dependentă în totalitate de conținutul și caracteristicile metalului folosit pentru confecționarea mașinii.

Fig. 4.9 Instalarea unui detector magnetic

Magnetometrele se folosesc pentru detectarea prezenței, a direcției, a ocupării benzilor, a vitezelor și pentru numărarea vehiculelor. Nu detectează bicicletele decât dacă trec direct pe deasupra echipamentelor și dacă conțin suficient metal în structura lor. Comunicația cu echipamentele de preluare a datelor se face fie prin cablu, fie prin semnale radio, folosind protocoalele de comunicație RS232 sau RS485. Costurile de întreținere sunt minime, însă aceste detectoare au aceleași probleme ca buclele și cablurile piezoelectrice.

Detectorul acustic pasiv

Acest tip de detectoare sesizează zgomotul produs de trecerea unui vehicul. Sunt însă afectate de emisiile acustice exterioare. Producătorii susțin că procesarea avansată a semnalelor oferă eliminarea adaptivă a interferențelor și monitorizare de înaltă calitate a mai multor benzi de circulație. Testele au dovedit că temperaturile scăzute produc erori în numărarea vehiculelor, în special în cazul unor volume mari de trafic. Parametri măsurați sunt aceiași ca și în cazul buclelor inductive, cu excepția bicicletelor, care nu pot fi numărate. Detectoarele pot fi montate în lateralul carosabiului, sau deasupra benzilor dacă avem de a face cu mai multe benzi de circulație.

Fig. 4.10 Detector acustic pasiv

Detectorul ultrasonic

Acest tip de detectoare generează un semnal sonic în impulsuri și măsoară timpul necesar pentru reflexia acestuia de către mașină. Se pretează foarte bine în zonele în care suprafața carosabilului nu este stabilă sau în orașele care sunt inundate des. Detectoarele cuprind de obicei un transciever și o unitate de control, nu au piese în mișcare, drept pentru care producătorii le definesc ca fiind robuste și nu necesită o mentenanță deosebită.

Fig. 4.11 Senzor PIR-ultrasonic ASIM DT 272

Ca și în cazul detectoarelor acustice, procesarea semnalelor poate ameliora performanța prin înlăturarea reflexiilor nedorite. S-a constatat însă că sunt sensibile la temperatură și vânt puternic. Parametri măsurați sunt aceiași cu cei de la detectoarele magnetice (detectarea prezenței, a direcției, a ocupării benzilor, a vitezei și numărarea vehiculelor). Costurile de instalare sunt mici, datorită dimensiunilor reduse ale detectoarelor și ale pieselor sale componente. Însă trebuie montate deasupra benzii corespunzătoare de circulație, deci la costul de instalare se adaugă și prețul catargului.

Radarul Doppler

Aceste detectoare se bazează pe schimbarea frecvenței semnalului reflectat față de frecvența semnalului incident. Prezența vehiculelor este sesizată prin apariția unui semnal reflectat, iar proporția modificării frecvenței dă o măsură directă a vitezei. Unele prelucrări ale semnalului reflectat trebuie să determine dacă un vehicul se apropie sau se îndepărtează de detector. Radarele au dat randament foarte bun în condiții meteorologice aspre. Zona de detecție este nedeterminată, distanța de detecție depinzând de mărimea vehiculelor, dar tipic este de aproximativ 25m. În afară de prezență și de viteză, radarele Doppler pot calcula pe baza acestora fluxul de trafic și gradul de ocupare a benzilor. Există însă o viteză de prag, sub care detecția vehiculelor individuale nu mai este eficientă, în mod normal cam 8 km/h. Nu sunt detectate vehiculele staționare, însă pot fi sesizați pietonii și bicicliștii în mișcare, care traversează strada în orice direcție, de obicei la viteze de 1 km/h. Instalarea se face în general la semafoare, fără necesitatea disturbării traficului din zonă, iar distanța de la linia de stop până la care se va realiza detecția prezenței vehiculelor poate fi prestabilită.

Fig. 4.12 Detectoare radar instalate în teren

Un singur detector poate acoperi un număr de benzi, dar dacă este necesară monitorizarea individuală a benzilor, costurile de instalare ajung de ordinul celor de la detectoarele ultrasonice. În general, costul pe unitate este mai ridicat decât la buclele inductive, dar întreținerea ulterioară este mai ieftină.

Detectoare cu modulație în frecvență a undei continue (FMCW)

Detectoarele cu microunde FMCW pot fi folosite pentru măsurarea progresului unui vehicul spre un anumit punct prin sesizarea mișcării din semnalele configurate de detector. Poate fi monitorizată o singură bandă, cu excepția cazurilor în care detectorul este montat oblic față de fluxul traficului, când detecția pe mai multe benzi poate fi oferită (în condiții de trafic intens, poate interveni mascarea unor vehicule). Sunt detectate atât vehiculele în mișcare cât și cele staționare, iar prin prelucrarea informațiilor de prezență pot fi furnizate și volume și numărul vehiculelor. Sunt oferite și date de clasificare, dar categoria vehiculelor este necunoscută. Aceste detectoare s-au comportat satisfăcător în condiții meteorologice vitrege. Instalările au loc fără întreruperea sau deranjarea traficului normal, iar distanța de la linia de stop până la care se va realiza detecția prezenței vehiculelor poate fi prestabilită, detectoarele fiind utilizate, la fel ca și radarele Doppler pentru o singură bandă sau, dacă se amplasează oblic față de benzile de circulație, pentru mai multe benzi. Pentru operare normală, detectoarele trebuie să preia informații din traficul real. Costurile de instalare și întreținere sunt mai ridicate decât ale radarelor Doppler.

Detectoare pasive în infraroșu

Aceste detectoare merg pe principiul sesizării căldurii emise de un corp în comparație cu ceea ce îl înconjoară. Banda energiei radiate este de așa natură încât să permită trecerea prin fum și ceață. Se observă însă unele degradări în funcționare când plouă foarte tare sau când ninge.

Fig. 4.13 Detectoare pasive în infraroșu

Schimbările minore în temperatura de la suprafață cauzate de condiții meteorologice diverse sunt ignorate, iar unele detectoare pot dispune de metode de prelucrare a semnalelor bazate pe microprocesoare pentru a se adapta la condițiile vremii. Sistemele pot fi statice sau dinamice. Detectoarele dinamice reacționează la schimbările de radiații produse de trecerea unui obiect; dacă obiectul se oprește, detecția nu mai este posibilă. Sistemele statice au “memorie”, menținând informația de prezență a unui vehicul sau pieton pentru o perioadă de câteva minute și poate fi capabil să îi numere. Progresele în domeniul procesării semnalelor au dus la posibilitatea determinării direcției de mișcare a obiectelor monitorizate. În mod normal, detectoarele pasive în infraroșu se folosesc pentru detectarea vehiculelor la linia de stop sau a pietonilor care traversează strada prin zona de acțiune a acestora. Se pot configura să detecteze vehicule în două zone, în consecință putând să măsoare viteza și prezența și să calculeze numărul vehiculelor detectate. Detectoarele sunt instalate fără impact asupra desfășurării traficului, cu excepția cazurilor în care este necesară instalarea unui catarg.

Detectoare active în infraroșu

Detectoarele active în infraroșu generează impulsuri de energie în infraroșu și măsoară ce se reflectă. Detectoarele LIDAR în infraroșu, montate lateral față de carosabil, funcționează într-o manieră similară detectoarelor cu microunde.

Fig. 4.14 Detector activ în infraroșu

Aceste detectoare pot fi folosite pentru obținerea informațiilor de prezență, viteză, grad de ocupare și numărul vehiculelor atât ziua cât și noaptea.

Lățimea foarte îngustă a razei permite determinarea foarte precisă a poziției vehiculelor pe șosea, precum și măsurarea profilului și înălțimii, care reprezintă parametri de clasificare a vehiculelor.

Alt avantaj oferit este faptul că nu reacționează la obiecte mici, cum ar fi păsările sau insectele, însă testele au dovedit că șoselele ude sau căderile masive de zăpadă pot provoca erori la numărare.

Detectoarele pot fi folosite și pentru sesizarea prezenței pietonilor, dar fără să îi numere sau să determine direcția lor de mișcare. Detectoarele active în infraroșu sunt instalate în mod normal deasupra fluxului de trafic monitorizat, sau, dacă se folosesc pentru pietoni, la semafoarele corespunzătoare. Costurile de instalare sunt mai mari decât ale buclelor inductive, dar cele necesare pentru mentenanță sunt mai reduse.

Detecția bazată pe procesarea imaginilor video

Sistemele video sunt utilizate pentru a furniza date de intrare a softurilor de recunoaștere a plăcuțelor de înmatriculare ale vehiculelor. Sistemul de recunoaștere a numerelor de înmatriculare funcționează astfel: se scanează imaginea video de intrare referitoare la un anumit vehicul (iluminată în mod normal de lumină infraroșie pe timp de noapte), se detectează apoi zona plăcuței de înmatriculare, care este scanată și transferată la sistemul optic de recunoaștere.

Fig. 4.15 Detectoare pentru recunoașterea plăcuțelor de înmatriculare

Software-ul OCR (Optical Character Recognition – Recunoașterea Optică a Caracterelor) va folosi în continuare șabloane tipice sau metode specifice rețelelor neuronale pentru determinarea caracterelor din numărul de înmatriculare. Tehnicile avansate folosesc o formă inteligentă de procesare pentru minimizarea confuziilor la identificarea caracterelor. Caracterele sunt citite în timp real, la viteze de până la 240km/h. Datele sunt folosite în general pentru calcularea timpului de călătorie sau pentru supraveghere origine-destinație.

Fig. 4.16 Echipamente utilizate în cadrul detecției video a traficului

Poziționarea camerei este importantă pentru optimizarea vederii asupra numărului de înmatriculare, minimizând efectul distorsiunilor unghiulare, simultan cu încercarea de maximizare a numărului de benzi monitorizate de aceasta. De asemenea, camerele trebuie fixate bine, pentru a reduce efectele mișcărilor produse de vânturi puternice. Pe măsură ce tehnologiile s-au dezvoltat și automatizat, analiza imaginilor captate a început, la rândul ei, să fie automatizată și perfecționată, astfel încât aplicațiile actuale se desfășoară pe baza procesării electronice a imaginilor. Sunt analizate zonele de interes și sunt extrase datele necesare supravegherii și controlului traficului.

Fig. 4.17 Centru de monitorizare a traficului pe baza imaginilor în timp real captate cu ajutorul sistemelor de detecție video

Un sistem de procesare a semnalelor video este alcătuit din una sau mai multe camere, un calculator specializat pentru digitizarea și procesarea imaginilor și software pentru interpretarea acestora și transformarea lor în flux de date. Sistemele bazate pe procesarea imaginilor video(SPV) detectează vehicule prin analiza schimbărilor care au loc între cadrele succesive preluate. Algoritmii de analiză a imaginilor alb-negru realizează această funcție pe baza examinării variației nivelurilor alb-negru în grupuri de pixeli conținute în cadrele video, cu înlăturarea nivelurilor de gri din fond cauzate de diverși factori, cum ar fi condițiile meteo sau umbre. De asemenea, imaginile color pot fi exploatate în acest scop. În cazul utilizării sistemelor video, camerele sunt amplasate în general deasupra carosabilului, cu unghiul de vedere în jos, către intersecție, scanând fiecare bandă, pe baza determinării unor bucle virtuale și operând asemănător cu sistemul cu bucle inductive. Numai metoda de detecție este diferită, modul în care datele sunt utilizate de algoritmi și de softul sistemului adaptiv rămânând același. După ce datele au fost colectate, procesate și au fost calculate duratele de semnalizare permisivă, se pot executa și alte operații în rețea. De exemplu, dacă legăturile interne ale rețelei devin aglomerate, traficul poate fi redirecționat spre legături externe ale rețelei sau spre legături desemnate special pentru acumulare de vehicule, unde este mai mult spațiu disponibil. Acest mod de manipulare a rețelei este foarte util pentru sarcina de prioritizare a vehiculelor de intervenție de-a lungul rețelei. Sistemele de detecție video își găsesc adevărata utilitate atunci când sunt folosite pentru detecția incidentelor. În timp ce buclele inductive vor sesiza un vehicul care staționează ca indiciu al congestiei de trafic, un sistem video poate fi programat să detecteze incidente prin marcarea în zona de detecție a unei arii asemănătoare unei bucle numită fereastră de numărare. Anumite sisteme de detecție video au capacitatea de a detecta, înregistra și avertiza operatorul de trafic prin rularea unui film scurt cu incidentul.

Cele mai dezvoltate sisteme bazate pe procesarea video sunt:

TRIPLINE – acest system permite utilizatorului stabilirea unui număr de zone de detecție în cadrul razei de acțiune a camerei, vehiculele fiind detectate pe baza schimbărilor în atributele pixelilor cauzate de imaginea vehiculelor în raport cu cea a drumului liber. Detecția se realizează prin analize de suprafață (identificarea contururilor) și cu grile (observarea stării dinamice a vehiculelor). Sistemele TRIPLINE sunt utilizate și pentru măsurarea vitezei vehiculelor prin măsurarea duratei de timp necesară unui vehicul pentru a tranzita zona de interes, de lungime cunoscută.

Urmărire cu buclă închisă – sunt o extensie a sistemelor precedente, ce permit detecția vehiculelor pe secțiuni mai mari ale carosabilului. Sistemele în buclă închisă urmăresc permanent vehiculele din câmpul vizual al camerei. După validare, vehiculul este numărat și viteza sa este actualizată de algoritmul de urmărire. Aceste sisteme de urmărire video pot oferi informații suplimentare, drept pentru care au potențialul de a furniza informații sistemelor laterale de afișare (panouri cu mesaje variabile) sau sistemelor de la bord (audio), pentru a avertiza participanții la trafic care nu au un comportament adecvat pe drum.

Urmărire prin asociere de date – scheme ce identifică și urmăresc în mod particular anumite vehicule sau grupuri de vehicule aflate în raza de acțiune a camerei video. Pe viitor, aceste sisteme vor permite informații despre perechile origine-destinație și durata călătoriei, prin intermediul monitorizării continue , de la o cameră la alta, a vehiculelor pe traseu.

Fig. 4.18 Camere video amplasate la linia de stop

Sistemele bazate pe procesarea imaginilor pot realiza funcțiile mai multor bucle inductive, pot asigura detecția pe mai multe benzi de circulație la un preț mai scăzut, se pot clasifica vehiculele în raport cu lungimea lor, se poate afla densitatea traficului, gabaritul, sau viteza fiecărei clase de vehicule.

Avantajele sistemelor de procesare a imaginilor:

Procesarea digitală a imaginilor se află într-o dezvoltare continuă în ceea ce privește schimbarea unghiului de iluminare, reflexii, schimbări climatice, eliminarea perturbațiilor, tratarea problemelor legate de umbră, etc. Cu toate acestea, o eliminare completă a factorilor disturbanți nu este posibilă, drept pentru care se impune realizarea testelor de eficiență înainte de montarea camerelor în anumite locații.

Procente de recunoaștere corectă a vehiculelor de peste 95% au fost obținute prin procedee combinate (o singură zonă de detecție și camera montată la o înălțime suficientă).

Precizia de detecție a vehiculelor scade odată cu reducerea înălțimii la care sunt montate camerele video (sub 85% la 9m față de peste 95% la 15m).

Tehnologia de identificare automata a vehiculelor (AVI – Automatic Vehicle Identification)

Această tehnologie a fost utilizată inițial pentru sistemele de plată electronice și pentru aplicațiile cu vehicule comerciale. Totodată poate fi folosită și pentru a oferi date despre timpul de călătorie pe drumuri secundare sau pe autostrăzi, date care sunt foarte utile pentru aplicatiile ATIS. În plus, tehnologia AVI poate oferi informații referitoare la volumul de trafic, dar asta în funcție de nivelul de folosire al vehiculelor echipate cu antene AVI.

Fig. 4.19 Camera de supraveghere

Televiziunea cu circuit închis (CCTV – Closed-Circuit Television)

CCTV este un element esential al supravegherii video pentru ITS. CCTV reprezintă un sistem format din diverse echipamente din industria securității, printre care unități camere CCTV/obiective, echipamente de control și sistemul de comunicații. Acesta din urmă conecteazaăcamera TV la un centru de control. Obiectivul principal al camerelor CCTV este să asigure supravegherea unor segmente de drum sau intersecții și să realizeze confirmarea vizuală a incidentelor, dar pot fi folosite și pentru detectarea incidentelor. Un al doilea beneficiu îl reprezinta urmărirea condițiilor de mediu, inclusiv a precipitațiilor și a vizibilității. CCTV ajută și în alte aplicații, cum ar fi clasificarea vehiculelor sau aplicarea regulilor rutiere. Plasarea camerelor CCTV trebuie să se faca strategic, în funcție de o serie de factori, cum ar fi: volumul traficului, numărul de coliziuni, geometria intersecției, obstacolele vizuale, costul comunicațiilor, al asigurării alimentării, usurința de montare și altele. Performanțele CCTV pot fi afectate de viteza cu care își pot modifica unghiul de înclinare, direcția de vizibilitate și deschiderea. Procesarea digitală a semnalelor oferă mai multe avantaje fată de procesarea analogică convențională a semnalelor.

Printre aceste avantaje, se numară:

control sporit;

surința instalării;

conexiuni simplificate pentru comunicații;

capacități sporite de modificare a deschiderii obiectivului;

operare mai ușoară la lumina slabă.

Automate de dirijare a circulației

Tipurile de semnale de trafic care controlează o intersecție furnizează o succesiune de apariții ale culorilor verde, galben-roșu (considerat în cele ce urmează doar galben), roșu precum și a indicațiilor speciale, fie singulare, fie în combinații de mișcări, pentru fiecare intrare. Semnalele de trafic pot fi prestabilite sau la cerere. Semnalele prestabilite repetă o valoare constantă a ciclului. Semnalele la cerere sunt capabile să răspundă prezenței autovehiculelor sau pietonilor, la un moment dat în intersecție. Aceștia, vehicule sau pietoni, sunt detectați, semnalele sunt transmise către aparatura logică de control, (automate de dirijare a circulației acționate de vehicule sau pietoni), și se răspunde cererii lor. Rolul acestei aparaturi este asigurarea unei distribuții potrivite între aparițiile succesive ale culorilor.

Prin automate de dirijare a circulației se înțelege orice fel de aparatură destinată acționării unei instalații electrice de semaforizare. Într-o acceptare generală se poate spune că există trei tipuri de automate de dirijare a circulației;

automate de dirijare a circulației cu funcționare prestabilită;

automate de dirijare a circulației acționate de vehicule sau cu o funcționare adaptată cerințelor de moment ale traficului;

automate de dirijare a circulației acționate de pietoni.

Automate de dirijare a circulației cu funcționare prestabilită

În cazul acestor automate, timpii de verde, în consecință și duratele ciclurilor de funcționare ale semafoarelor sunt predeterminate și au o durată fixă. În țara noastră, la ora actuală sunt cele mai folosite tipuri; ele pot funcționa pe baza unuia sau mai multor programe fixe predeterminate , ce pot fi exploatate funcție de necesitățile traficului.

Automatele de acest tip prezintă următoarele avantaje:

se pretează la o coordonare a dirijării circulației din mai multe intersecții dispuse într-un sistem liniar sau în rețea. Această coordonare permite o mișcare progresivă (în sensul continuității mișcării prin intersecțiile sistemului), cu o viteză controlată, în cazul unui sistem bine spațiat;

funcționarea acestor tipuri de automate nu este condiționată de trecerea vehiculelor peste o serie de detectori (sonde de trafic) amplasați pe accesele intersecției. Din acest motiv, buna lor funcționare nu are de suferit din cauza unor vehicule oprite sau a unor lucrări de construcții sau reparații din raza suprafeței controlate;

se pretează foarte bine la o exploatare în zonele cu volume mari de trafic de pietoni, unde, din cauza prea deselor acționări a butoanelor prin care pietonii solicită permisiunea de traversare a străzii, se pot produce multe confuzii în dirijarea traficului de vehicule;

costurile acestor automate și în special instalarea lor este, în general, ieftină. De asemenea, buna funcționare a acestora este mult mai ușor de asigurat.

Automate de dirijare a circulației acționate de vehicule

În cazul automatelor de dirijare a circulației acționate de vehicule, duratele și succesiunea timpilor de verde sunt servite funcție de cerințele de moment ale traficului, determinate prin intermediul unor sonde de trafic (detectori), instalate în mod normal pe toate accesele în intersecție.

În absența cererilor de intrare în intersecție, semafoarele rămân la întâmplare pe faza care a fost servită ultima. Automatele de acest tip beneficiază, în exploatare, de mai multe tipuri de facilități, prezentate în continuare.

Fig. 4.20 Facilitățile automatelor de dirijare a circulației acționate de vehicule.

Extinderile sunt individuale și nu cumulative, timpul asociat fiind redus la o nouă valoare numai dacă următoarea cerere de extindere depășește timpul neexprimat al extinderii servite anterior.

Când intervalul dintre vehiculele ce sosesc și trec peste un detector este mai mare decât limita superioară a extinderii timpului minim pentru un vehicul, permisiunea de circulație este transferată automat la faza următoare, în cazul în care aceasta este cerută, schimbarea purtând numele de schimbare la gol (adică schimbarea a fost posibilă prin existența unui gol în fluxul de trafic ce avea în acel moment permisiunea de trecere).

Pentru a împiedica vehiculele dintr-un flux să nu aștepte prea mult atunci când nu există permisiunea de trecere, datorită unui flux continuu pe faza de trecere, este predeterminată o perioadă maximă, indiferent de situația extinderii timpului minim pentru un vehicul.

Dacă traficul este abundent pe toate fazele, timpii verzi asociați acestora pot trece succesiv la maximum, rezultând în realitate un program fix. În cazul marilor orașe, multe dintre automatele de acest tip lucrează în acest regim pe durata perioadelor de vârf.

Timpul maxim variabil, reprezintă o facilitate care permite timpului verde maxim să fie extins automat peste valoarea prestabilită, dacă rata medie a fluxului de trafic la sfârșitul verdelui maxim predeterminat depășește o valoare critică, de asemenea predeterminată.

Permisiunea de circulație poate fi menținută (presupunând că nu există schimbări la gol) atât timp cât rata medie a fluxului care are permisiunea de a circula depășește valoarea instantanee a unei limite pentru fluxul antagonist cu care este comparată în mod continuu.

În mod normal, fazele se succed ciclic într-o anumită ordine prestabilită. Dacă însă nu există cerere a traficului pentru o anumită fază de circulație, aceasta este omisă automat. Se poate face de asemenea, prevederea de revenire la o anumită fază, selectată, în absența cererilor pentru alte faze.

În cazul acestor instalații de semaforizare este posibilă intervenția specialiștilor prin intermediul unui pupitru de comandă sau calculator portabil.

Avantajele automatelor de dirijare a circulației acționate de vehicule sunt:

prezintă eficiență maximă în exploatare în cazul intersecțiilor în care fluctuațiile valorilor de trafic nu pot fi anticipate și, deci, programate anterior;

eficiența acestor automate poate fi, de asemenea, maximă în cazul unor intersecții complexe, unde anumite relații sunt sporadice sau prezintă mari fluctuații de volum;

prezintă o eficiență maximă și în cazul intersecțiilor având o stradă principală și una secundară; automatul de dirijare a circulației acționat de vehicule asigură o întrerupere a fluxului străzii principale numai în cazul în care există o cerere din partea străzii secundare, întreruperea fluxului străzii principale fiind limitată ca durată la minimul necesar;

pot fi folosite cu eficiență maximă și în cazul intersecțiilor prost amplasate în sisteme coordonate, în care caz întreruperile fluxurilor străzii principale sunt foarte ineficiente și chiar periculoase, din care cauză trebuie reduse la minim ca număr și ca durată. O revenire, cât mai rapidă, la ciclul de funcționare al sistemului este absolut necesară pentru a se asigura efectul coordonării cu intersecțiile învecinate;

reducerea la minim a numărului opririlor și pornirilor, respectiv diminuarea întârzierilor nejustificate ale traficului străzii principale, în comparație cu automatele ce funcționează pe bază de programe prestabilite , care continuă să funcționeze chiar și pe durata perioadelor de timp când traficul scade sub minimul impus prin condițiile de semaforizare;

utilizarea acestor tipuri de automate tinde să reducă hazardul asociat opririlor arbitrare ale vehiculelor în conformitate cu regimul de funcționare pe bază de programe prestabilite, care cer alternarea permisiunii de circulație chiar în afara solicitărilor traficului.

Automate de dirijare a circulației semiacționate de vehicule

În acest caz detectorii de trafic sunt instalați numai pe străzile laterale, deci cu un trafic scăzut sau chiar întâmplător. Permisiunea de circulație este menținută în mod normal pe strada cu traficul principal, fiind transferată imediat (sau la sfârșitul unei perioade prestabilite) străzii laterale, când există o cerere din partea acesteia, respectiv când un vehicul a trecut peste sonda de trafic aferentă străzii laterale.

Timpul verde asociat străzii laterale, poate fi extins în mod normal la cereri succesive, până la un maxim prestabilit, după care permisiunea de trecere este redată străzii principale și nu mai poate fi luată decât la expirarea unei perioade, de asemenea, prestabilite.

Practica a demonstrat că, pentru perioadele de timp cu trafic scăzut, automatele semiacționate de vehicule prezintă o rată mai ridicată a accidentelor în comparație cu categoria automatelor acționate de vehicule. Aceasta se explică prin faptul că, în majoritatea cazurilor, automatul, deci semafoarele, acționează imediat ce un vehicul a trecut peste sonda străzii laterale, determinând o întrerupere foarte arbitrară a fluxului principal.

O situație periculoasă poate apărea când, un vehicul din fluxul principal nu a putut opri la timp (la întreruperea timpului de verde) și un vehicul al străzii laterale a primit permisiunea de a intra în intersecție cu viteză (prin apariția timpului de roșu/galben imediat ce vehiculul a trecut peste sonda de trafic). Acest pericol poate fi diminuat prin introducerea unei schimbări întârziate, facilitate ce face ca timpul galben/roșu să fie întârziat cu 1-2 secunde după ce prezența vehiculului pe strada secundară a fost înregistrată prin intermediul detectorului de trafic.

Detectoarele de trafic se mai întâlnesc sub denumirea de controlere de semnal. Sunt standardizate pe plan internațional și ele cuprind o varietate de echipamente de control al traficului precum și informații privind funcționarea și exploatarea lor.

În SUA, în 1976 The National Electrical Manufacturers Association (NEMA) au propus standardele, publicate în 1983, care cuprind: sisteme de detectare a autovehiculelor, unități de control al traficului (simple și complexe), interfețe (de intrare și de ieșire) și altă aparatură de trafic.

Cei mai comuni uzuali detectori de vehicule sunt cei cu buclă inductivă care folosesc un senzor sub formă de buclă, introdus în pavajul drumului. Figura.2. ilustrează o astfel de buclă inductivă, câte una pentru detectarea vehiculelor pe un sens de circulație.

Un vehicul care intră în zona de detecție a senzorilor afectează câmpul magnetic al buclei cauzând o scădere a inductanței. O unitate de detecție a buclei care o alimentează și monitorizează, răspunde la scăderea inductanței și trimite un semnal de ieșire către unitatea de control.

Fig. 4.20 Exemplu de poziționare a detectorilor cu buclă inductivă

Precizia senzorului poate fi ajustată prin alegerea unei anumite valori a variației inductanței cauzate de un vehicul care ar genera un semnal de ieșire indicând prezența sau trecerea unui vehicul.

În conformitate cu recomandările standardelor, sensibilitatea în detecția unui semnal permite identificarea unei anumite categorii de vehicule. Autovehiculele ocupând zona de detecție pot fi clasificate după reducerea de inductanță pe care ele o cauzează și care corespunde unei sensibilități mai mari sau mai mici, generate de autovehicule de diferite categorii, respectiv motociclete sau vehicule grele: de 0,13%, 0,32% sau 3,2%. Detectorii de vehicule pot fi folosiți pentru a îndeplini diferite funcții, cele mai importante fiind cea de detecție a trecerii și cea de prezență a unui autovehicul.

Detectarea trecerii este realizată cu bucle mici care sunt ocupate numai scurt timp de trecerea autovehiculelor. în acest caz este generat un impuls de scurtă durată, care să semnalizeze trecerea autovehiculului.

Prezența autovehiculului este detectată cu ajutorul unei bucle mari sau prin înserierea buclelor mici, așa cum se vede în figura 4.22; figura arată că o combinație de bucle scurte, amplasate la distanțe cunoscute poate fi folosită pentru a detecta viteza autovehiculelor.

.

Fig. 4.22 Exemplu de poziționare a detectorilor cu buclă inductivă

Semnificația notațiilor este:

1-două perechi de bucle îndepărtate la 18 m, pentru viteza de 48- 56 km/h;

2-două bucle de 1,8×2,4 m detectează trecerea vehiculelor;

3-bucle lungi pentru detectarea prezenței vehiculelor;

4-patru bucle 1,8×1,8 m pe o lungime de peste 16 m pentru detectarea prezenței;

5-două perechi de bucle de îndepărtate la 24 m, pentru viteza de 64 km/h;

6-două bucle 1,8×1,8 m pentru operare PULS;

7-bucle cu diamant pentru detectarea prezenței;

8,9-butoane pentru pietoni.

Standardele NEMA folosesc noțiunea de DETECTOR DE MOD pentru a descrie durata și condițiile canalului de ieșire al detectorului. în cazul detectorilor cu 4 moduri se specifică:

Modul PULS – care se referă la cazul când detectorul produce un impuls de scurtă durată când un vehicul este detectat;

Modul CONTROL – se referă la cazul când este produs un impuls de durată fixă, corespunzând perioadei de timp în care vehiculul ocupă zona;

Modul PREZENȚĂ CONTINUĂ – se referă la modul de operare în care detectorul sesizează continuu, dacă cel puțin un vehicul ocupă zona de detecție;

Modul PREZENȚA LIMITATĂ – corespunde modului de operare prezența continuă pentru perioade limitate, dacă vehiculul rămâne în interiorul zonei de detecție.

Printre mulțimea de caracteristici ale sistemului de detecție este importantă întârzierea la ieșire, pentru o perioadă precisă de timp și inhibarea acesteia în cazul când vehiculul prezent ar pleca înainte de expirarea timpului.

Această caracteristică este folosită în situațiile în care este permisă mișcarea la dreapta pe semnalul de roșu, iar durata unei faze ar putea fi prelungită inutil, de asemenea pentru a permite autovehiculelor lente (autotractoare lente) să evacueze intersecția înainte ca semnalul să se schimbe.

Unitatea de control este "creierul" sistemelor de trafic. Ea primește "apeluri" de la detectori și interfețe cu echipament de afișare a semnalului și furnizează programe privind succesiunea și sincronizarea semnalelor afișate.

Standardele NEMA asigură compatibilitatea diferitelor sisteme de trafic. Diferitele tipuri de sisteme de trafic sunt capabile să implementeze o varietate de strategii de alegere a fazelor, de sincronizare, incluzând schemele cu timpi prestabiliți precum și cele cu control continuu (programe flexibile).

Automate de dirijare acționate de pietoni

Acest tip de automate este folosit, în general, pentru protejarea trecerilor de pietoni peste arterele de circulație cu trafic intens, adică în cazul existenței unor intersecții rezultate din nevoile pregnante de circulație ale vehiculelor și cele de traversare ale pietonilor. Din această confruntare vehicule pietoni, cei din urmă fiind pasibili de accidente, funcționarea acestui tip de automate este condiționată de cererile de traversare ale acestora, înregistrate prin intermediul butoanelor de acționare, amplasate pe stâlpii de susținere a semafoarelor apropiate trecerilor de pietoni.

În urma solicitărilor de traversare ale pietonilor, automatele de acest tip asigură acestora permisiunea de traversare a străzii imediat, în cazul existenței unui gol în fluxul de vehicule, sau la sfârșitul unei perioade de timp prestabilite, în cazul în care acesta prezintă un caracter de continuitate.

O altă utilizare a automatelor acționate de pietoni este în legătură cu automatele complet sau semiacționate de vehicule, caz în care permisiunea de traversare pentru pietoni este servită numai în condițiile existenței unui gol în fluxul de trafic al străzii sau la expirarea timpului maxim predeterminat, aferent automatelor de dirijare a circulației acționate de vehicule.

Avantaje și dezavantaje ale diferitelor tipuri de sisteme de detecție

Detectoarele video, MVD și PIR pot fi afectatede condițiile severe de mediu. Chiar dacă este vorba despre ceață, vânt, ploaie, zăpada, căldură, pot apare detecții false sau să fie diminuată detecția. Anumite sisteme de detecție video pot fi influențate de absența contrastului dintre vehicule și fundal, sau în timpul nopții. Buclele inductive nu vor fi afectate de factorii meteorologici, dar pot fi influențate de calitatea cablurilor, joncțiunilor acestora. Deasemenea sistemele de canalizare pot fi costisitoare în cazul în care canalizarea pentru efectuarea pozării cablului de alimentare a buclei nu se face cu ușurință.

O buclă poziționată la 200 m de linia de stop necesită o rețea de cabluri importante. Cablurile de alimentare pot fi trase printr-un șanț practicat chiar în carosabil. Criteriile de poziționare a buclei pentru sistemele ce folosesc detecția la distanță în amonte sau date legate de lungimea cozilor de așteptare estimete pe legătura respectivă.Pentru a obține date cât mai bune, bucla trebuie amplasată la mică distanță în amonte de acest punct.

Tabel 4.1 Avantajele/Dezavantajele sistemelor de detecție

Concluzii

sistemele de detecție a traficului trebuiesc selectate în functțe de tipul de parametri care se doresc a fi monitorizați;

detectorii de trafic instalați în carosabil prezintă avantajul unui preț redus, dar și numărul de parametri este în general mai redus;

detecția cu camerele video reprezintă o variantă completă de detecție a vehiculelor incluzând și posibilitatea ca acestea să identifice numerele de înmatriculare.

Contribuții personale

s-a realizat o sistemetizare a informațiilor existente în domeniile:

achiziția de date;

sisteme de detecție, care includ și o comparație a avantajelor si dezavantajelor diferitelor tipuri de sisteme de detecție a vehiculelor.

OPTIMIZAREA TRAFICULUI RUTIER URBAN

Procesul de optimizare poate fi definit ca fiind știința determinării celei mai bune soluții pentru anumite probleme definite matematic. Optimizarea implică studiul criteriilor de optimalitete pentru probleme, determinarea soluției cu metode algoritmice, studiul structurii acestor metode și experimentarea pe calculator a metodelor cu date reale. Optimizarea ar trebui privită ca instrument de concepere și analiză și nu ca un principiu care să ducă la soluția corectă din punct de vedere filozofic. Formularea problemei implică întotdeauna găsirea unui echilibru între construirea unui model suficient de complex pentru a descrie cât mai bine problema și ușurința de rezolvare a acesteia. Optimizarea traficului rutier poate fi efectuată pe semnale izolate, coridoare de semnal de trafic sau rețele de trafic. Semnalul de sincronizare, optimizare implică selecția și modificarea mai multor elemente de design, inclusiv durata ciclului de semaforizare, numărul de faze, faza de secvență, durata de fază și al compensațiilor pentru a obține unul sau mai multe obiective, cum ar fi:Ascultați

Reducerea numărului de opriri;

Minimizarea lungimii cozii de așteptare;

Minimizarea întârzierilor de vehicule;

Maximizarea debitului de trafic.

Parametri caracteristici ai intersecțiilor

Capacitatea și nivele de serviciu

Capacitatea și nivelele de serviciu sunt fundamentale pentru analiza intersecțiilor. Totuși, acestea nu sunt foarte bine corelate. Pentru intersecțiile semaforizate aceste concepte sunt analizate separet.

Analiza de capacítate a intersecțiilor rezultă din calculul rapoartelor verde/ciclu v/c pentru mișcările individuale și un raport v/c compus pentru suma deplasărilor critice sau pentru grupuri de benzi din intersecție. Raportul v/c este rata actual sau proiectată a fluxului pentru o direcție de deplasare sau un grup de benzi desemnate pe durata unui interval de vârf de 15 min împărțit la capacitatea direcției de deplasare sau a grupului de benzi desemnate.

Nivelul de serviciu se bazează pe întârzierea medie la stop pe vehicul pentru diferite deplasări în intersecție.

Capacitatea intersecțiilor semnalizate

Caracteristicile de operare ale intersecțiilor semnalizate pot fi estimate și evaluate cu ajutorul analizei capacității și performanțelor. Un rezultat important al analizei capacității este raportul dintre volum și capacitate (V/C), numit gradul de saturație (s). Acest raport arată cât din capacitatea intersecției este utilizată de cererea de trafic. Performanța unei intersecții este dată prin estimarea întârzierii medii a fiecărui vehicul care străbate această intersecție. Întârzierile scurte caracterizează un nivel bun de serviciu pe când întârzierile mari, un nivel scăzut (de exemplu, o întârziere de 5 s/veh, caracterizează nivelul A, iar 30 s/veh, nivelul D). Performanțele slabe ale nivelului D, recomandă modificarea programului de semaforizare, redistribuirea fluxurilor sau chiar modificarea elementelor geometrice ale intersecției.

Pentru analiza capacității de circulație în intersecție, se adoptă pentru început un flux de saturație So, considerat frecvent de 1800 Vt/h pentru o singur bandă de circulație. Aceasta este valoarea ideală căci, așa cum s-a mai spus, trebuie luate în considerare și caracteristicile drumului precum și alți factori. Astfel că, So trebuie ajustat pentru a reflecta realitatea. Această ajustare ia în considerare și condițiile de mediu, astfel:

unde:

N – numărul benzilor de circulație;

C1-.coeficientul ce ține cont de lățimea benzii de circulație; lățimea cea mai confortabilă (normală) corespunde valorii 1,00 a coeficientului, pentru care se obține valoarea maximă a fluxului; coeficientul C1 ia valori între 0,87 – 1,10 pentru lățimi cuprinse între 2,5 m – 4,5 m;

C2-coeficient ce ține cont de greutatea vehiculului; autovehiculele grele au accelerație scăzută, deci au tendința de a reduce probabilitatea de descărcare a intersecției deoarece se creează intervale de timp mari între autovehicule și fluxul scade. Coeficientul C2 ia valori între 1,00 – 0,87 pentru autovehiculele grele a căror pondere este între 0% și respectiv, 30%;

C3 -coeficient ce ține seama de înclinarea drumului; panta produce o scădere a accelerației, deci intervalele de timp dintre autovehicule cresc și fluxul scade; în cazul rampelor situația este inversă, C3 este cuprins între 0,97 -1,03 pentru pante cuprinse între +6% și -6%.

C4-coeficient ce ține cont de locurile de parcare; parcările alăturate unei intersecții au tendința de a interfera cu fluxurile de trafic, deci manevrele de parcare întrerup descărcarea normală; reducerea numărului benzilor de serviciu măresc impactul parcării; pentru o singură bandă acest coeficient este de 1,0 – 0,7 pentru parcări cu 0 – 40 parcări/oră; coeficientul are valori mai mici pentru intrări cu 2 sau mai multe benzi;

C5-coeficient ce ține cont de autobuzele blocate; transportul în comun care prezintă stații apropiate de intersecții generează scăderea fluxului de saturație; o bandă poate fi temporar blocată pe durata verdelui, sau viteza va scădea în apropierea mijloacelor de transport oprite, deci valoarea fluxului va scădea; pentru intrări cu o singura bandă acest coeficient ia valori între 1,00 – 0,83 pentru un număr de 0 – 40 autobuze/h, fiind mai mic pentru mai multe benzi de circulație;

C6 – coeficient ce ține cont de tipul intersecției; se recomandă valori ale fuxului critic So = 1600 Vt/h pentru orașe mici, So = 2000 Vt/h pentru intersecții foarte mari dar având o proiectare foarte bună;

C7, C8 – sunt coeficienți ce țin cont de mișcarea de virare (la stânga și la dreapta); virarea are adesea conflicte cu traficul de traversare și/sau pietonii, ca rezultat fluxul de saturație trebuie să fie mai scăzut decât în cazul mișcării înainte; tipul de mișcare – la dreapta sau la stânga – procesul de servire – protejare, permisiunile sau combinațiile celor două – volumele de trafic opus și numărul pietonilor trebuie introduse ca elemente de intrare pentru estimarea acestor coeficienți; valorile lor sunt cuprinse între 0,95 – 0,25; analiza virărilor are foarte mult în comun cu mișcările din intersecții.

Condițiile de semnalizare includ definirea completă a succesiunii fazelor, sincronizare, tip de control cât și o evaluare a timpilor de verde.

Capacitatea benzilor sau a grupurilor de benzi poate fi determinată prin izolarea benzilor servind o anumită deplasare prin intersecție, cum ar fibanda exclusivă pentru viraj stânga sau dreapta.

Capacitatea în intersecții semnalizate se bazează pe conceptul de saturație a fluxului și rata debitului de saturație.

Rata debitului de saturație se fefinește ca maximul de flux ce poate trece pe o direcție de deplasare dintr-o intersecție dată sau grup de benzi în funcție de traficul predominant și starea drumului. Raportul debitului pentru o direcție de deplasare sau un grup de benzi se definește ca raportul debitului actual pentru direcția respectivă, sau grupul de benzi v, la debitul de saturație. Raportul de debit se notează (v/s)i pentru calea de direcție de deplasare sau grupul de benzi i.

Capacitatea unui grup de benzi sau a unei direcții de deplasare poate fi exprimată ca:

unde:

ci – capacitatea direcției de deplasare sau grupului de benzi i, în vehicule pe oră (vpo)

si – debitul de saturație pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i, în vehicule etalon pe oră de verde efectiv (vpov)

(V/C)I – raportul de verde pe ciclu al fazei i.

În analiza intersecției, raportul debit/ capacítate, v/c se notează cu X.

Pentru o direcție de deplasare sau grup de benzi i:

unde:

Xi = raportul v/c pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i

vi = debitul de trafic actual pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i, în vehicule pe oră

si = debitul de saturație pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i, în vehicule etalon pe oră de verde efectiv

Vi = durata de verde efectiv pentru direcția de deplasare sau grupul de benzi i, în secunde.

Valorile lui Xi variază de la 1,00 la 0,00 când debitul de flux este 0.

Raportul critic v/c pentru o intersecție este definit în termeni de direcție de deplasare sau grup de benzi critice.

Xc = raportul critic v/c pe intersecție

c,I = însumarea rapoartelor de flux pentru toate direcțiile de depasare sau grupuri de benzi critice i

C = lungimea ciclului

Tp = timpul total pierdut pe ciclu, calculat la timpilor de start

Nivele de serviciu pentru intersecții semnalizate

Nivelul de serviciu dintr-o intersecție semnalizată este caracterizat de întârzierile care pot conduce la starea de disconfort și frustrarea șoferului, consumul de carburant și timp pierdut.

Întârzierea depinde de o serie de factori ca:

tipul de control,

elementele geometrice,

fluxurile de trafic și

incidentele care apar.

Întârzierea reprezintă diferența timpul realizat efectiv și timpul care ar fi putut fi realizat în condiții ideale, în absența controlului traficului și dacă nu s-ar afla vehicule pe șosea.

În cazul intersecțiilor semaforizate, întârziere este cauzată de prezența echipamentelor de control al traficului, motiv pentru care este numită întârzierea de control. Întârzierea de control include întârzierile cumulate pentru diferitele etape ale mișcării unui automobil, de la decelerarea inițială, timpul de mișcare în coloană, întârzierea de la oprire și întârzierea de la accelerare.

Conform cu Highway Capacity Manual, întârzierea cuprindea doar întârzierea de la oprire. Aici, întârzierea se referă la întârzierea de semnal.

Nivelul de serviciu pentru semnalele de trafic se referă la întârzierea de control pentru fiecare vehicul, rezultată din analize periodice de 15 minute, așa cum se poate observa și din tabelul 5.1. Întârzierea poate fi măsurată pe teren, sau estimată folosind ecuații matematice.

Întârzierea este o mărime complexă și depinde de un număr de variabile, incluzând calitatea progresiei, lungimea ciclului de semaforizare, raportul timpului de verde și raportul Volum/Capacitate (V/Q), pentru grupul de benzi aflat în discuție.

Tabel 5.1 Caracteristici ale performanțelor intersecțiilor funcție de nivelul de serviciu

Nivelul A: caracterizează fluxul liber, cu utilizatori individuali, virtual neafectați de prezența altor vehicule din trafic.

Nivelul B: caracterizează fluxurile stabile cu un grad înalt de libertate în a alege viteza și condițiile de operare care influențează puțin pe ceilalți participanți la trafic.

Nivelul C: caracterizează fluxurile cu restricții care rămân stabile, dar care interacționează cu alți participanți din fluxul de trafic. Nivelul general de confort și siguranță scad considerabil.

Nivelul D: caracterizează fluxul de densitate mare în care viteza și manevrabilitatea sunt restricționate sever, iar confortul și siguranța au un nivel scăzut chiar dacă fluxul rămâne stabil.

Nivelul E: caracterizează fluxul instabil la, sau lângă, limita capacității, cu cel mai scăzut nivel al confortului și siguranței. Nivelul serviciului este (LOS E) descrie operațiile cu întârzieri de control mai mari de 55 până la 80 de secunde pentru un vehicul. Acest nivel este considerat ca fiind limita de întârziere permisă. Valorile mari de întârziere, în general indică progresii sărace, lungimi mari ale ciclului și valori mari ale raportului V/Q.

Nivelul F: corespunde traficului condiționat în care numărul vehiculelor, care sosesc într-un punct, depășește posibilitățile de servire și deci, se creează condițiile formării cozilor (ambuteiajelor), există un nivel scăzut al confortului și crește riscul de accidente. Nivelul serviciului F (LOS F) descrie operațiile cu întârzieri de control excesive, de peste 80 secunde pentru un vehicul. Acest nivel este considerat ca fiind inacceptabil de cei mai mulți dintre șoferi, datorat adesea suprasaturației traficului, care apare datorită excesului capacității de circulație a unei intersecții. Aceste întârzieri apar și în cazul unui raport V/Q mare, apropiat de valoarea 1,0. Progresia săracă și lungimea mare a ciclului de semaforizare pot contribui în mare măsură la valoarea acestor întârzieri.

Creșterea numărului de vehicule, care pot fi servite în condițiile traficului condiționat al nivelului F, este în general acceptat ca fiind mai mic decât în cazul nivelului E; în consecință, rata fluxului E este valoarea care corespunde fluxului maxim sau capacității de circulație.

Fig. 5.1 Evidențierea nivelului serviciului în diagrama fundamentală a traficului rutier

Pentru o proiectare eficientă se recomandă nivelurile D, C și E chiar dacă ele asigură pentru utilizatori un nivel mai scăzut al serviciului.

Capacitatea în intersecții nesemaforizate

Estimarea capacității de-a lungul străzii secundare, ca și virarea la stânga, pentru traficul major către fluxul minor al unei intersecții nesemaforizate, constă în analizarea intervalelor în timp dintre vehicule. Cea mai obișnuită sosire este cea după model probabilistic, aleator. Ca urmare, distribuția intervalelor în timp dintre vehicule va fi cea exponențială. Distribuția intervalelor dintre autovehicule, se referă la fluxul principal. Intervalele de timp suficient de mari dau ocazia infiltrării traficului de traversare. Există două tipuri alternative de sosiri care se adoptă în mod curent pentru fluxul principal:

distribuția aleatoare de tip Poisson;

distribuția sub forma plutoanelor.

Sosirea în plutoane se observă în cazul în care există o intersecție semaforizată înaintea punctului de observare; după ce au primit semnalul de verde autovehiculele se deplasează în plutoane. Cea mai întâlnită distribuție de probabilitate a intervalelor dintre autovehicule în fluxul principal este distribuția exponențială (de exemplu, pentru sosiri de tip Poisson, avem distribuția intervalelor de timp dintre vehicule de tip exponențial). În cazul sosirilor sub forma plutoanelor, distribuția intervalelor de timp dintre autovehicule este logaritmică. Identificarea intervalelor de timp dintre vehicule care să permită infiltrarea în fluxul principal de trafic, este dependentă de comportamentul conducătorilor auto (de caracteristicile psihice și dexteritatea în mânuirea vehiculelor). Capacitatea totală pentru toate brațele unei intersecții este calculată ca produsul între capacitatea de bază pentru un set de condiții predeterminate (ideale) și o serie de factori de coreție (F).

Astfel, formula capacității este:

unde:

C = Capacitatea

C0= Capacitatea de bază

Fw= Factor de corecție funcție de lățimea arterelor de intrare

FM= Factor de corecție în funcție de lățimea medianei drumului principal

FCS= Factor de corecție funcție de mărimea orașului

FFR= Factor de corecție funcție de tipul pavajului și al factorului de fricțiune

= Factor de corecție funcție de procentul de viraje la stânga

= Factor de corecție funcție de procentul de viraje la dreapta

FSP= Factor de corecție funcție de procentul de răspândire a vehiculelor (procentul de trafic pentru drumul inferior, din totalul traficului)

5.1.2. Gradul de Saturație (DS)

Gradul de saturație pentru întreaga intersecție se calculează cu formula:

unde:

DS = Gradul de saturație

C = Capacitate

Qp= Fluxul total efectiv, dat de formula:

= Fluxul total (veh/h) = fluxul total de vehicule care intră in intersecție

Factor de conversie al fluxului exprimat in vehicule pe oră in flux exprimat in pcu/h (pcu = passenger car unit = factor de conversie pentru diferite tipuri de vehicule in funcție de impactul lor asupra capacității, în raport cu un vehicul particular)

pcuLV= valoarea pcu pentru vehicule ușoare

= procentul de vehicule ușoare în raport cu totalul de vehicule

= valoarea pcu pentru vehicule grele

HV% = procentul de vehicule grele în raport cu totalul de vehicule

pcuMC = valoarea pcu pentru motociclete

MC% = procentul de motociclete în raport cu totalul de vehicule

pcuUM= valoarea pcu pentru vehicule nemotorizate

UM% = procentul de vehicule nemotorizate în raport cu totalul de vehicule

Întârzierea (D)

Întârzierea medie pe întreaga intersecție (sec/pcu) este estimată dintr-o curbă întârziere/grad de saturație determinată empiric. Întârzierea crește semnificativ proporțional cu valoarea fluxului total și cu gradul de saturație.

Probabilitatea de formare a coloanelor de vehicule (Qp%)

Probabiliatea de formare a coloanelor de vehicule (%) este estimată dintr-o curbă probabilitate de coloană/grad de saturație determinată empiric.

Algoritmul De Calcul pentru determinarea realizării cozilor

Pas 1. Se colectează datele de intrare pentru condițiile geometrice, de trafic și de mediu.

Se trasează o schiță a intersecției, marcându-se drumurile principale și secundare

Se introduc datele geometrice, se calculează lățimile medii ale intrărilor pentru drumul principal (WBD) și secundar (WBD) și lățimea medie a intrării la nivel de intersecție (WE).

Fig. 5.2 Intersecție cu 4 brațe

Se stabilește tipul de intersecție, în funcție de numărul de brațe și de numărul de benzi de pe drumul principal, respectiv secundar.

Se introduc datele legate de mediu: uz comercial, rezidențial sau cu acces restricționat; clasa orașului: mic, mediu, mare, foarte mare; existența trecerilor de pietoni sau a opririlor pentru autobuze

Se introduc datele legate de trafic: situația traficului (an, oră), volumele de trafic

Se calculează procentajul virajelor pe fiecare intrare:

Fig. 5.3 Stabilirea fazelor

unde: LT% – procentajul de vehicule care virează la stânga

RT% – procentajul de vehicule care virează la dreapta

SP% – procentajul de vehicule care merg înainte

Q – fluxul total de vehicule

Pas 2. Se stabilesc obiectivele de proiectare.

Pas 3. Se calculează capacitatea cu formula descrisă mai sus (5.6):

Pas 4. Se calculează gradul de saturație cu formula (5.7).

Pas 5. Se calculează întârzierea și probabilitatea de formare a coloanelor de vehicule, cu ajutorul unor grafice experimentale, de genul celor de mai jos:

Fig. 5.4 Întârzierea în funcție de grad de saturație

Fig. 5.5 Probabilitatea de formare a coloanelor în funcție de grad de saturație

Pas 6. Se compară rezultatele cu obiectivele.

Dacă totul se desfășoară conform planului, se oprește calculul, dacă nu, intersecția trebuie reproiectată, după care se reia algoritmul.

Volumul de tranzit

Volumul de tranzit absolut poate fi definit ca numărul total de vehicule ce traversează o intersecție sau o anumită zonă într-o anumită peroadă de timp. În funcție de perioada de timp putem avea diferite tipuri de volum de tranzit:

Volum de tranzit anual (TA)

Volumul de tranzit lunar (TL)

Volumul de tranzit săptîmânal (TS)

Volumul de tranzit zilnic (TZ) indică numărul de vehicule ce circulă printr-un punct într-o perioadă egală cu 1 zi.

Volumul de trafic orar (TH), indică totalul vehiculelor ce circulă printr-un punct intr.-o perioadă egală cu 1 oră.

Volumul de tranzit mai mic de o oră (Qi) reprezintă volumul pe o perioadă mai mic de o oră unde i reprezintă perioada în minute, spre exemplu pentru un timp de 15 minute avem Q15.

5.1.5.1. Utilizarea volumele de tranzit

Volumul de tranzit este frecvent utilizat în oricare din cazurile descrise mai jos:

Planificare
• Clasificarea rețelelor rutiere.
• Estimarea modificărilor anuale în volume de trafic.
• Modele de alocare și de distribuție a traficului.
• Dezvoltarea de programe de intreținere.
• Analiza economică.
• Estimarea calității aerului
• Estimările consumului de carburant.

Proiectare

• Aplicarea normelor de proiectare geometrică;

Necesitatea de drumuri noi.
• Analiza structurală a suprafețele de sprijin.
• Analiza capacității și a nivelelor de servicii.
• Caracterizarea fluxului de trafic.
• Aplicarea limitelor de viteză pe zone.

• Studiul parcărilor.

Securitate și aplicații comerciale

• Calculul de rata accidentelor și a mortalității
• Evaluarea de îmbunătățirea siguranței
• Hoteluri și restaurante
• Planificarea
• Potențial turistic

Zone comerciale

Datele despre volumul de trafic sunt exprimate în raport cu timpul, baza fiind determinată după tipul informației dorite și aplicației în care sunt folosite. În studiile de trafic, cel mai mare interes îl prezintă volumele pe termen lung. Dintre acestea cele mai importante sunt:

Media zilnică de trafic (MZT);

Media anuală zilnică de trafic (MAZT).

Pentru acești indicatori se folosește pentru măsurare cererea prezentă de trafic. Aceasta permite evaluarea fluxului actual pe arterele majore și minore dintr-o rețea de străzi. Aceste volume se folosesc pentru a se stabili care sunt zonele unde anumite facilități ar duce la îmbunătățirea situației reale. De asemenea, MAZT este utilă pentru analize cost-beneficiu, care pot justifica programele de modernizare sau optimizare.

Traficul anual, în termeni de vehicule pe an, este folosit pentru a determina volumul anual de trafic într-o zonă geografică și, la fel de bine, pentru estimarea veniturilor obținute prin utilizarea șoselelor. Prin analiza volumelor de trafic se pot determina tendințele volumelor care virează pentru a se lua în considerare în proiectele viitoare de amenajare a teritoriului.

Volumul orar sau tăria orară, exprimat în vehicule etalon pe oră, este volumul cel mai comun, înregistrat în studiile de trafic. Volumele orare sunt folosite în anchetele origine-destinație (O-D) precum și în înregistrările locale (în punct fix).

Înregistrările pe termen scurt (la 5, 6, 10, 12 sau 15 minute) sunt folosite în mod special pentru stabilirea tăriei și densității fluxurilor.

Înregistrarea mediei zilnice de trafic. Se realizează cu ajutorul contoarelor de trafic cu înregistrarea volumului total fără a interesa direcția sau pe sens de circulație. Înregistrările pe sens însumate vor da volumul total. Înregistrările pe 24 ore sunt folosite pentru stabilirea hărții fluxurilor, permițând determinarea tendinței acestora și fiind utile în prognozele de trafic. Înregistrările pe sens (direcționale) sunt folosite pentru determinarea capacității de circulație, îmbunătățirea proiectelor de amenajare a teritoriului și obținerea acumulărilor de fluxuri. Se folosesc contoare mecanice prevăzute cu tub și detectori (bucle inductive sau magnetometre). Înregistratoarele sunt localizate, astfel ca traficul să se desfășoare normal, fără schimbări de bandă sau alte manevre care ar perturba numărarea.

Înregistrarea volumelor orare. Se realizează cu contoare cu înregistrare. Volumele de trafic se înregistrează la fiecare 15 minute sau în intervale orare, prin tipărire pe hârtie sau înregistrarea cu ajutorul calculatoarelor. Datele computerizate pot fi centralizate în mai multe moduri, funcție de scopul utilizării lor. Pot fi folosite pentru:

definirea duratei și mărimii perioadei de vârf;

proiectarea geometrică sau reproiectarea străzilor și intersecțiilor;

stabilirea tacticilor de control al traficului.

Volumul de trafic este, una dintre principalele măsuri pentru proiectarea semnalelor de trafic, stabilirea direcției fluxurilor și optarea pentru străzi cu sens unic sau giratoriu, identificarea fluxurilor balansate etc.

Înregistrarea orei de vârf. Ora de vârf variază în funcție de mărimea și structura zonei aflate în studiu. Oricum ar fi definită perioada de vârf, sunt necesare înregistrări manuale pentru a identifica mișcările de virare. Acestea sunt utilizate pentru a dezvolta:

programe de semaforizare;

calculul capacității și evaluarea nivelului de serviciu;

proiectarea și asigurarea fluenței fluxurilor de circulație;

stabilirea punctelor de conflict și a mișcărilor interzise.

Timpi de semaforizare

Timpul efectiv de verde:

(5.15)

unde:

g = timpul efectiv de verde

G = intervalul de verde

Y = intervalul de galben

AR = „toate roșu”

LT = timpul total pierdut

Dar:

Unde:

SLT = timpul pierdut la pornire

YLT = timpul pierdut pe galben

Înlocuind în formula 5.15, obținem:

Determinarea lungimii ciclului de semaforizare

Notăm timpul pierdut la pornire pentru faza i cu: LTi.

Considerând M faze, timpul total pierdut la pornire, pe durata unui ciclu, va fi:

În cazul în care se consideră că timpii pierduți la pornire pentru fiecare fază sunt identici și egali cu LTf, obținem:

Dacă C este exprimat în secunde, numărul de cicluri pe oră va fi:

Timpul total pierdut pe oră va fi:

Timpul efectiv de verde într-o oră este egal cu o oră minus timpul total pierdut pe oră:

Volumul critic pe bandă (Vch) ce poate trece într-o oră este dat de raportul dintre și h. Rezultă:

Fluxul de trafic [117]

Teoria traficului descrie caracteristicile traficului rutier, studiul modelelor referitoare la volum și viteză și examinarea comportamentului traficului în intersecții. Elementele teoriei traficului au devenit tot mai clar înțelese și mai ușor de descris prin elemente matematice și cu ajutorul tehnologiei computerizate avansate, dar noțiunile fundamentale sunt la fel de importante astăzi ca și la începuturile definirii lor. Ele reprezintă fundația pentru toate teoriile, tehnicile și procedurile aplicate în proiectarea, funcționarea și dezvoltarea sistemelor de transport avansate. Teoriile și modelele care vor fi prezentate în continuare sunt dezvoltate pe baza unor observații și măsurători de trafic executate pe autostrăzi și alte segmente rutiere urbane și interurbane mari.

Teoria fluxului de trafic poate fi aplicată la diverse nivele, utilizând parametri specifici, iar modelele rezultate se pot clasifica în:

Modele macroscopice: nivel înalt de integrare, cel mai redus nivel al detaliilor, au la bază modelele dinamicii fluidelor.

Modele mezoscopice: nivel înalt de integrare, nivel redus al detaliilor, iau în considerare comportamentul conducătorilor de vehicule.

Modele microscopice: nivel redus de integrare, nivel înalt al detaliilor, iau în considerare detaliile interacțiunilor dintre vehiculele aflate într-un „șir” de mașini.

Traficul în intersecții este modelat în funcție de comportamentul individual al componentelor sistemului de trafic. Figura 5.6 prezită elementele principale ale unui sistem de trafic compus din segmente de străzi și intersecții. Principala activitate este tranziția de la segmentul sursă la un segment destinație. Activitățile interne importante includ comportamentul cozilor de vehicule pe care le conțin segmentele.

Fig. 5.6 Componentele principale ale sistemului de trafic

Fiecare segment este o sursă precum și un receptor. Segmentul se comportă ca o sursă pentru cele pe care le alimentează, și ca un receptor pentru cele de la care se alimentează (figura 5.7). Astfel, vehiculul din fața cozii părăsește sursa și poate alege trei destinații: înainte, la stânga sau la dreapta.

Fig. 5.7 Sursă locală și destinații

O intersecție poate fi considerată interfața dintre o sursă și mai multe destinații învecinate. Tranziția de la segmentul sursă la un segment destinație este guvernată de mai mulți factori care includ probabilitatea că orice vehicul din segmentul sursă poate vira la stânga, dreapta sau poate merge înainte.

Capacitatea unui segment de stradă, Sc, poate fi definit ca numărul maxim posibil de vehicule dintre intersecția învecinată anterioară și intersecția ulterioară.

Comportamentul intern dintr-un segment, arătat în figura 5.8, poate fi descris folosind două sub-segmente opuse, care sunt împărțite în sloturi de mărimea medie a vehiculelor. Ritmul în care un vehicul poate călători poate astfel fi descris prin numărul de sloturi pe care le parcurge într-o perioadă de timp dată. Ritmul poate fi descris astfel:

R = N/t (5.24)

unde N este numărul de sloturi parcurse de un vehicul în perioada t.

Comportamentul intern al unui sub-segment poate fi complex datorită vehiculelor sau grupurilor de vehicule, care călătoresc în ritmuri variate, precum și prin formarea și dispersia cozilor din punctele de intrare a două intersecții.

Fig. 5.8 Sub-segmente și sloturi

Un comportament important de urmărit este ritmul fluxului pe un segment i și cum acesta afectează lungimea cozii segmentelor destinație. De exemplu, dacă fluxul din segmentul i trece în segmentul j și dacă fluxul din i este mai mare decât cel din j, atunci coada din j va crește. Trebuie reținut faptul că i este interfațat cu alte câteva destinații și fluxul actual din j depinde de probabilitatea ca vehiculele să meargă în direcția j. Dacă, coada din j atinge un grad de ocupare maxim, aceasta va afecta segmentul i. Dacă Sc vehicule se află într-un segment, atunci nici un vehicul nu are voie să pătrundă în acel segment. Următoarea sursă de vehicule ar putea alimenta aceasta coadă a segmentului în momentul în care vehiculele din capul cozii părăsesc sursa.

Capacitatea vecinătăților unei intersecții cu sisteme de control adaptiv sau actualizat reprezintă o funcție a ritmului fluxurilor de trafic care se apropie de o intersecție. Deoarece cererile de trafic sunt dependente de timp, capacitățile unei intersecții cu control de semnalizare la cererea traficului variază. Capacitățile intersecției estimate din istoricul cererilor nu reflectă variațiile capacității dintr-o zi. Estimarea capacității pentru o intersecție cu un control de timp predeterminat nu pot fi folosite în estimarea capacității unei intersecții controlate adaptiv sau actualizat.

Controlul traficului este simplificat în asocierea dinamică a traficului deoarece intersecțiile controlate sunt în general tratate ca unele cu timp predeterminat. Pentru traficul dinamic din timpul zilei, estimarea modelelor de capacitate pentru sistemele de control adaptiv sau actualizat trebuie să fie dezvoltate și implementate în asocierea dinamică a traficului.

Deoarece capacitatea vecinătăților unei intersecții este în funcție de ritmul fluxului de saturație, verdele alocat acestei vecinătăți și lungimea ciclului de semaforizare.

Controlul semnalizării traficului este implementat pentru reducerea sau eliminarea conflictelor care pot apărea într-o intersecție. Semafoarele îndeplinesc acest lucru prin alocarea unor perioade de verde printre diferiții utilizatori din intersecție. Controlul semnalizării variază de la metodele cele mai simple, care determină setările de sincronizare la un anumit moment la zilei, până la algoritmi complecși care calculează alocarea perioadei de verde în timp real pe baza volumului de trafic.

Un ciclu reprezintă timpul necesar pentru o secvență completă a indicațiilor semaforului. O stare reprezintă porțiunea unui ciclu de semaforizare alocată oricărei combinații de una sau mai multe mișcări de trafic care se deplasează în același timp simultan. Fiecare stare este împărțită într-un număr de intervale discrete, care reprezintă o porțiune din ciclul unui ciclu de semnalizare, timp în care toate indicațiile rămân neschimbate, cum ar fi verde sau schimbarea în galben și toate spațiile de roșu. Împărțirea reprezintă procentajul din lungimea ciclului alocat fiecărei stări dintr-o secvență de semnalizare.

Capacitatea unei intersecții dirijate depinde de o serie de factori fizico-dimensio-nali, operaționali și de control sau de dirijare. Dintre factori fizico-dimensionali se pot menționa lățimea străzii, numărul de benzi de circulație, anumite caracteristici geometrice ale intersecției.

Alți factori luați în considerare sunt:

numărul mediu cât și mărimea vehiculelor utilitare și a mijloacelor de transport în comun (autobuze, și troleibuze) în orele de vîrf ce tranzitează zona;

traficului pietonal în ora/orele de vîrf;

mărimea populației orașului;

caracteristicile zonificării din teritoriul adiacent arterei sau străzii considerate;

condițiile în care se asigură parcarea vehiculelor în zona considerată;

Toți acești factori, aflați în interdependență, influențează capacitatea unei intersecții, ei urmând să fie luați în calcul pentru optimizarea intersecții.

Metoda pentru calculul capacității unei intersecții a fost publicată în 1965 de către O.K. Normann. În ultima sa variantă, această metodă se prezintă sub forma unui model matematic care consideră capacitatea fiecărei artere convergând în intersecție în mod separat, aplicînd o serie de coeficienți diferențiați în funcție de:

lărgimea arterei;de circulație

restricții de parcare la minimum 80 m de intersecție;

ora de vîrf;

populația localității;

zonificarea teritoriului adiacent arterei considerate;

amplasarea opririlor mijloacelor de transport în comun pe pneuri;

modul de marcare a intersecției;

caracteristicile ciclului de funcționare a semafoarelor;

valorile de trafic pe arterele convergînd în intersecție.

Pe baza acestor parametri au fost elaborate o serie de tabele și grafice care stabilesc valori și corecții pentru calculul capacităților intersecțiilor. Întreaga succesiune a operațiilor necesită o vastă culegere de date statistice și tratarea lor operativă cu calculatoare electronice. Printre metodele simplificate utilizate în țările europene cele mai răspîndite sînt cele care adoptă un coeficient de reducere a capacității de circulație în intersecție în raport cu capacitatea unei artere în regim liber (fără intersecții).

unde:

Ci – capacitatea intersecției;

V – viteza vehiculului la intrarea în zona intersecției;

– distanța parcursă de vehicul în intervalul de reacție

– distanta de franare

f – coeficientul de frecare dintre roțile vehiculului și îmbrăcămintea asfaltică;

i – panta drumului (se ia negativă dacă drumul coboară spre intersecție și pozitivă dacă drumul urcă spre intersecție);

l – distanța de siguranță între două vehicule oprite aflate în același șir.

Pentru calculul capacității intersecției în regim dirijat (prin introducerea de semafoare) formula devine:

cu aceleași semnificații ca în formula capacității intersecției în regim liber; coeficientul , denumit coeficient de reducere a capacității de circulație datorită intersecțiilor, a fost determinat cu ajutorul relației:

unde:

L – este distanța între intersecții în metri;

V – viteza de circulație admisă pe artera sau strada considerată;

a – accelerația medie a vehiculului la pornire în m/s2;

b – decelerația medie a vehiculului la frînare în m/s2;

ts- timpul de așteptare la semaforul aflat pe culoare roșie în secunde.

Valoarea lui ts se calculează cu formula:

unde:

tc – este durata ciclului complet al funcționării semaforului, în secunde

tv – este durata de deschidere a semafoarelor pe culoarea verde, în secunde.

Valorile coeficientului calculate pentru a = b = 2 m/s2

tc = 100 s și tv = 40 s, în funcție de viteza V de circulație a vehiculelor, variază conform tabelului 5.2 .

Tabel 5.2 Valorile coeficienților în funcție de distanța dintre intersecții

Dacă aplicăm valorile coeficienților pentru diferite viteze și distanțe dintre două intersecții dirijate se obțin capacitățile pentru un fir de circulație (exemplu 3,50 m lățime).

Pentru calculul capacității unei intersecții cu regim dirijat pentru situația existentă și pentru preluarea valorilor de trafic prezumate pentru viitor, se mai utilizează formula:

unde:

C – este capacitatea de intrare a intersecției (vehicule care intră în zona intersecției pe oră);

Q – este capacitatea unui fir în regim liber (fără a se lua în considerare intersecțiile);

Tv – este timpul de deschidere pe culoare verde a semafoarelor;

nc – este numărul de cicluri de funcționare a semafoarelor pe oră;

nf – este numărul de fire utilizate pentru intrarea în intersecție de către toate arterele sau străzile care debușează în ea;

TIPURI DE INTERSECȚII RUTIERE[22]

În funcție de geometria intersecției avem:

Intersecție mâner de cană

Intersecțiile de tipul mâner de cană sunt străzi cu sens unic într-un cadran dintr-o intersecție care permite înlăturarea traficului care virează la stânga de pe unda directă fără oferirea de benzi pentru viraje la stânga. Virajele la stânga, dreapta și întoarcerile la 180° se realizeză de pe partea dreaptă a străzii. Vehiculele care doresc să vireze la stânga părăsesc artera principală printr-o rampă de pe partea dreaptă a străzii și fac stânga pe strada mai mică într-un punct terminal separat de intersecția principală.

Fig. 5.9 Intersecție cu mâner de cană

Semnalizarea corespunzătoare intersecțiilor sub formă de mâner este critică, deoarece șoferii trebuie informați din timp când trebuie să vireze la dreapta pentru a putea face virajul la stânga.

Intersecție mediană cu întoarceri de 180°

Intersecțiile mediane cu întoarceri de 180° elimină virajele la stânga din intersecții și le mută la intersecții mediane de după intersecția principală. Pentru întoarcerile la 180° mediane aflate pe artera principală, conducătorii auto fac stânga de pe artera principală prin trecerea prin intersecție, virând apoi la 180° la următoarea intersecție și virând la dreapta pe artera secundară. Șoferii care vor să vireze la stânga pe artera principală de pe artera secundară, virează la dreapta pe artera principală și realizează apoi întoarcerea de 180°.

Fig. 5.10 Intersecție mediană cu întoarcere la 180°

Întoarcerile mediene pot fi adecvate în intersecții cu un volum de trafic ridicat pe direcția drept înainte, viraje la stânga reduse până la medii pe artera principală, viraje la stânga reduse pâna la medii pe artera secundară. Locațiile cu volum mare de trafic care virează la stânga nu sunt optime pentru întoarceri de 180°, putând duce la formarea cozilor în intersecția mediană de întoarcere.

Super-intersecție mediană

Structura super-intersecției mediane este similară cu cea a întoarcerii mediane la 180° prin faptul că se realizează o manevră indirectă de întoarcere mediană la 180°. O trecere se realizează prin viraj la dreapta pe artera principală, viraj la stânga prin intersecție și viraj din nou la dreapta pe artera secundară.

Fig. 5.11 Super-intersecție mediană

Intersecțiile suplimentare trebuie să fie plasate față de intersecția principală la o distanță de 180m. Un vehicul tip semi-trailer ar avea nevoie de un arc de cerc de 18m pentru a se potrivi în întoarcerea de 180°.

Sunt necesare două bistări de semaforizare în intersecția principală – câte una pentru fiecare vecinătate a arterei secundare. Deoarece traficul de pe artera secundară este interzis să meargă înainte sau să vireze la stânga, aceste două semaforizări pot opera independent cu cicluri de semaforizare diferite, dacă este necesar. Suplimentar, un semafor ar fi necesar pentru fiecare amonte al intersecțiilor mediane; acestă semaforizare ar avea două stări. Deoarece cele două jumătăți ale intersecției principale operează independent, este posibil atingerea unei progresii maxime a traficului în ambele direcții de-a lungul arterei principale.

Există mai puține puncte de conflict în aceste tipuri de intersecții față de cele convenționale. Cu toate că aceste intersecții ar putea cauza confuzie pietonilor, există mai puține șanse pentru apariția conflictelor cu vehiculele. Trecerea se realizează în două perioade.

Această structură poate duce la mai multe opriri a vehiculelor care merg înainte. Aceasta creează călătorii în plus pentru trecerile prin intersecții și viraje la stânga, care le limitează capacitatea acestor intersecții și creșterea timpului de călătorie. Virajele la stânga de pe arterele principale au mai puține întârzieri.

Intersecție tip arc de cerc

O intersecție tip arc de cerc conține o stradă suplimentară între două ramuri ale intersecției. Șoferii care vor să vireze la stânga de pe artera principală sau secundară vor trebui să meargă pe această stradă suplimentară, toate virajele la stânga din intersecția principală fiind eliminate. Acest model creează două intersecții suplimentare, care operează ca o semaforizare cu trei stări, dar semaforizarea din intersecția principală poate opera cu doar două stări.

Fig. 5.12 Intersecție tip arc de cerc

Semafoarele de pe rampele cadranului trebuie să fie poziționate la o distanță suficientă în amonte (circa 150m) de intersecția principală pentru eliminarea revărsării cozii. Comparate cu intersecțiile convenționale, intersecțiile arc de cerc au o întârziere în trafic mai mică și cozi mai scurte. Există conflicte la intersecția principală. Confuzia conducătorului auto în aceste intersecții este mai mare decât în cele convenționale. Este important ca în aceste intersecții semaforizarea să fie în întregime coordonată.

Intersecții cu sens giratoriu

Un sens giratoriu este un tip de intersecție (sau un dispozitiv de calmare a traficului) în care unda de trafic se rotește în jurul unei insule centrale după ce mai întâi acesta cedează traficului circulatoriu.

Fig. 5.13 Interectie cu sens giratoriu

Sensul giratoriu este din punct de vedere al siguranței mai sigur decât o intersecție convențională sau decât un cerc rotativ de trafic.

Situațiile în care sunt folosite sensurile giratorii sunt următoarele:

Zonele cu întârzieri mari;

Zonele în care semafoarele de trafic nu sunt justificate;

Intersecțiile cu opriri pe patru sensuri;

Intersecțiile cu mai mult de patru ramuri;

Intersecții cu flux mare de trafic care virează la stânga;

Intersecțiile cu o structură neobișnuită;

Intersecțiile în care se modifică modelele de trafic;

Zonele în care capacitatea de stocare a intersecțiilor este redusă;

Intersecțiile care prezintă un interes important în zonele urbane.

Generațiile următoare a sistemelor de Control al Traficului Urban trebuie să fie flexibile pentru a trata cu ușurință informațiile provenite de la dispozitive care încep să fie din ce în ce mai folosiți, cum ar fi camerele video, echipamentele GPS și alte surse. Aceste informații trebuie să fie distribuite într-un mod egal pentru a ajuta politicile de management al traficului, optimizându-se astfel fluxul de trafic într-un mediu urban și reducându-se nivelul poluării la nivelul arterelor rutiere. Sistemele de Control al Traficului Urban (UTC) integrează și coordonează controlul semafoarelor de trafic dintr-o arie extinsă cu rolul de a controla fluxul de trafic din rețeaua stradală. Integrarea și coordonarea dintre semafoarele de trafic adiacente cuprinde realizarea unui plan bazat pe redundanța și durata aspectelor individuale ale semaforului și ofsetul intervalului de timp dintre acestea și introducerea unui sistem care să coreleze semafoarele electronic. Un sistem de control al semafoarelor dinamic reprezintă un mijloc de ajustare a setărilor semafoarelor de trafic (cicluri, ofset și diviziune de verde), care optimizează o anumită funcție reală, cum ar fi minimizarea timpului de călătorie sau a opririlor, în timp real, bazându-se pe estimările de trafic.

După modul de semnalizare a intersecțiilor rutiere

Intersecții semaforizate

O intersecție semaforizată este o intersecție în care accesul vehiculelor și a pietonilor se face pe baza indicațiilor unui sistem de semaforizare.

Puncte de conflict ce apar într-o intersecție semaforizată

Manevrele efectuate în fluxurile de trafic ar trebui evitate atunci când ele creează confuzii care pot conduce la apariția problemelor privind siguranța rutieră și capacitatea de siguranță. Presupunând că toate mișcările ar fi posibile într-o intersecție, numărul punctelor de conflict, N se calculează în funcție de numărul arterelor rutiere care se intersectează, n:

Tabel 5.3 Numărul punctelor de conflict

Tabel 5.4 Tipuri de curenți de trafic

Limitarea punctelor de conflict în intersecții

Conflictele din colțurile intersecției pot fi generate de lipsa distanței necesare pentru împletirea fluxurilor și schimbarea vitezei de deplasare. Distanțele de evacuare adecvate ar putea oferi conducătorilor auto timpi de percepție-reacție potriviți pentru evitarea conflictelor în aval.

Fig. 5.14 Exemplu de punct de conflict ce poate apărea atunci când în imediata apropiere a unei intersecții semaforizate sau nesemaforizate există o arteră secundară.

Spațiile înguste – pentru accesul dintr-o arteră principală cu două benzi de circulație pe sens, spre o arteră secundară cu o singură bandă pe sens, punctele de conflict apar la traversarea, divergența și convergența fluxurilor (fig. 5.14, fig. 5.15).

Fig. 5.15 Exemplu de punct de conflict când artera secundară nu este amplasată suficient de departe de intersecție

Fig. 5.16 Arteră cu 9 puncte de conflict

Fig. 5.17 Intersecție cu 20 puncte de conflict

Soluții pentru diminuarea punctelor de conflict

Modificarea intersecțiilor cu 4 intrări

Fig. 5.18 Intersecție cu 32 puncte de conflict

În figura 5.19 este prezentată o intersecție cu patru intrări cu 32 de puncte de conflict. De aceea, este necesar modificarea ei pentru a se reduce numărul de conflicte. În continuare sunt prezentate cateva variante de modificări:

Fig. 5.19 a. Intersecție cu 4 puncte de conflict b. Intersecție cu 7 puncte de conflict

Fig. 5.20 Intersecție cu 9 puncte de conflict

Modificarea intersecțiilor în T pentru reducerea punctelor de conflict

În continuare se va prezenta varianta cu 9 puncte de conflict modificată la 2 și 5 puncte de conflic (5.21, 5.22).

Variante modificate

Fig. 5.21 Reducerea puctelor de conflict de la 9 puncte la 2 puncte

Fig. 5.22 Reducerea puctelor de conflict de la 9 puncte la 5 puncte

Pentru limitarea punctelor de conflict principale, este bine să ne limităm doar la două faze de semaforizare, câte una pentru fiecare arteră transversală. Aceasta reprezintă varianta de bază în analiza de semnalizare de trafic, deoarece în cele mai multe cazuri asigură capacitatea cea mai mare. Metoda poate fi aplicată mai ales în cazurile în care sunt eliminate virajele la stânga.

Introducerea a mai mult de două faze conduce la creșterea lungimii ciclului și, implicit, a timpului pierdut pentru efectuarea manevrelor de eliberare a intersecției

Control în două faze, cu separarea conflictelor principale.

Control în trei faze, cu prelungire a timpului de trecere pentru intrarea nordică, pentru creșterea capacității de viraj la stânga pe această intrare.

Control în trei faze, cu fază suplimentară pentru intrarea nordică, înaintea fazei principale, pentru creșterea capacității de viraj la stânga pe această intrare.

Control în trei faze, cu viraj separat la stânga pe direcția N-S.

Control în patru faze, cu viraj separat la stânga pe ambele direcții.

Control în patru faze, cu faze separate pentru fiecare intrare.

Fig. 5.23 Tipuri de faze în intersecții semaforizate

Intersecții nesemaforizate

Intersecția nedirijată este intersecția în care nu găsim agent de circulatie, semafoare electrice în funcțiune sau indicatoare de reglementare a priorităților. O intersecție nesemaforizată va fi controlată cu ajutorul semnelor de circulație (de exemplu stop sau semnale intermitente). Un prim obiectiv, în cazul acestora, este determinarea capacității de circulație.

Caracteriticile intersecțiilor nesemaforizate

Capacitatea arterei principale din intersecțiile controlate cu STOP și CEDEAZĂ TRECEREA nu este afectată de existența intersecției. În schimb, capacitatea arterei secundare este dependentă de distribuția intervalelor de timp suficient de mari dintre vehiculele fluxului principal și de intervalul admisibil pentru traficul secundar.

Acesta din urmă depinde de timpul de reacție/răspuns al conducătorului auto, accelerarea și lungimea vehiculului, dar nu depinde de viteza de apropiere a vehiculului de drumul principal. Printre factorii care influențează capacitatea de circulație a unei intersecții nesemaforizate pot fi amintiți:

Viteza de operare pe drumul principal;

Distanța de vizibilitate în intersecție;

Raza de virare în intersecție;

Amplasamentul intersecției și numărul de benzi de circulație;

Tipul zonei;

Ponderea vehiculelor grele.

Intersecții necontrolate

Acest tip de control nu este întâlnit în cazul drumurilor principale ale unei rețele rutiere, ci doar acolo unde sunt intersecții cu trafic redus și viteze de circulație mici – în special străzi în zone rezidențiale. De aceea este foarte important să se asigure distanțe de vizibilitate suficiente care să permită vehiculelor care se deplasează pe aceste artere condiții de siguranță. Observațiile din teren au arătat că vehiculele ce se apropie de intersecțiile necontrolate în mod obișnuit își modifică viteza de deplasare cu până la 50%, pentru a se evita coliziunea cu alte vehicule. Acest lucru se petrece atunci când nu sunt prezente vehicule potențial în conflict având ratele decelerației superioare valorii de 1,5 m/s2.

Fig. 5.24 Laturile triunghiului de vizibilitate

Intersecții cu semnul STOP pe artera secundară

Când traficul de pe artera secundară este controlat cu semnul STOP, conducătorul auto de pe artera secundară trebuie să aibă suficientă distanță de vizibilitate pentru a putea pleca în siguranță de la linia de stop, presupunând cel mai defavorabil caz, în care vehiculul care se apropie pe drumul principal intră în câmpul de vizibilitate când vehiculul oprit s-a pus în mișcare. Distanțele de vizibilitate se obțin furnizând triunghiuri de vizibilitate atât în partea stângă cât și în partea dreaptă a conducătorului auto.

În cazul când vehiculul de pe drumul secundar virează spre drumul principal, latura corespunzătoare drumului secundar se compune din două părți:

1. Cota aferentă poziției ochilor conducătorului auto pe drumul secundar, care în mod obișnuit se adoptă 4,5 m măsurată până la bordura perpendiculară cea mai apropiată.

2. A doua componentă este distanța de la axa longitudinală a vehiculului ce apare din partea stângă la aceeași paralelă, pentru cazul virajului la stânga.

Pentru vehiculele care virează dreapta această componentă se referă la distanța de la bordură la axul vehiculului care se apropie din partea dreaptă.

Intersecții cu semnul cedează trecerea pe artera secundară

Manevrele efectuate de conducătorii auto în intersecțiile controlate prin semnul „cedează trecerea” pot fi sintetizate astfel:

Încetinirea vehiculului la apropierea de artera principală cu aproximativ 60% din viteza de apropiere;

Funcție de vizibilitatea în intersecție, luarea unei decizii de oprire sau continuare a deplasării;

Frânează pentru a opri sau continuă mișcarea de traversare sau virare în artera secundară.

Acest tip de control al intersecției nesemaforizate reprezintă o combinație între intersecțiile fără control și cele controlate prin semnul STOP. În cazul în care nu poate fi furnizată o distanță de vizibilitate adecvată se recomandă ca semnul „Cedează trecerea” să fie înlocuit cu semnul de STOP.

Intersecții cu STOP pentru toate intrările

Acolo unde controlul se realizează cu semnului STOP, amplasat în fiecare dintre accesele intersecției, este necesar să fie asigurată distanța de vizibilitate de la linia de stop, astfel încât primul vehicul din fiecare intrare să fie văzut de vehiculele din toate celelalte intrări. Adesea, intersecțiile sunt convertite în intersecții controlate în totalitate cu semne STOP pentru a se concentra pe distanțe de vizibilitate restrânse.

Fig. 5.25 Intersecția cu semnul STOP pe artera principală

Intersecții cu viraj la stânga din drumul principal

În toate intersecțiile, fără a ține cont de tipul de control, este important să se analizeze distanțele de vizibilitate necesare pentru ca un vehicul oprit să poată vira spre stânga din artera principală, figura 5.27. Conducătorul auto trebuie să vadă drept în față pe o distanță suficientă , pentru a putea vira la stânga și să evacueze benzile de circulație opuse înainte ca un vehicul ce se apropie să intre în intersecție. Distanța de vizibilitate pentru vehiculele care virează la stânga pe sensul opus poate fi sporită prin adoptarea soluției decalării benzilor de viraj stânga.

Fig. 5.26 Vizibilitatea pentru realizarea virajul la stânga din drumul principal

MODURI DE OPTIMIZARE A SEMAFORIZĂRII ÎN INTERSECȚII RUTIERE URBANE

Schimbarea controlului semaforizării cu timp predeterminat la un control actualizat

Controlul semaforizării într-o intersecție poate fi cu timp prederminat sau actualizat. Controlul poate fi în funcție de capacitățile controlerului sau poate fi unul secundar cu lipsa detecției în intersecție (un controler cu capacități de control actualizat trebuie să funcționeze cu timp prederminat dacă nu are loc nici un fel de detecție). Modul de control folosit poate avea un impact important asupra eficienței operațiilor și siguranței din intersecția semaforizată.

Controlul intersecțiilor are la bază:

Variațiile volumului de trafic din orele de vârf și în afara acestora în vecinătățile importante;

Variațiile volumului de trafic în orele de vârf de dimineață și după-amiază;

Volumul de pe vecinătățile minore;

Vehicule mari, pietoni, bicicliști.

Trecerea de la controlul cu timpi prederminați la unul cu timpi actualizați se poate face în următoarele situații:

Variațiile de traffic nu pot fi anticipate și astfel intersecția nu poate fi programată cu timpi predeterminați;

În intersecțiile care sunt prost plasate într-un coridor de intersecții cu semaforizare cu timp prederminat;

Pentru a minimiza întârzierile din timpul semaforizării.

Intersecțiile actualizate folosite în situații adecvate pot reduce întârzierile vehiculelor, în particular în situații de trafic ușor și pentru mișcările din vecinătățile minore. Controlul traficului actualizat nu este necesar în situațiile unde modelele de trafic și volumul de trafic este previzibil și nu variază semnificativ. Acestea nu ar putea fi alegerea perfectă unde este nevoie de un timp potrivit de plecare și de oprire pentru fiecare stare pentru a facilita coordonarea semaforizării de-a lungul unui coridor de trafic. Semafoarele actualizate sunt dependente de operarea detectoarelor; de aceea, acestea sunt afectate de vehiculele staționate, vehiculele implicate în coliziuni sau de reparațiile stradale. Acest lucru ar putea întrerupe operațiile din intersecție. Semafoarele cu timp prederminat pot fi mai acceptabile decât cele actualizate în zonele unde există un flux mare de pietoni care traversează strada.

Modificarea intervalului de schimb galben și/sau a intervalului de eliberare pe roșu

Culoarea galbenă, o măsură de siguranță principală folosită la semnalizare, este subiectul multor discuții. Timpul alocat este în general între 3 și 6 secunde, deoarece o perioadă mai mare a acestei culori ar provoca întârzieri, cât și încurajarea conducătorilor de a traversa intersecția pe culoarea galbenă. Intervalul de eliberare pe roșu este un interval opțional care urmează după culoarea galbenă și are loc înaintea următorului interval conflictual de verde. Intervalul de eliberare pe roșu oferă timp suplimentar înainte ca traficul conflictual să fie eliberat. Decizia de a folosi acest interval se determină pe baza unor evaluări ale următoarelor criterii:

structura intersecției;

experiențele din coliziuni;

activitatea pietonală;

vitezele vecinătăților;

practici locale.

Intervalul de eliberare pe roșu este fie setat de politici locale, fie calculat folosind o ecuație care determină timpul necesar unui vehicul de a trece prin intersecție. Dacă intersecțiile sunt lărgite pentru o capacitate de trafic mai mare, lungimea calculată pentru intervalul de eliberare crește. Această creștere poate contribui la pierderea suplimentară de timp în intersecție, ducând la anularea unor câștiguri așteptate prin creșterea capacității datorită lărgirii.

Modificarea intervalului de galben sau de eliberare pe roșu poate fi folosit în următoarele cazuri:

Un număr mare de coliziuni în unghi sau prin viraje la stânga apar datorită vehiculelor care atunci când virează la stânga nu eliberează la timp intersecția sau opresc înainte de a intra în intersecție la începutul culorii roșii.

Un număr mare de coliziuni din spate apar datorită frânării rapide a conducătorilor auto pentru evitarea intrării în intersecție la începutul perioadei de roșu;

Există un număr mare de treceri pe roșu.

Extinderea perioadei de schimb, galben sau a intervalului de eliberare sau oferirea unui astfel de interval avantajează pietonii, oferindu-le acestora timp suplimentar pentru a elibera intersecția.

Modificarea lungimii ciclului de semaforizare

Calculul și alegerea lungimii ciclului de semaforizare are nevoie de o judecată cât mai bună din partea analistului de trafic. În general se aleg cicluri cu lungimi între 50 și 120 de secunde. Pentru rețelele urbane cu viteze reduse este de preferat un ciclu de semaforizare redus (50 – 70 s). Pentru străzile largi (peste 15m) cu perioade lungi de semaforizare pentru pietoni (mai mari de 20s) sau în situațiile unde este prezent trafic cu vehicule grele și virajele la stânga nu se desfășoară optim, de preferat este un ciclu de 60 – 90s. În intersecțiile cu volum mare de trafic unde virajele au stările lor, o lungime de 90 – 120s ar fi adecvată. Ciclurile mai lungi de 120 de secunde ar fi necesare în intersecțiile mari pentru a adapta trecerile de pietoni lungi în combinație cu un volum mare de viraje, mai ales în orele de vârf.

Lungimi mari ale ciclului de semaforizare duc la nemulțumirea conducătorilor auto și la treceri pe culoarea roșie, deoarece este nevoie de câteva cicluri pentru vehicul de a trece prin intersecție, în particular când încearcă un viraj la stânga. Un ciclu cu lungimea de 90s este adesea considerat optim, deoarece timpul pierdut se apropie de minim, capacitatea de o valoare maximă și întârzierea nu este așa mare. Ciclurile lungi pot duce la cozi excesive în vecinătate și acestea vor împiedica virajele dacă volumul de trafic care merge înainte este mare. Invers, capacitatea intersecției scade mult când ciclul scade sub 60 s, deoarece mai mult timp este folosit pentru culoarea galbenă și pentru intervalul de eliberare.

MODELAREA TRAFICULUI ÎN INTERSECȚII RUTIERE

Metode de măsurare a traficului rutier

Metodele utilizate pentru măsurarea unor parametri ce pot caracteriza fluxul de trafic rutier:

măsurări punctuale;

măsurări pe o distanță scurtă (pana la 10 metri);

măsurări pe un sector de drum (de regula 0.5 kilometri);

utilizarea unui observator ce se deplasează cu fluxul rutier;

esantioane dintr-o zonă întinsă, obținute simultan de la mai multe vehicule, ca elemente ale unui Sistem Inteligent de Transport (ITS – Intelligent Transportation System).

Parametrii caracteristici luați în considerare pentru un tronson de trafic rutier, sunt : fluxul, viteza, densitatea, gradul de ocupare si timpul de călătorie.

Măsurări punctuale

Măsurarea într-un punct a fost prima procedură utilizată pentru colectarea de date cu privire la trafic. Această metodă poate oferi valori ale volumului de trafic, și implicit a fluxului rutier, precum și a timpilor dintre vehicule.

Tehnologia utilizată pentru afectuarea măsurătorilor într-un punct de pe traseu s-a schimbat de-a lungul anilor, mergând de la tuburi pneumatice plasate de-a lungul drumului până la senzori fix (May et al. 1963; Athol 1965). Cei mai folosiți senzori fix sunt buclele inductive, însă alte metode utilizate cuprind microunde, radar, fotocelule, ultrasunete și camere video.

Cu excepția cazului în care vehiculul este oprit, vitezele instantanee ale vehiculelor pot fi obținute numai cu senzori cu microunde sau cu radar. Frecvențele de operare ale acestor instrumente necesită ca vehiculul să se miște numai aproximativ un centimetru în timpul măsurării. În absența instrumentelor menționate, este necesară o altă locație pentru măsurare pentru a obține viteza vehiculelor, ajungând astfel la măsurări efectuate pe o distanță scurtă.

Măsurări pe o distanță scurtă

Primele studii utilizau un al doilea tub pneumatic, plasat destul de aproape față de primul, pentru a se obține viteza vehiculelor. Sistemele mai recente utilizează o pereche de senzori de prezență, precum bucle inductive poziționate la aproximativ 5-6 metri distanță. Prin intermediul camerelor video, două linii virtuale apropiate (în cadrul imaginii) oferă aceleași capabilități pentru măsurarea vitezelor. Totuși, chiar dacă se utilizează distanțe destul de mici, nu se mai fac măsurări într-un singur punct, ci de-a lungul unei porțiuni de drum. Toți senzorii de prezență oferă măsurători directe ale volumului și distanțelor dintre vehicule, precum și ale vitezelor atunci când sunt utilizați în perechi.

Majoritatea senzorilor utilizați, precum buclele inductive sau fascicolele de microunde, ocupă o porțiune din drum, deci oferă măsurători pe o secțiune scurtă. Acețti senzori oferă o nouă variabilă de trafic, care nu era disponibilă în tehnologiile precedente, și anume gradul de ocupare. Gradul de ocupare este definit ca procentul de timp in care zona de detecție este ocupată de vehicul. Aceasta variabilă este disponibilă întrucât bucla inductivă oferă o citire continuă (de regula la 50 sau 60 Hz), ceeea ce tuburile pneumatice nu pot obține. Deoarece gradul de ocupare depinde de mărimea zonei de detecție a instrumentului utilizat, gradul de ocupare măsurat poate varia de la o lacație la alta pentru același trafic, în funcție de natura și modul de realizare al senzorului.

Măsurări de-a lungul unui sector de drum

Măsurările efectuate de-a lungul unui sector de drum provin de la camere montate pe clădiri înalte sau pe stâlpi. Se recomandă ca cel puțin 0.5 kilomeri de drum să fie supravegheați. Pe baza unui singur cadru obținut se poate deduce numai densitatea traficului. Un singur cadru nu poate oferi informații cu privire la volum sau vitezele vahiculelor, neavând informații legate de timp.

În cazul în care supravegherea video oferă mai multe cadre, vitezele pot fi măsurate, pe o distanță aproximativ egala cu întreaga secțiune de drum pe care au fos calculate densitățile.

Metoda observatorului în mișcare

Această metodă a fost utilizată încă de la primele studii, dar la momentul actual nu mai este folosită pentru colectarea de date datorita răspândirii celorlalte tehnologii.

Metoda constă în utilizarea unei mașini aflată în deplasare care înregistrează viteza și timpul de călătorie ca funcție de timp și poziție de-a lungul drumului. Obiectivul acestei metode este ca masina în mișcare să se comporte ca un vehicul obișnuit din fluxul rutier. Însă această metodă nu poate oferi valori exacte pentru vitezele medii. Totusi, este eficientă pentru obținerea unor informații calitative despre operațiile care au loc pe o autostrada, fara necesitatea unot echipamente sau proceduri sofisticate. Un exemplu in acest sens poate fi gasit în Morton and Jackson (1992).

O altă abordare a metodei a fost dezvoltată de Wardrop and Charlesworth (1954) pentru măsurători ale traficului urban și are ca scop obținerea vitezei și volumului de trafic simultan. Metoda poate fi utilizata pentru colectarea de date în locurile în care nu exista sisteme automate.

Metoda se bazeaza pe un vehicul observator care circulă în ambele direcții ale drumului. Cele doua formule, ce permit estimarea atat a vitezelor cât și a fluxurilor pentru o direcție de circulatie, sunt :

unde:

q – fluxul estimat pe drum, în direcția de interes,

x – numărul de vehicule ce circulă în direcția de interes, intalnite de vehiculul observator în timp ce acesta circulă în direcția opusă,

y – numarul de vehicule care depasesc vehiculul observator, calatorind in directia de inters (adica vehiculele care depasesc din care se scad vehiculele depasite)

– timpul de calatorie in sens opus directiei de mers,

– timpul de calatorie in directia de mers,

– o estimare a timpului mediu de calatorie în direcția de interes.

În 1973 Wright a revizuit teoria din spatele metodei. Lucrarea sa constituie, o trecere în revistă a lucrărilor care au încercat să utilizeze metoda propusă. În general, metoda conduce la rezultate subiective. Ideea este ca șoferul să-și fixeze timpul de calătorie dinainte și să-l respecte. Opririle de-a lungul drumului nu se iau în calcul, contând doar ca timpul total să corespundă cu cel estimat înainte de călătorie. De asemenea, întrucât traficul care intră sau iese de pe ruta în cauză poate perturba calculele efectuate cu aceasta metodă, aplicabilitatea rămâne doar pentru trasee ce nu prezintă ieșiri sau intrări majore. Trebuie precizat că este necesar un numar mare de observații pentru ca estimarile vitezelor și fluxurilor să aibe un grad satisfacător de precizie; în caz contrar, metoda are o precizie foarte scăzută.

Măsurări pe arii întinse – ITS

Măsurările dintr-o arie întinsă în cadrul ITS pot fi comparate cu observațiile provenite de la un număr mare de vehicule aflate în mișcare în diverse locații și anumite momente de timp în cadrul sistemului. Unele tipuri de Sisteme Inteligente de Transport presupun comunicații între vehicule echipate corespunzător și un sistem central. Deși tehnologiile diferă pentru diverse sisteme de comunicație, toate oferă informații depre vitezele vehiculelor. În unele cazuri, aceaste informații vor fi vitezele instantanee la trecerea prin dreptul unui anumit punct. În alte situații, informația transmisă poate fi un identifiator al vehiculului, care va permite sistemului să calculeze timpii de călătorie dintre anumite locații. O altă variantă, ce nu implică interogări la poziții fixe, ar presupune solicitarea de informații de la mai multe vehicule, indiferent de locația acestora, și primirea de la vehiculele interogate a datelor cu privire a vitezelor cât și locația acestora. Sistemul ar oferi date comparabile cu cele obținute în cazul utilizarii senzorilor de tip bucla inductiva. Deși ar avea dezavantajul obținerii de date de la un numar restrâns de vehicule, avantajul ar fi costul de întreținere și reparație care este mult mai mic comparativ cu costul de întreținere a buclelor inductive defecte. În plus, stațiile de interogare pot fi montate pe arii mai largi, oferind o acoperire mai mare decat buclele inductive. Alt sistem ar putea oferi informații despre viteze de-a lungul unui sector de drum, informații ce pot fi obținute mult mai ușor și cu costuri mai scazute. În plus, timpii de călătorie constituie una dintre varabilele cheie pentru un sistem ITS de ghidare, astfel că obținerea unor informații mai bune poate fi de mare importanță.

Tipuri de modele de trafic rutier

Modelele de trafic pot fi clasificare în functie de nivelul de detaliu cu care reprezintă sistemele de trafic. Această clasificare ține cont de nivelul de descriere al vehiculelor participante la trafic, considerate ca elemente componente ale fluxului rutier.

Hoogendoorn & Bovy (2000) au propus urmatoarea clasificare:

1. Modele (de simulare) submicroscopice – descriere cu un inalt nivel de detaliu in care se evidentiaza functionarea componentelor vehiculelor si interactiunea cu mediul inconjurator.

2. Modele (de simulare) microscopice – descriere detaliata in care vehiculele se disting unele de altele si pot fi urmarite.

3. Modele mesoscopice – descriere cu un nivel mediu de detalii

4. Modele macroscopice – descriere cu un nivel scazut de detalii.

Un model microscopic descrie atât comportamentul spatiu-timp ale componentelor sistemului (vehicuele și șoferi) precum și interacțiunile lor la un nivel înalt de detaliu (individual). De exemplu, pentru fiecare vehicul participant la trafic o schimbare de bandă este descrisă ca o înlănțuire de decizii ale șoferilor.

Modelele submicroscopice descriu caracteristici ale fiecărui vehicul participant la trafic. Totuși, pe langă descrierea detaliată a comportamentului in trafic, este modelat și comportamentul de control al vehiculului (ex. schimbarea treptelor de viteza, etc.) în concordanță cu condițiile din mediul înconjurator. Mai mult, este descrisă chiar și funcționarea unor părți specifice ale vehiculului (subansamble).

Modelul mesoscopic nu deosebește și nu urmărește vehiculele individuale, ci specifică comportamentul indivizilor, în termeni probabilistici. Astfel, traficul este reprezentat de grupuri mici de vehicule, pentru care activitatile si interactiunile sunt descrise la un nivel scazut de detaliu. De exemplu, o manevra de schimbare de banda ar putea fi reprezentata pentru un vehicul ca un eveniment instantaneu, in care decizia de a efectua o schimbare de banda este bazata pe densitatile relative ale benzilor si diferentele de viteze. Unele modele mesoscopice sunt obtinute prin analogie cu teoria gazo-cinetica. (Asa-numitele modele gazo-cinetice descriu dinamica distributiilor de viteza.)

Modelele macroscopice descriu traficul la un nivel ridicat de agregare, asemanator unui flux, fara a tine seama de partile componenete. De exemplu, fluxul rutier este reprezentat intr-o maniera compacta utilizand marimi precum flux, densitate si viteza. Manevrele caracteristice unui vehicul, precum schimbarea benzilor, nu pot fi reprezentate. Modelele macroscopice pot fi clasificate atat in functie de numarul de ecuatii cu diferente partialecare stau la baza modelului, cat si de ordinal acestora.

Modele microscopice

Modelele microscopice sunt adecvate pentru modelarea interactiunilor dintre vehicule la un nivel inalt de detaliu, necesar pentru evaluarea multor Sisteme Inteligente de Transport (ITS), dar sunt limitate la zone restranse, datorita cantitatii mari de date de intrare necesare.

Reprezentative pentru modelele microscopice, sunt urmatoarele doua tipuri de modele:

Modele de urmărire vehicul (car-following models)

Aceste modele încearcă să descrie procesul prin care un vehicul urmarește un altul. În această categorie, se întalnesc 3 tipuri de modele: modele preventive (safe-distance models), modele de tip stimul-raspuns (stimulus-response models) și modele psiho-spatiale (psycho-spacing models).

Modele de tip automat celular (CA models)

O abordare mai recentă privind modelarea circulației vehiculelor o constituie adaptarea modelelor particulelor "săritoare" pentru a modela traficul rutier. In general, în modelele menționate, există un lanț unidimensional de celule, în care fiecare celulă poate fi liberă, sau ocupată de o particulă. Mișcarea particulelor este realizată prin saltul particulelor, care se deplasează de la o celulă la urmatoare conform anumitor reguli. Pentru a adapta aceste modele să simuleze traficul rutier, fiecare vehicul este reprezentat printr-o particulă, iar segmentul de drum este descris printr-o înlănțuire de celule succesive, fiecare putând conține un singur vehicul. Deplasarea vehiculelor este astfel descrisă prin deplasarea de la o celulă la alta conform unor reguli specificate apriori. Primele automate celulare utilizate pentru simularea traficului au fost propuse de Nagel et Schreckenberg (1992), dar pe parcurs au aparut și alte variante modificate ale modelului initial. Pentru aplicațiile de trafic urban, modelele de automate celulare au fost utilizate în reprezentarea traficului de tip oprire-pornire (stop-and-go), prin dezvoltarea modelului VDR (velocity-dependent randomisation) (Pottmeier et autres, 2002). Mai mult, modelele de automate celulare au fost utilizate pentru aplicații de optimizare a timpilor de așteptare la semafoare (Brockfeld et autres, 2001).

Variabile microscopice

Dacă traficul este abordat la nivel microscopic, atunci fiecare vehicul este studiat separat, considerându-se că fluxul de trafic este format dintr-un șir de vehicule individuale. Vehiculele și conducătorii au anumite caracteristici specifice, numite caracteristici microscopice. În fig. 5.26 sunt reprezentate două vehicule consecutive (i și i+1), care se deplasează pe aceeași bandă de circulație, într-o coloană de vehicule.

Fig. 5.27 Dispunerea spațială a doua vehicule consecutive pe aceeași banda de circulație

unde:

(xi) = Poziția vehiculului considerată ca fiind poziția în spațiu a barei din spate a vehiculului.

(isi) = Intervalul spațial dintre două vehicule consecutive, distanța între bara din față a vehiculului antemergător și bara din spate a vehiculului din față.

(li) = Lungimea vehiculului .

(li) = Distanța între cele două vehicule, distanța între pozițiile celor două vehicule.

Cu ajutorul acestor variabile se pot scrie următoarele relații:

Distanța poate fi interpretată și ca reprezentând spațiul ocupat de vehiculul i pe drum, respectiv lungimea vehiculului plus distanța menținută de conducătorul auto față de vehiculul din față.

Similar cu definiția de mai sus, un vehicul este caracterizat și de o distanță temporală , reprezentând suma dintre intervalul de timp iti și durata de ocupare ρi conform ecuației de mai jos:

Distanțele spațială și temporală pot fi vizualizate înfig.5.28 Diagrama spațio-temporală reprezentând traiectoriile vehiculelor i și i+1, în care sunt reprezentate traiectoriile celor două vehicule succesive, traiectoria reprezentând evoluția în timp a poziției fiecărui vehicul. În partea stângă, pe axa x, xi+1și xi reprezintă pozițiile în spațiu ale celor două vehicule, la momentul ti. De asemenea, în figură sunt reprezentate toate elementele menționate anterior, respectiv distanța spațială dsi, distanța temporală dti, intervalul spațial isi, respectiv cel temporal iti și lungimea vehiculului li, respectiv durata de ocupare qi.

Fig. 5.28 Diagramă spațio-temporală reprezentând traiectoriile vehiculelor i și i+1[Sursa:Highway Capacity Manual 2000]

Vehicule sunt reprezentate ca deplasându-se cu aceeași viteză, constantă. În acest caz, viteza vehiculului este dată de tangenta unghiului format de traiectorie cu axa orizontală. Dacă unul dintre vehicule accelerează, traiectoria se va curba ascendent, iar viteza va fi dată de tangenta la noua traiectorie. Pentru un vehicul care staționează, caracteristica sa va fi orizontală, poziția rămânând constantă în timp.

Descrierea cu ajutorul mărimilor dependente de timp

Formulele generale pentru viteza () și accelerația () ale vehiculului (i) sunt cele cunoscute, rezultând din prima, respectiv a doua derivată a formulei traiectoriei. Astfel:

Fig. 5.29 Spațiul parcurs de un vehicul individual

Pentru o deplasare cu viteză constantă , distanța temporală reprezintă durata de timp necesară pentru ca vehiculului i să ajungă în poziția vehiculului din față i+1. Durata de ocupare reprezintă timpul necesar unei distanțe egale cu lungimea proprie a vehiculului, adică:

ceea ce corespunde intervalului de timp necesar ca vehiculul să depășească poziția observatorului.

În consecință, relațiile (5.32) și (5.34) pot fi legate de prin relația:

Formulele și parametrii definiți mai sus pot fi extinși și pentru circulația pe mai multe benzi, respectiv pentru vehicule care circulă pe benzile învecinate. În cazul în care se tratează circulația pe o singură bandă, vehiculele își păstrează ordinea unul față de celălalt, pe principiul numit și primul intrat/primul ieșit. În cazul studiului circulației pe mai multe benzi, acest principiu nu se mai poate aplica, din cauza posibilelor manevre de depășire. De asemenea, în cazul în care circulația se desfășoară pe mai multe benzi de circulație, dar se studiază numai vehiculele de pe o bandă, este posibil ca traiectoriile unor vehicule să dispară și să reapară, în momentele în care se produc schimbări de bandă.

Descrierea cu ajutorul mărimilor dependente de spațiu

Se introduce transformarea:

sau:

Prin integrare, rezultă:

Accelerația în funcție de spațiu se obține prin derivarea în raport cu timpul a vitezei :

Din această relație se obține:

deci:

Diagramele de mișcare ale autovehiculului funcție de timp, (a0)

Fig. 5.30 Diagrama autovehicolelor în funcție de timp și spațiu

Variabilele enumerate mai sus pot fi măsurate prin diverse metode:

Măsurarea într-un punct fix.

Măsurarea pe o secțiune scurtă de drum (mai mică de 10 metri).

Măsurarea pe o porțiune lungă de drum (cel puțin 500 metri).

Utilizarea unui observator mobil, care se deplasează în fluxul de trafic.

Date măsurate pe zone largi, obținute simultan de la un număr mare de vehicule, prin intermediul sistemelor inteligente de transport.

Modele mesoscopice

Modelele mesoscopice ocupă o poziție intermediară între cele microscopice și cele macroscopice. Sunt caracterizate de capacitatea de a modela rețele mari fără un efort mare pe partea de codare și calibrare, oferind în același timp o reprezentare mai bună a dinamicii traficului și a comportamentelor individuale de călătorie ale participanților, comparativ cu modelele macroscopice.

Modelele mesoscopice sunt folosite pentru planificare, dar si pentru operașți în timp real. Acestea sunt mai flexibile decât modelele macroscopice în ceea ce privește modelarea unor elemente importante, precum comportamentul de călătorie (de exemplu, alegerea unei rute). Totuși, sunt limite în capacitatea de a reprezenta operații detaliate din trafic, comparativ cu sistemele ITS.

În continuare sunt prezentate câteva modele mesoscopice, intâlnite mai des în literatura de specialitate:

CONTRAM reprezintă rețeaua rutiere prin noduri și arce de legătură, iar vehiculele de pe arce sunt grupate în pachete care circulă de la origine la destinație (cu mențiunea că pachetele pot fi formate și dintr-un singur vehicul).

DYNAMIT utilizează vehicule individuale ce se deplasează de-a lungul unor segmente în funcție de relații viteză-densitate și modele de cozi de așteptare. Benzile sunt reprezentate în detaliu numai atunci când au loc congestii în retea și cozile încep să se extindă. Cozile de așteptare sunt specifice fiecărei benzi. Operațiile din cadrul intersecțiilor sunt surprinse prin intermediul capacității acestora.

DYNASMART utilizează relații viteză-densitate, însă adoptă o reprezentare mai detaliată a intersecțiilor semnalizate (la nivel de succesiune a luminilor semaforului) pentru a modela întârzierile în aceste poziții.

FASTLANE reprezintă vehiculele individual, indeplinind relații viteză-densitate, și utilizează servere stochastice de cozi de așteptare la nivelul nodurilor pentru a justifica întarzierile datorate semnalelor de trafic, precum și interacțiunile cu fluxurile de trafic provenind din alte direcții.

DYNAMEQ functionează similar ca precedentul, însă dinamica vehiculelor în cadrul legăturilor este surprinsă prin relații simplificate de tip urmărire vehicul. Benzile sunt reprezentate explicit, inclusiv operațiile de schimbare a benzilor.

Modele macroscopice

Modelele macroscopice sunt utilizate în general pentru operații de planificare și operații de control, implicând rețele mari și perioade lungi de timp. Aceste modele descriu comportamentul vehiculelor în trafic utilizând o serie de variabile interconectate, precum: viteza, desnsitatea, fluxul. Exista o analogie interesantă între descrierea matematică a fluxului rutier și cea a curgerii unui fluid, analogie exploatată de aceste modele. Totuși, sunt fenomene specifice traficului care nu corespund curgerii uni fluid, precum instabilitatea, congestia rutiera sau traficul de tip oprire-pornire (stop-and-go). Totuși, modelele macroscopice sunt utile pentru simularea, predictia, estimarea și proiectarea diverselor strategii de control.

Caracteristicile fluxului de trafic la nivel macroscopic

Intervale de măsurare

Dacă dorim o abordare a traficului la nivel macroscopic, în loc să discutăm despre parametrii pentru vehicule individuale, lărgim imaginea la un nivel superior, în care ne ocupăm de traficul pentru o anumită regiune sau pentru o secțiune mare de drum. Figura 5.32 prezintă evoluția sistemului, prin intermediul traiectoriile mai multor vehicule individuale. Diagrama cuprinde toate operațiunile de trafic executate de vehicule (accelerări, frânări etc.).

Fig. 5.31 Traiectoriile vehiculelor și intervalele de măsurare S1 și S2

Un interval de măsură S este de definit ca o arie cuprinsă în spațiul t-x. Definirea variabilelor macroscopice se face întotdeauna pe un astfel de interval. Figurile 5.32 și 5.33 prezintă trei tipuri de intervale de măsură: , și , definite mai jos. Intervalele sunt limitate în spațiu de un segment de drum de lungime ΔX și de o perioadă de măsurare ΔT.

: un interval de măsură dreptunghiular, care acoperă o secțiune de drum ΔX, în timpul unui interval de timp care tinde la 0, dt. Practic, intervalul de măsură corespunde cu o anumită secțiune de drum, la un moment specific . Măsurătorile pentru un astfel de interval spațial pot fi executate, de exemplu, printr-o fotografie aeriană.

: un interval de măsură dreptunghiular care acoperă o secțiune de drum infinit de mică (tinde la 0) dx, într-un interval de timp ΔT. Practic, reprezintă măsurătorile executate în intervalul ΔT, într-o anumită locație . Măsurătorile pentru un astfel de interval se pot executa, de exemplu, cu ajutorul unei bucle inductive.

este un interval de măsurare de formă aleatorie, în timp și spațiu, care corespunde măsurătorilor generale executate în regiune respectivă (în intervalul de timp ΔT, pe sectorul de lungime ΔX (de exemplu, printr-o secvență de imagini ale une camere video de supraveghere). Intervalul este traversat de diverse traiectorii. Distanța parcursă de un vehicul în acest interval de măsurare reprezintă proiecția traiectoriei lui pe axa x. timpul petrecut de vehicul în intervalul de măsurare este proiecția traiectoriei lui pe axa t.

Fig. 5.32 Traiectoriile vehiculelor și intervalul de măsurare S

Caracteristici macroscopice ale fluxului de trafic:

densitatea;

fluxul;

gradul de ocupare;

viteza medie.

Densitatea traficului

Densitate de trafic permite crearea unei imagini referitoare la nivelul de aglomerare pe o secțiune de drum. Este exprimată în număr de vehicule pe kilometru. Conceptul de densitate ignoră complet efectele compoziției traficului și a lungimii vehiculelor, luând în considerație numai cantitatea abstractă denumită „număr de vehicule”.

Densitatea poate fi măsurată numai într-o anumită regiune spațială (ΔX), ea trebuie să fie calculată pentru regiunile temporale (ΔT). În cazul în care densitatea nu poate fi măsurată sau calculată, ea este estimată. Utilizând intervalul spațial ΔX, densitatea k pentru traficul pe o bandă de circulație, la momentul , este definită prin relația:

unde:

k = densitatea traficului (veh/km)

N = numărul de vehicule din intervalul spațial ΔX (veh)

ΔX = intervalul spațial (km).

În cazul circulației pe mai multe benzi (L), densitatea totală se obține prin însumarea densităților de pe fiecare bandă.

unde:

= densitatea traficului pe banda l (veh/km)

= numărul de vehicule din intervalul spațial ΔX, de pe banda l (veh)

L = numărul de benzi.

La modul general, densitatea poate fi definită ca timpul total petrecut de toate vehiculele în intervalul de măsurare, împărțit la suprafața intervalului:

unde:

= timpul de călătorie al vehiculului i.

= viteza vehiculului i.

Extinzând formula (5.49) la traficul pe mai multe benzi de circulație (a se vedea formula 5.48), rezultă:

unde: = viteza vehiculului i de pe banda l.

După ce am obținut densitatea atât în intervalul spațial S1, cât și în cel temporal S2, putem extinde acum formulele, pentru a obține densitatea pentru intervalul spațio-temporal S. Totuși, pentru a putea face acest lucru, este necesar să cunoaștem timpii de călătorie Ti pentru fiecare vehicule individual i. Deoarece această informație nu este valabilă tot timpul, se va calcula o medie temporală a densității. Presupunând că este cunoscută densitatea k(t) pentru regiunile consecutive ΔX, pentru fiecare pas de timp t dintr-o anumită perioadă ΔT, se ajunge la următoarele formule de calcul:

Pentru traficul pe mai multe benzi de circulație, din combinația formulelor (5.48) și (5.51), rezultă:

unde: = numărul de vehicule prezente pe banda la momentul .

Fluxul de trafic

Fluxul de trafic este o caracteristică temporală (se definește pe intervalul de măsurare S2. Rata fluxului de trafic (denumită pe scurt flux) reprezintă exprimarea unei rate orare, adică al numărului de vehicule pe oră.

Fluxul în intervalul , pentru traficul pe o bandă de circulație, este definit prin următoarea relație, bazată pe simpla numărare a vehiculelor:

unde:

q = fluxul de trafic (veh/oră)

ΔT = intervalul temporar (oră).

N = numărul de vehicule care trec prin dreptul detectorului de vehicule în intervalul ΔT (veh)

În cazul circulației pe mai multe benzi (L), fluxul total se obține prin însumarea fluxurilor de pe fiecare bandă.

unde:

= fluxul pe banda l (veh/oră)

= numărul de vehicule din intervalul temporal ΔT, de pe banda l (veh)

L = numărul de benzi.

La modul general, fluxul poate fi definit ca distanța totală parcursă de toate vehiculele în intervalul de măsurare, împărțită la suprafața intervalului:

unde:

= distanța parcursă de vehiculul i.

= viteza vehiculului i.

Extinzând formula (4.56) la traficul pe mai multe benzi de circulație, rezultă:

unde: = viteza vehiculului i de pe banda l.

Considerând că se execută măsurători de trafic consecutive în intervalul intervalul spațio-temporal S, ca și în cazul densității se poate obține o formulă corespunzătoare unei medii temporale a fluxului de trafic. Presupunând că este cunoscut fluxul q(t) pentru regiunile consecutive ΔX, pentru fiecare pas de timp t dintr-o anumită perioadă , se ajunge la următoarele formule de calcul:

Pentru traficul pe mai multe benzi de circulație, din combinația formulelor (5.57) și (5.58), rezultă:

unde: (t) = numărul de vehicule prezente pe banda l la momentul .

Gradul de ocupare

Majoritatea detectoarelor de trafic pot efectua numai măsurători temporale (de exemplu, pe intervalul ). În cazul utilizării unor bucle inductive duble, de exemplu, se pot măsura vitezele vehiculelor individuale și atunci densitatea traficului poate fi calculată.

Totuși, în cele mai multe cazuri nu există informații referitoare la aceste viteze. În consecință, se apelează la o altă măsură temporală, denumită grad de ocupare ρ, care corespunde fracțiunii de timp în care locația de măsurare a fost ocupată de un vehicul:

unde:

ρ = gradul de ocupare

= durata în care vehiculul i este prezent deasupra detectorului (s)

Se poate spune că reprezintă lungimea vehiculului, așa cum a fost această văzută de detector, împărțită la viteza vehiculului respectiv:

unde:

= lungimea reală a vehiculului i

Lzd = lungimea finită a zonei de detecție

Dacă definim o durată de ocupare medie oim, dată de formula:

atunci se poate stabili o relație între gradul de ocupare și flux, folosind relațiile (4.53), (4.59) și (5.62):

Înlocuind în relația (5.60) formula lui dată de relația (5.61) și introducând o lungime medie a vehiculelor și o lungime constantă a zonei de detecție), rezultă:

unde:

L = suma lungimii medii a vehiculelor și a lungimii zonei de detecție

= viteza individuală a vehiculului i.

Din relația (5.49), știm că densitatea traficului este:

În consecință, între densitatea fluxului de trafic și gradul de ocupare se poate scrie următoarea relație:

Înlocuind în această relație formula densității k pentru întregul interval ΔX:

rezultă:

În ecuația de mai sus, produsul dintre L (lungimea medie a vehiculelor) și N (numărul de vehicule de pe intervalul ΔX ) poate fi înlocuit cu suma lungimilor vehiculelor individuale, rezultând:

Relația de mai sus poate fi interpretată prin definiția: gradul de ocupare reprezintă „densitatea reală” a drumului, adică spațiul fizic ocupat efectiv de toate vehiculele de pe intervalul de măsurare.

Viteza medie

Viteza medie a fluxului de trafic se exprimă în kilometri pe oră și reprezintă o viteză medie spațială.

Dacă calculăm viteza medie pe baza măsurării directe a vitezelor vehiculelor individuale, atunci o putem defini ca fiind distanța totală parcursă de toate vehiculele din intervalul de măsurare, împărțită la timpul total petrecut de vehicule în acest interval. Din această definiție, rezultă următoarele formule de calcul:

unde:

= distanța parcursă de vehiculul i

= durata parcursă de vehiculul i

N = numărul de vehicule prezent în timpul măsurătorii.

Viteza medie pentru intervalul spațial reprezintă media aritmetică a vitezelor individuale ale vehiculelor, în timp ce viteza medie pentru intervalul temporal reprezintă media armonică a acestora.

Deasemenea mai putem defini viteza medie temporală , ca reprezentând media aritmetică a vitezelor vehiculelor individuale într-un interval de timp, conform formulei de mai jos (pe regiunea ):

ALGORITMI ȘI MODELE DE MODELARE A TRAFICULUI URBAN

Modelul LWR

Modelul LWR a fost propus de Lighthill, Whitham [Lighthill & Whitham, 1955] si Richards [Richards, 1956] si se bazeaza pe principiul conservarii vehiculelor, presupunand ca starea traficului urmareste o relatie empirica de forma , intre densitatea si fluxul .

Modelul poate fi simplificat, utilizand transformarea , ajungandu-se la :

Modelul Greenberg

În acest model se consideră că viteza vehiculelor poate fi foarte mare pentru densități scazute :

ceea ce implică :

Modelul- Calea cea mai scurtă

Problema stabilirii celei mai scurte căi între două noduri, astfel încât suma valorilor legăturilor sale să fie minimă. În cazul stabilirii distanței cele mai scurte între două locații pe hartă, nodurile reprezintă locații, iar legăturile reprezintă segmente de drum. Valorile alocate legăturilor pot reprezenta distanțe, durate de parcurgere etc. Problema stabilirii căii celei mai scurte poate fi definită în mai multe moduri, și anume:

Calea cea mai scurtă între o pereche de noduri – determinarea căii celei mai scurte între două noduri ale grafului

Calea cea mai scurtă cu sursă unică – determinarea căii celei mai scurte de la un singur nod la toate nodurile din graf

Calea cea mai scurtă cu destinație unică – determinarea căii celei mai scurte dintre toate nodurile și un nod destinație. Este identică cu problema anterioară, dacă se inversează direcția legăturilor din graf

Calea cea mai scurtă între toate nodurile – determinarea căii celei mai scurte între oricare două noduri din graf.

Cei mai importanți algoritmi pentru rezolvarea acestor probleme sunt:

Grafurile valorice

Algoritmul lui Dijkstra, rezolvă problemele căii celei mai scurte între o pereche de noduri, cu sursă unică și cu destinație unică

Algoritmul lui Bellman-Ford, rezolva problema căii celei mai scurte cu sursă unică, chiar și în cazul în care există legături negative

Algoritmul lui Floyd – Warshall, rezolvă problema căii celei mai scurte între toate nodurile.

Algoritmul lui Johnson, rezolvă problema căii celei mai scurte între toate nodurile și este mai rapid decât cel anterior.

Grafurile valorice

Într-un graf valoric, fiecărei legături îi este asociată o valoare numerică. Această valoare poate reprezenta: distanțe, timp, cost etc.

Pentru un astfel de graf valoric, se dorește calcularea distanței minime între două noduri u și v. Lungimea căii de parcurs este egală cu suma lungimilor legăturilor componente.

Proprietăți:

O rută formată din legături cu valori minime reprezintă ea însăși cea mai scurtă cale.

De la fiecare nod de start se poate construi un arbore de cele mai scurte căi către toate celelalte noduri.

Metoda este foarte laborioasă și presupune parcurgerea unui număr mare de pași. Nu poate fi utilizată în cazul unor rețele complexe.

Algoritmul lui Dijkstra

Algoritmul rezolvă problema celei mai scurte căi pentru un graf cu legături cu valori pozitive, producând un arbore al căilor celor mai scurte. Pentru un anumit nod sursă stabilit, algoritmul descoperă calea cu costul cel mai scurt. Poate fi folosit și pentru stabilirea costurilor pentru cea mai scurtă cale între un nod sursă și un nod destinație, oprind algorimtul odată ce este determinată calea cea mai scurtă până la nodul destinație. De exemplu, dacă nodurile grafului reprezintă orașe, iar costurile legăturilor dintre noduri reprezintă distanțe de călătorie între perechi de orașe conectate de un drum direct, algoritmul lui Dijkstra poate fi folosit pentru stabilirea rutei cele mai scurte de la un oraș la toate celelalte orașe.

Pașii algoritmului:

Se alocă fiecărui nod o valoare. Aceasta este setată la 0 pentru nodul inițial și la infinit pentru toate celelalte noduri.

Se marchează toate nodurile ca neprocesate.

Pentru nodul curent, se iau toți vecinii neprocesați și se calculează valoarea acestora (față de nodul inițial). De exemplu, dacă nodul curent A are valoarea 6, iar între el și nodul B există o legătură cu valoare (distanță) 2, atunci valoarea lui B prin A va fi 8. Dacă această valoare este mai mică decât cea alocată anterior nodului B, acestuia i se realocă noua valoare.

Când am terminat cu calcularea valorilor pentru toți vecinii nodului curent, acest nod este marcat ca procesat. Un nod procesat nu mai este verificat din nou, iar valoarea alocată lui în acest moment este considerată finală și minimă.

Dacă au fost procesate toate nodurile, algoritmul se încheie. Altfel, se setează nodul neprocesat cu valoarea cea mai mică față de nodul inițial ca următorul nod curent și se reia de la pasul 3.

Algoritmul lui Bellman – Ford

Calculează calea cea mai scurtă cu sursă unică într-un graf valoric cu legături orientate, chiar și în cazul valorilor negative. Pentru grafurile care au numai valori pozitive, algoritmul lui Dijkstra este mai rapid.

Algoritmul funcționează similar cu algoritmul lui Dijkstra, dar în loc să selecteze nodul următor ca fiind nodul cu valoarea cea mai mică și care nu a fost încă procesat, selecteaza toate nodurile, și face acest lucru de n-1 ori, unde n este numărul nodurilor din graf. Prezintă avantajul de a lucra în cazul cel mai general.

Algoritmul lui Johnson

Reprezintă un mod de a calcula distanța cea mai scurtă dintre toate perechile de noduri dintr-un graf orientat. Permite ca o parte dintre valorile legăturilor să fie numere negative. Folosește algoritmul Belmann-Ford ca să transforme graful inițial prin eliminarea valorilor negative, iar apoi algoritmul Dijkstra pentru graful transformat.

Pașii algoritmului:

Se adaugă un nod nou q, conectat cu legături de valoare 0 la celelalte noduri.

Se aplică algoritmul Bellman-Ford, pornind din nodul q, pentru a găsi pentru fiecare dintre celelalte noduri o valoare minimă h(v) față de nodul q.

Legăturile grafului original sunt recalculate, folosind valorile determinate prin algoritmul Bellman-Ford, astfel: o legătură de la nodul u, la nodul v, care avea valoarea w(u,v), primește acum valoarea w(u,v) + h(u) – h(v).

Nodul q este eliminat și se utilizează algoritmul lui Dijkstra pentru a găsi cea mai scurtă cale de la fiecare dintre noduri la celelalte noduri, în graful nou desenat.

În acest nou graf, pentru toate căile dintre o pereche de noduri s și t s-a adăugat aceeași valoare h(s) – h(t), așa încât cea mai scurtă cale dintre ele coincide cu cea mai scurtă cale pentru graful original. De data aceasta însă, în noul graf, toate valorile legăturilor sunt pozitive, asigurând posibilitatea utilizării algorimtului lui Dijskstra. Cea mai scurtă cale dintre oricare două noduri folosește aceeași secvență de legături ca și în cazul grafului original. Algoritmul Johnson se încheie prin aplicarea algoritmului lui Dijkstra pentru fiecare dintre cele patru noduri.

CONCLUZII:

pentru evaluarea unei intersecții trebuie calculat nivelul de serviciu pe care aceasta il ofera;

determinările se realizează pentru orele de varf, când volumul de trafic este cel mai important;

viteza și durata în timp, constituie parametri care se obțin prin măsurători directe și care indică eficiența cu care “ lucrează” o stradă, o șosea sau o rețea de străzi;

definirea nivelelor de serviciu în funcție de parametri cât și caracteristicile privind traficul rutier: viteza de deplasare, viteza medie, viteza instantanee, capacitate specifică;

optimizarea ciclurilor de semaforizare a intersecțiilor, conduce la creșterea fluidizării traficului rutier, chiar pe fondul creșterii volumelor de trafic, provocând o scădere a cozilor de așteptare, respectiv a timpilor în care motoarele autovehiculelor sunt exploatate în cel mai poluant regim de funcționare tranzitoriu.

controlul semnalizării variază de la metodele cele mai simple, care determină setările de sincronizare la un anumit moment la zilei, până la algoritmi complexi care calculează alocarea perioadei de verde în timp real pe baza volumului de trafic.

Contribitii personale

STUDIUL DE CAZ

Studiul de caz constă în analiza unui grup de intersecții din București, în vederea analizării și optimizării timpilor de semaforizare, astfel încât să se reducă timpul de așteptare la semafor, precum și reducerea lungimii cozilor de așteptare.

Algoritmul care stă la baza comandării semafoarelor trebuie să aibe în vedere câteva aspecte:

micșorarea timpului de deplasare;

prevenirea de formare a cozilor de vehicule care să nu permită accesul în intersecție pentru vehiculele care au faze de verde la semafor pentru accesul în intersecție;

prevenirea formării blocajelor din centrul intersecțiilor.

Implementarea unui astfel de algoritm, trebuie să parcurgă o serie de pași, care să pornească de la o analiză a fiecărei intersecții în parte, apoi o evaluare a situație în funcției de datele culese din teren.

CONTROLUL FLUXURILOR DE CIRCULAȚIE ÎN INTERSECȚII RUTIERE URBANE

Desfășurarea traficului urban, evidențiază trei faze semnificative de deplasări:

deplasările zilnice spre și dinspre locurile de muncă;

deplasările de după amiază spre diferite zone de interes comercial sau cultural;

perioadele din “week-end”.

Aceste trei faze pot demonstra marea varietate în structură și intensitate traficului urban, în componența căruia automobilul ocupă un rol primordial, având marea calitate de a asigura maximul de confort al deplasărilor.

Dacă la volumul mare al deplasărilor cu autoturismele particulare, a căror pondere este majoritară, se adaugă și mijloacele de transport în comun și transportul de bunuri, putem afirma că traficului urban îi sunt necesare următoarele măsuri:

o amenajarea stradală, menită să satisfacă solicitările traficului aflat în permanență creștere;

organizarea, reglementarea și controlul desfășurării circulației în intersecții.

Se estimează că pierderile de timp în intersecții reprezintă 80-90% din timpul pierdut la traversarea aglomerațiilor, iar în ceea ce privește accidentele de circulație în mediul urban, la nivelul anului 1997, acestea reprezintă 46,8% în timp ce în mediul rural 45,5% și 7,7% în afara localităților.

Capacitatea de circulație. Analiza capacității de circulație reprezintă un segment important al aplicațiilor planificării, care iau în calcul condițiile de viitor și estimările despre fluxurile de trafic de vehicule sau pietoni.

Capacitatea de transport reflectă capacitatea unei artere rutiere de a servi vehiculele și oamenii, în anumite condiții specificate. Reprezintă limita superioară a numărului de vehicule sau pietoni care pot trece printr-un punct într-o perioadă de timp specificată și în anumite condiții.

Capacitatea de vehicule reprezintă numărul maxim al vehiculelor care pot trece, în mod fluent și în condiții de siguranță, printr-un punct dat, de-a lungul unei perioade specificate, cu timpi de așteptare acceptabili în anumite condiții de trafic și de mediu.

Capacitatea de călători introduce conceptul de ocupare al vehiculelor și reprezintă numărul maxim de persoane care pot trece printr-un punct dat, pe o durată specificată de timp, în anumite condiții de trafic și cu așteptări acceptabile.

Capacitatea de tranzit reprezintă capacitatea uneia sau mai multor rute care trec printr-un punct într-o perioadă specificată de timp. Capacitatea este exprimată în termeni de număr de vehicule sau de călători serviți. Capacitatea de tranzit, se referă la numărul călătorilor care pot fi preluați în anumite condiții de trafic.

De exemplu, o șosea urbană care asigură trecerea a 1900 autoturisme pe oră, pe o singură bandă de circulație, cu un grad de ocupare de 1,5 persoane/vehicul, va avea o capacitate de 2850 persoane/oră. O arteră stradală cu 700 vehicule/oră cu 1,5 persoane/vehicul va avea o capacitate de 1050 persoane/oră. Dacă numărul vehiculelor de transport s-ar reduce, în mod automat se va reduce și capacitatea călătorilor și deci, va scădea nivelul serviciului.

Conceptul de capacitate de transport persoane și cel de calitate a serviciului sunt importante în luarea deciziilor strategice privind călătoriile rapide, de cele mai multe ori focalizate spre centrul orașelor. Problemele de management al traficului trebuie să stabilească prioritatea între transportul de călători și deplasarea vehiculelor cu grad mare de ocupare.

Capacitatea de circulație depinde de următorii factori:

caracterul circulației:

flux discontinuu, cu opriri în intersecții;

flux continuu, fără opriri la intersecții când acestea sunt denivelate sau dirijarea traficului se face în sistem coordonat (undă-verde).

caracterul traficului:

intensitatea și frecvența sosirilor de vehicule;

viteza medie de circulație;

componența traficului pe categorii de vehicule, inclusiv caracteristicile lor constructive și dinamice.

structura rețelei principale de străzi:

elementele geometrice ale străzilor;

distanțele dintre intersecții și treceri intermitente pentru pietoni, amenajarea și echiparea acestora.

caracteristicile suprafeței de rulare:

planeitatea;

rugozitatea.

organizarea circulației:

reglementarea acceselor și a staționărilor;

sisteme de semnalizare și echipare tehnică.

caracteristicile psihologice și fiziologice ale conducătorilor de vehicule:

impul de percepție-reacție;

timpul limită de așteptare la intersecții.

Fluența circulației S (conform STAS 10144/5-89), în secțiunea curentă a străzii, exprimă calitatea funcțională a acesteia și este dată de relația:

unde:

va –viteza de bază a, km/h;

v – viteza de circulație admisă, calculată în km/h.

Valorile orientative și aprecierea fluenței circulației conform STAS 10144/5-89, sunt date în tabelul.6.1.

Tabel 6.1 Valorile pentru aprecierea fluenței circulației

ÎNTOCMIREA PROGRAMELOR DE FUNCȚIONARE A SEMAFOARELOR

Funcționarea semafoarele au un caracter ciclic, indicațiile furnizate succedându-se unele după altele, într-o ordine bine stabilită, aceeași indicație repetându-se, în cazul semafoarelor acționate de un automat de dirijare a circulației cu program fix, după o perioadă de timp predeterminată, denumită ciclu de semaforizare.

Timpii de funcționare a semafoarelor

Într-un regim de funcționare normal, semafoarele destinate vehiculelor furnizează conducătorilor, următoarele indicații: roșu/galben – verde – galben – roșu. Semafoarele electrice cu două focuri, destinate pietonilor și bicicliștilor, dau acestora numai două indicații: verde – roșu. Aceste indicații ale semafoarelor electrice vor fi denumite, în cele ce urmează, timpi sau secvențe ale semaforizării având următoarele semnificații:

timpul verde – indică permisiunea de a circula, respectiv de a intra în intersecție;

timpul galben – are rolul de a indica conducătorului ridicarea permisiunii de circulație, el fiind dedicat eliberării; valoarea lui fiind determinată din condiția rezolvării problemei zonei de dilemă;

timpul roșu – indică pietonului sau conducătorului că nu au permisiunea de a intra în intersecție

timpul roșu/galben – presupune apariția concomitentă a două culori (roșu și galben) și reprezintă un timp pregătitor, menit să atenționeze conducătorul de vehicule că urmează permisiunea de circulație, respectiv de intrare în intersecție. Conducătorul trebuie să execute manevra de pregătire a vehiculului. Valoarea acestui timp se recomandă a fi cuprins între valorile de 2-5 secunde;

Fazele de funcționare ale instalației de semaforizare

Fază de funcționare a unei instalații reprezintă o parte din durata unui ciclu – durata de timp de la începutul unui verde până la începutul timpului de verde următor – destinată unei singure mișcări sau unei combinații de mișcări a traficului de vehicule sau de pietoni, care nu prezintă puncte de conflict esențiale sau dacă prezintă, acestea sunt neesențiale, caracterizate prin faptul că au concomitent permisiunea de circulație.

Fig. 6.1 Conceptul fluxului de saturație: to- începutul verdelui; t1-primul vehicul trece linia de stop; t2-începutul timpului de galben; t3-ultimul vehicul evacuează intersecția pe durata ciclului; t4-sfârșitul timpului de galben

Faza cuprinde în general, două perioade distincte:

perioada de permisiune de a intra în intersecție, care corespunde aproximativ cu durata timpului de verde Tv, această corespondență aproximativă se datorează timpului pierdut la demarare și celui determinat de prelungirea efectului timpului de verde.

perioada necesară degajării intersecției pentru evitarea oricărei posibilități de conflict a vehiculelor și pietonilor care au intrat și trebuie să evacueze intersecția pe durata fazei respective, cu vehiculele și pietoni ce vor primi permisiunea de intrare în intersecție o dată cu apariția fazei de circulație următoare.

Perioada a doua, destinată evacuării intersecției pentru înlăturarea posibilităților de conflict, poartă denumirea de timp inter-verde sau intermediar (între două admisii succesive în intersecție), Ti și este definit ca perioada de timp cuprinsă între sfârșitul timpului de verde pe o fază și începutul aceluiași timp, pe faza următoare.

Durata unei faze este:

unde :

Tn – durata unei faze de semaforizare

Tv – timpul de verde

Ti – Timpul intermediar

În mod curent, în funcționarea unei instalații de semaforizare, se folosesc 2, 3 sau 4 faze de circulație evitându-se utilizarea mai multor faze, deoarece mai multe faze înseamnă timp mai mare pierdut pentru accesul în interectie. Timpul intermediar este dedicat înlăturării posibilităților formării de conflicte între vehiculele sau pietonii care evacuează intersecția la sfârșitul unei faze de circulație și vehiculele sau pietonii care vor accede în intersecție o dată cu apariția timpului de verde al fazei următoare. În funcție de durata lui, timpul intermediar poate fi:

mai mic decât suma timpului de galben al fazei care evacuează și timpul de roșu/galben al fazei care accede;

egal cu această sumă;

mai mare ca această sumă, diferența dintre timpul intermediar și suma timpului galben al fazei de evacuare cu a timpului de roșu/galben al fazei care accede materializându-se prin roșu peste tot (perioadă în care toate semafoarele indică roșu).

Timpul intermediar se poate determina cu relația:

unde:

-timpul de evacuare, în secunde;

– timpul de acces, în secunde.

În cazul vehiculelor, mărimile și sunt obținute cu ajutorul relațiilor,

unde:

t – este timpul de percepere-reacție al conducătorului, s;

l – lungimea vehiculului, m;

a – decelerația, m/s2;

De – distanța de evacuare, m;

Da – distanța de acces, m;

Ve – viteza de evacuare, m/s;

Va – viteza de acces, m/s.

Dacă luăm în considerare pietonii, mărimile Te și Ta se calculează cu ajutorul expresiilor:

unde:

t, De și Da – au aceleași semnificații ca în cazul vehiculelor,

Vp – reprezintă viteza de deplasare a pietonilor, m/s.

Unele dintre mărimile din expresiile precedente reprezintă valori constante, astfel:

t = 1 s; l = 6 m; a = 4,5 m/s2; Ve = 5,5 m/s (20 km/h); Va = 13,9 m/s (50 km/h); Vp = 1,25 m/s (4,5 km/h).

Distanțele de acces, Da și de evacuare, De sunt variabile și urmează a fi măsurate între liniile de stop ale vehiculelor, sau bordurile trotuarelor în cazul pietonilor și punctele de conflict dintre vehicule sau vehicule și pietoni. Punctele de conflict se calculează în funcție de valorile maxime ale distanțelor de evacuare și cele minime ale distanțelor de acces, definind deci punctele pentru care valorile timpilor intermediari sunt semnificative, valori necesare la calculul duratei ciclului și întocmirea programelor de funcționare a semafoarelor.

Ciclul de funcționare al semafoarelor

Ciclul de funcționare al semafoarelor poate fi definit , ca intervalul de timp dintre două apariții succesive ale aceleiași indicații ale semaforului electric. Potrivit acestei definiții, ciclul total din intersecție se calculează ca fiind:

unde :

N – reprezintă numărul fazelor de funcționare a instalației de semaforizare aferente unei intersecții

Tv – timpul de verde

Ti – Timpul intermediar

Din relația de mai sus se poate observa că durata ciclului de semaforizare este o rezultantă a sumei timpilor verzi cât și a timpilor intermediari corespunzători fazelor de funcționare.

Metoda Webster pentru controlul semafoarelor cu timp fix

Elementele principale s-au obținut prin simularea legii sosirilor și plecărilor vehiculelor determinate experimental. Preocuparea de bază este minimizarea întârzierilor suferite de autovehicule. Simularea acestor două legi (sosire și plecare) a permis determinarea unei formule pentru a exprima întârzierea medie în funcție de parametrii ce descriu intersecția și traficul.

Pentru o intrare dată, întârzierea medie pe vehicul este:

Sunt introduse noțiuni noi ca:

v – timp de verde real;

V – timp de verde efectiv (verde + galben): V = v + g;

V – timp de verde util (timp de verde efectiv diminuat cu timpul t pierdut la începutul și sfârșitul fazei verzi, V = V – t.

Timpul pierdut este greu de măsurat. El poate fi estimat prin experiențe la 0,5…6 secunde.

Notațiile din formula (6.9) reprezintă:

C – durata ciclului, Vt/h;

Q – debitul, Vt/h;

– raportul dintre verdele util și durata ciclului.

Se definește gradul de saturație ,

(6.11)

cu S debitul de saturație al intrării considerate. S-a admis că debitul de saturație este proporțional cu lățimea intrării:

Durata ciclului care minimalizează întârzierea totală a vehiculelor este dată de relația:

unde:

Y – suma rapoartelor debitelor reale/ debite de saturație ale culoarelor principale ale fiecărei faze;

Repartiția pe faze este dată de relația:

Această perioadă este experimentală și ține seama de o serie de factori neglijați de celelalte metode. Astfel, se ține seama de faptul că debitele de saturație sunt mai mici pe un acces pe care există staționări, caz în care se calculează o pierdere de lățime datorată staționărilor, unde:

cu:

V – timp de verde pe accesul considerat;

D – distanța de staționare de la linia de stop până la primul vehicul aflat în staționare.

Metoda ia în considerare și curenții de trafic care virează, după cum urmează:

Virajul la dreapta depinde de raza de virare și de fluxul de pietoni. Debitul de saturație pentru un curent de trafic ce virează dreapta este dat de relația:

-pentru o bandă de circulație:

-pentru două benzi de circulație:

Pentru virajul la stânga, Webster ia în considerare, în primul rând că, un vehicul care virează la stânga este echivalent cu 1,75 vehicule directe.

În ceea ce privește coeficientul de echivalare, sunt luați în considerare următorii coeficienți:

1,75 pentru vehicule grele pe direcția înainte;

2, înmulțit cu coeficientul de echivalare din tabelul 6.2. pe direcția virajului.

OPTIMIZAREA INTERSECȚIILOR VASILE MILEA – DRUMUL TABEREI – DRUMUL SĂRII – CALEA 13 SEPTEMBRIE

În continuare se va face o analiză a grupului de intersecții plecând de pe Bulevardul Vasile Milea până la intersecția Calea 13 Septembrie și se va încerca determinarea timpul optim de verde maxim pentru fiecare intersecție în parte, astfel încât să se reducă timpul de așteptare la semafor, nivelului de serviciu precum și evitarea formării cozilor de așteptare la semafor.

Situația actuală a zonei selectate pentru studiu:

Fig. 6.2 Schema cu intersecțiile studiate

În figura 6.2. este prezentată schița zonei alese pentru studiul de caz, iar în continuare se va face o evaluare a fiecărei intersecții în parte, pentru a se realiza o comparație între situația actuală și cea de după optimizare.

Intersecția Bulevardul Timișoara – Vasile Milea

Fig. 6.3 Fereastra cu date de referință pentru intersecția Vasile Milea

Descrierea comenzilor din foaia de lucru:

Controller Type, reprezintă tipul de control a timpilor din intersecției care poate fi:

predefinit;

actualizat:

semi-actualizat;

actualizat-coordonat;

nesemnalizat;

cu sens giratoriu.

Cycle lenght – reprezintă lungimea ciclului de semaforizare, care poate fi introdus manual sau automat;

V/C rotio – reprezintă raportul tipului de verde pe ciclul de fază;

Intersection Delay- repreintă întârzierile pe intersecție

Intersection LOS – reprezintă nivelul de serviciu pentru semnal de trafic și se referă la întârzierea de control pentru fiecare vehicul, rezultată din analize periodice de 15 minute, așa cum se poate observa și din tabelul 5.1.

ICU /LOS – reprezintă raportul dintre capacitatea intersecției și nivelul de serviciu

În urma introducerii volumului de trafic pe fiecare flux de circulație, precum și lungimea ciclului de semaforizare actuale pentru intersecția Vasile Milea, se observă că, capacitatea intersecției are o valoare 75,5%, întârzierile sunt de 15,1s pe vehicul pe intersecție, iar nivelul de serviciul pentru această intersecție este de nivel B caracterizat de fluxuri stabile cu un grad înalt de libertate în a alege viteza și condițiile de operare care influențează puțin pe ceilalți participanți la trafic.

Intersecția Drumul Taberei

Fig. 6.4 Date de referintă pentri intersecția Drumul Taberei

Pentru intersecția Drumul Taberei se observă: pentru o lungime a ciclului de semaforizare de 55s, capacitatea intersecției (ICU) este de 73,6%, întârzierile sunt de 34,5 s pe vehicul, iar nivelul de serviciul pentru această intersecție este de nivel C, caracterizat de fluxuri cu restricții care rămân stabile, dar care interacționează cu alți participanți din fluxul de trafic. Nivelul general de confort și siguranță scade considerabil.

ICU reprezintă capacitatea unei intersecții compară volumul curent de vehicule cu capacitatea maxima a intersecției.

Calculele de întârziere sunt o parte integrantă a procesului de optimizare și vor include modul tradițional de control al întârzierilor la care se adaugă noul mod de calculare a întârzierilor prin blocare. Dacă intersecția este coordonată, Synchro calculează explicit factorul de progresie, precum și efectele coordonării și acuratețea.

Intersecția Drumul Sării

Fig. 6.5 Date de intrare pentru intersecția Drumul Sării

Starea actuală pentru această intersecție se prezintă în modul următor: pentru un ciclu de semaforizare de 40s, intersecția prezintă un nivel de serviciu de nivel A (cu întârzieri ≤ 10 s) caracterizat de un flux liber, cu utilizatori individuali, virtual neafectați de prezența altor vehicule din trafic.

Intersecția Calea 13 Septembrie

Fig. 6.6 Fereastra cu date de referință pentru intersecția Calea 13 Septembrie

După introducerea volumului de trafic, în programul de simulare utilizat, pe fiecare flux de circulație în parte, pentru o lungime a ciclului de semaforizare actual de 90s, optimizarea nu este posibilă, nici măcar pentru o modificare a ciclului de semaforizare de 150 s, deoarece este un volum de vehicule foarte mare, determinând o blocare a intersecției.

În urma analizării fiecărei intersecții, situația actuală a fiecărei străzi din punct de vedere a lungimii ciclului de semaforizare, nivelul de utilizare a capacității intersecției, întărziere, precum și nivelul de serviciu, se prezintă conform tabelului 6.2.

Tabel 6.2 Rezultatele analizei din teren

Rezultatele în urma optimizării, pentru aceeași indicatori calculați, se regăsesc în tabelul 6.3.

Tabel 6.3 Rezultate după optimizare

Situația intersecției Calea 13 Septembrie după optimizare:

Fig. 6.7 Situația intersecției după separarea fluxurilor de trafic

În fig. 6.12 este prezentată o soluție de optimizare a traficului, și anume separarea fluxurilor de trafic. În urma separării fluxurilor de trafic se observă îmbunătățirea următorilor indicatori, așa cum este prezentată în tabelul numărul 6.4.

Tabel 6.4 Valorile după aplicarea soluției de optimizare

SCENARIUL 1. PENTRU OPTIMIZAREA FAZELOR DIN INTERSECȚIA 13 SEPTEMBRIE PRIN COLECTAREA DATELOR DIN TEREN ÎNTR-UN INTERVALUL DE 20 DE CICLURI DE SEMAFORIZARE, FIECARE CICLU AVÂND LUNGIMEA DE 90 DE SECUNDE.

După culegere datelor din teren acestea au fost introduse și prelucrate cu programul Microsoft Office Excel, și sunt prezentate în tabelul 6.5.

Semnificația datelor din tabel:

prima linie din tabel semnifică străzile care intră în intersecție

a doua linie din tabel prezintă sensurile de mers pe fiecare bandă, pe fiecare flux, care intră în intersecție

în al treilea rând au fost introduse tipurile de autovehicule care traversează intersecția intr-o perioadă de 20 de cicluri de semaforizare, unde: A/T reprezintă autoturisme/taxiuri, M microbuze, HGV vehicule grele de marfă, Tr. Trolebuze, B autobuze, Tra. Tramvai.

Tabel 6.5 Datele colectate în intervalul de 20 de cicluri de semaforizare

După introducerea datelor în tabel, au fost calculați următorii indicatori, ce se regăsesc în tabelul 6.6. sunt:

suma autovehiculelor pe bandă intrate în intersecție pe fiecare fază de verde în intervalul de 20 cicluri de semaforizare;

suma autovehiculelor pe coloană pe fiecare sens de mers;

suma autovehiculelor mici pe fiecare bandă de circulație

suma autovehiculelor mari pe fiecare bandă de circulație

Tabel 6.6 Suma mașimilor calculate pe coloană

Primele valori calculate și prezentate în graficul 6.6 reprezintă totalul mașinilor pe fiecare stradă ce intră în intersecție în intervalul de 20 de cicluri de semaforizare.

Fig. 6.8 Total vehicule pe stradă

Fig. 6.9 Număr vehicule pe fiecare bandă de circulație

În urma valorilor calculate mai sus, s-a calculat proporția vehiculelor care intră în intersecție de pe fiecare stradă. Astfel, rezultă că cele mai puține vehicule care pot traversa intersecția sunt cele de pe Antiaeriană, și Drumul Sarii, unde se impune o modificare a timpului de verde la semafor, deoarece pe aceste intrări se formează cele mai mari cozi de așteptare, iar viteza medie de circulație scade în orele de vârf spre 10 kmh.

Fig. 6.10 Proporția vehiculelor pe fiecare stradă

În tabelul 6.6 s-a calculat suma vehiculelor pentru cele 20 de cicluri de semaforizare, pentru a se putea vedea în ce măsură vehiculele grele influențeaza întârzierile la traversarea intersecției.

Compararea datelor în urma optimizării sunt relatate în tabelul 6.8.

Tabel 6.7 Numar de mașini pe ciclu de semaforizare

Fig. 6.11 Vehicule pe fiecare ciclu de semaforizare

După reprezentarea grafică, cât și din datele din tabelul 6.5. se observă că atunci când intersecția este traversată de vehicule grele, numărul de mașini care trec prin intersecție intr-un ciclu de verde este mai mic.

În continuare se va face o reprezentare în funcție tipul vehiculelor care intră în intersecție. Vehiculele au fost grupate astfel:

vehicule grele: HGV, autobuze, trolebuze, tramvaie;

mașini mici: autoturisme, taxiuri și maxi taxi.

Fig. 6.12 Proporția pe tip de vehicule care intra din strada Drumul Sării

Fig. 6.13 Proporția pe tip de vehicule care intră din strada Prelungirea Ghencea

Fig. 6.14 Proporția pe tip de vehicule care intră de pe strada Antiaeriană

Fig. 6.15 Proporția pe tip de vehicule care intră de pe strada Petre Ispirescu

Fig. 6.16 Proporția pe tip de vehicule care intră de pe strada Calea 13 Septembrie

După calcularea procentului de vehicule grele pentru fiecare intrare în intersecție, datele au fost introduce în programul de simulare.

Fig. 6.17. Fereastra cu dátele din teren

În urma itroducerii volumului de trafic, precum și proporția vehiculelor grele, se observă că pentru un ciclu de semaforizare de 90 de secunde, intersecția înregistrează întârzieri de 43,5%, Nivelul de serviciu pe intersecție este de nivel D, ce caracterizează un flux de densitate mare în care viteza și manevrabilitatea sunt restricționate sever, iar confortul și siguranța au un nivel scăzut chiar dacă fluxul rămâne stabil.

Primul pas spre optimizare este o recalculare a lungimii ciclului de semaforizare, concomitent cu separarea fluxurilor pe fiecare intrare în intersecție.

Fig. 6.18 Situația intersecției după optimizare

Compararea datelor în urma optimizării sunt relatate în tabelul 6.8.

Tabel 6.8 Rezultetele de după optimizare

O comparare a datelor de înainte de optimizare cu cele de după optimizare este prezentată în figurile 6.25., 6.26. În urma optimizării, prin aplicarea separării fluxurilor pentru virajul la stânga, precum și o recalculare a lungimii ciclului de semaforizare, se poate observa o reducere semnificativă atât a întârzierilor, a raportului v/c, precum și nivelul de serviciu, așa cum reese și din tabelul 6.8.

Fig. 6.19 Evoluția întârzierilor înainte/după optimizare

Fig. 6.20 Evoluția raportului V/C

O nouă soluție de optimizare pentru această zonă, este montarea următoarelor echipamente de trafic:

senzori: buclele inductive, magnetometrel, detectorul cu energie propie (SPVD), detectoarele cu infraroșu, prezentate pe larg în capitolul 4.3.;

camere video;

automate de trafic.

Cu ajutorul echipamentelor prezentate mai sus se pot creea planuri de semaforizare adaptivă pentru grupul de intersecții Vasile Milea – Calea 13 Septembrie, cât și pentru orice tip de intersecție.

Deoarece zona rutieră aleasă pentru optimizare un beneficiază în momentul actual de echipamente se semnalizare necesare de trafic (senzori, automate de trafic, camere video, detectoare de trafic), iar semaforizarea se realizează cu timp fix, pentru comparație a fost aleasă axa Universitate – Piața Victoriei, unde pe baza informațiilor furnizate de Centrul de Management al Traficului București, s-a realizat o comparație a evoluției traficului, din punct de vedere a volumului de trafic, precum și viteza medie de deplasare pe ambele sensuri de circulație, pentru această zonă.

Această evoluție este prezentată prin graficele vitezei în km/h pe durata a 24 de ore în fiecare zi a săptămânii 20-24.06.2011 comparativ cu cea similară din anul 2008 (23-27. 06.2008).

În urma analizei s-a observat o evoluție pozitivă atât a vitezei de deplasare a autovehiculelor pe axa mai sus menționată, prin compararea efectivă a vitezei oră cu oră în zilele din 2011 față de cele din 2008, cât și prin compararea vitezei medii calculate în intervalul orar 7-19.

Axa Universitate-Romana- Victoriei

Luni – 20.06.2011 viteza medie în intervalul orar 7-19: 34.90 km/h

Fig. 6.21 Viteza medie înregistrată în data de 20.06.2011

Luni 23.06.2008 viteza medie în intervalul orar 7-19: 31.07 km/h

Fig. 6.22 Viteza medie înregistrată în data de 23.06.2008

Marți-21.06.2011 viteza medie în intervalul orar 7-19: 25.7km/h

Fig. 6.23 Viteza medie înregistrată în data de 21.06.2011

Marți-24.06.2008 viteza medie în intervalul orar 7-19: 25.33 km/h

Fig. 6.24 Viteza medie înregistrată în data de 24.06.2008

Miercuri-22.06.2011 viteza medie în intervalul orar 7-19: 30.02 km/h

Fig. 6.25 Viteza medie înregistrată în data de 22.06.2011

Miercuri- 25.06.2008 viteza medie în intervalul orar 7-19: 26.32km/h

Fig. 6.26 Viteza medie înregistrată în data de 25.06.2008

Joi-23.06.2011 viteza medie în intervalul orar 7-19: 34.72 km/h

Fig. 6.27 Viteza medie înregistrată în data de 23.06.2011

Joi-26.06.2008 viteza medie in intervalul orar 7-19: 24.34 km/h

Fig. 6.28. Viteza medie înregistrată în data de 20.06.2008

Vineri-24.06.2011 viteza medie in intervalul orar 7-19: 35.14 km/h

Fig. 6.29. Viteza medie înregistrată în data de 24.06.2011

Vineri-27.06.2008 viteza medie in intervalul orar 7-19: 31.52 km/h

Fig. 6.30 Viteza medie înregistrată în data de 27.06.2008

Axa Victoriei-Romana-Universitate

Luni-20.06.2011 viteza medie în intervalul orar 7-19: 45.15 km/h

Fig. 6.31 Viteza medie înregistrată în data de 20.06.2011

LUNI-23.06.2008 viteza medie în intervalul orar 7-19: 20.14 km/h

Fig. 6.32 Viteza medie înregistrată în data de 23.06.2008

MARȚI-21.06.2011 viteza medie în intervalul orar 7-19: 45.85 km/h

Fig. 6.33 Viteza medie înregistrată în data de 21.06.2011

Marți-24.06.2008 viteza medie în intervalul orar 7-19: 25.39 km/h

Fig. 6.34 Viteza medie înregistrată în data de 20.06.2008

Miercuri-22.06.2011 viteza medie în intervalul orar 7-19: 46.23 km/h

Fig. 6.35 Viteza medie înregistrată în data de 22.06.2011

Miercuri-25.06.2008 viteza medie în intervalul orar 7-19: 20.95 km/h

Fig. 6.36 Viteza medie înregistrată în data de 25.06.2008

Joi-23.06.2011 viteza medie în intervalul orar 7-19: 34.71 km/h

Fig. 6.37 Viteza medie înregistrată în data de 23.06.2011

Joi-26.06.2008 viteza medie în intervalul orar 7-19: 27.34 km/h

Fig. 6.38 Viteza medie înregistrată în data de 26.06.2008

Vineri-24.06.2011 viteza medie in intervalul orar 7-19: 39.61 km/h

Fig. 6.39 Viteza medie înregistrată în data de 24.06.2011

Vineri-27.06.2008 viteza medie în intervalul orar 7-19: 24.77 km/h

Fig. 6.40 Viteza medie înregistrată în data de 27.06.2008

În continuare se va prezenta analiza evoluției valorilor de trafic din anul 2011 față de 2008 pe axa Universitate-Romana –Victoriei.

Luni – 20.06.2011

numarul mediu de autovehicule/ora în intervalul 7-19: 3367

Fig. 6.41 Numarul mediu de autovehicule/ora în data de 20.06.2011

Luni – 23.06.2008

mediu de autovehicule/ora in intervalul 7-19: 3003

Fig. 6.42 Numarul mediu de autovehicule/ora în data de 23.06.2008

Marți 21.06.2011

mediu de autovehicule/ora in intervalul 7-19: 3349

Fig. 6.43 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 21.06.2009

Marți-24.06.2008

mediu de autovehicule/ora in intervalul 7-19: 3332

Fig. 6.44 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 24.06.2008

Miercuri-22.06.2011

mediu de autovehicule/ora in intervalul 7-19: 3519

Fig. 6.45 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 22.06.2011

Miercuri- 25.06.2008

mediu de autovehicule/ora in intervalul 7-19: 3333

Fig. 6.46 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 25.06.200

Joi-23.06.2011

mediu de autovehicule/ora in intervalul 7-19: 3506

Fig. 6.46 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 23.06.2011

Joi-26.06.2008

mediu de autovehicule/ora in intervalul 7-19: 3244

Fig. 6.48 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 26.06.2008

Vineri-24.06.2011

mediu de autovehicule/ora in intervalul 7-19: 3414

Fig. 6.49 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 22.06.2011

Vineri-27.06.2008

mediu de autovehicule/ora în intervalul 7-19: 3098

Fig. 6.50 Numărul mediu de autovehicule/oră în data de 27.06.2008

În urma acestui studiul se observă o creștere a numărului mediu de autovehicule care tranzitează axa mai sus menționată, atât prin compararea valorilor în fiecare oră în 2011 față de cele din 2008 cât și prin compararea valorilor medii din intervalul 7-19.

Concluzii:

în urma aplicării soluției de optimizare prin recalcularea lungimii ciclului de semaforizare, se observă o ușoară îmbunătățire a întârzierilor pentru străzile Vasile Milea, Drumul Taberei, Drumul Sării;

pentru prima abordare a intersecției Calea 13 Septembrie, în urma aplicării soluției de separare a fazelor se observă schimbări semnificative a întârzierilor de la 93,3%, la 21,2%, Nivelul de serviciu, scade de la nivel F la nivelul C;

implementarea de ehipamente este necesară în această zonă, pentru fluidizarea traficului și reducerea congestiilor.

CONCLUZII ȘI CONTRIBUȚII PERSONALE

Creșterea constantă a populației și dezvoltarea economică din ultimele decenii au dus la o creștere proporțională a numărului de vehicule care utilizează rețeaua rutieră, atât urbană, cât și interurbană. Rezolvarea acestei probleme nu poate veni doar de la extinderea fizică a rețelei rutiere, deoarece aceasta nu este întotdeauna posibilă și presupune costuri foarte mari.

Soluția optimă o reprezintă managementul dinamic al traficului, care să ducă la creșterea siguranței și eficienței rețelei rutiere existente, prin implementarea de măsuri de control și dirijare a traficului în funcțiile de condițiile reale din fiecare moment. Obiectivul principal al acestui management îl reprezintă creșterea nivelului de performanță al rețelei rutiere.

Optimizarea fluxurilor de trafic de-a lungul rețelei de drumuri Utopia este un sistem adaptiv de control al traficului, proiectat pentru a optimiza fluxurile de circulație și pentru a oferi prioritate selectivă transportului public fără a sacrifica timpii de călătorie ai traficului privat.

Sistemul de control al traficului urban Utopia, oferă o gamă largă de strategii proiectate pentru a se potrivi în orice rețea de drumuri. În modul adaptiv complet, monitorizează în mod constant, prognozează starea traficului și optimizează strategia de control în funcție de eficiența fluxului de vehicule și/sau de criteriile de mediu. Acesta oferă performanțe înalte, chiar și in în condiții imprevizibile de trafic.

Însă, problema managementului traficului este foarte complexă. Ea nu poate fi rezolvată doar local sau la nivelul unei singure artere a rețelei rutiere urbane. Pentru a se putea realiza un management eficient al traficului trebuie să se țină cont de legăturile existente între diferitele componente ale rețelei de drumuri urbane, de drumurile adiacente autostrăzilor și de legăturile acestora cu străzile, precum și de punctele de trecere din rețeaua interurbană în cea urbană.

Un sistem de management dinamic al traficului urban este format din elemente de infrastructură, interconectate astfel încât să asigure realizarea obiectivelor sistemului. Printre aceste componente se numără: componente fizice (camere de luat vederi, panouri cu mesaje variabile, semafoare etc.), echipamente de comunicații, un centru de management al traficului, software-ul utilizat și persoanele care deservesc acest centru, politicile și procedurile stabilite pentru a se analiza diversele evenimente ce apar în sistem.

Pe plan național, în domeniul managementului de trafic și transporturilor urbane, se remarcă elaborarea de soluții, metode, modele și aplicații demonstrative, pentru:

achiziția automată a datelor din proces (garaj sau depou, din trafic, de la bordul autovehiculului, din punctele de comercializare a tichetelor de transport);

arhivarea datelor în baza de date generală a sistemului de management al traficului și autorizarea accesului la aceste informații pentru serviciul tehnic, seviciul personal, serviciul comercial, serviciul exploatare, dispecerat și departamentul de informatică, ale companiilor implicate in traficul urban;

informarea operativă privind starea parcului de vehicule, a personalului de exploatare, a incidentelor și a evenimentelor din proces;

asigurarea fluenței traficului și respectarea programelor de circulație, prin:

corelarea vitezei de deplasare cu capacitatea de evacuare în flux continuu a intersecțiilor, zonelor cu limitări și restricții;

informarea în timp real a operatorilor și călătorilor privind restricțiile și viteza optimă de circulație;

prioritizarea transportului public în intersecții semaforizate;

crearea de sectoare de control pentru prevenirea nerespectării restricțiilor;

dispecerizarea parcului de vehicule prin aplicații AVL pentru autovehicule fără cale proprie de rulare (autobuze, taximetre) și aplicații de identificare a vagoanelor prin transpondere pentru transportul cu cale proprie de rulare (tramvai, metrou).

crearea de instrumente informatizate, pentru:

managementul vehiculelor pe traseu pentru respectarea graficului de circulație.

Componentele majore pe care le implică sistemele de managementul inteligent și controlul optim al traficului, au fost identificate astfel:

– monitorizarea centralizată a parametrilor din proces;

– managementul tratării incidentelor;

– telealarmare în caz de situații anormale;

– teleprogramare pentru optimizarea fluenței traficului;

– implementarea algoritmilor de estimare, predicție, evaluare și prognozare a fluidizării traficului;

– elaborarea de rapoarte specifice;

– informarea în timp real a partenerilor pe domenii de interes despre starea curentă, intervenții de urgență, raportări statistice.

În sinteză, contribuțiile personale a autoarei în cadrul acestei lucrări pot fi enumerate astfel:

a fost realizată o prezentare a conceptelor referitoare la sistemele inteligente de transport, pornind de la definiții până la exemple de implementare a acestora în cadrul unor proiecte de cercetare naționale și internaționale;

s-a făcut un studiu al sistemelor da management al traficului existente și s-a realizat o prezentare a diferitelor sisteme implementate în anumite țări, punîndu-se accentul pe sistemul implementat în România, sistemul SPOT – UTOPIA;

a fost realizat un studiul asupra programelor software existente în domeniul traficului rutier, cât și o clasificare a acestora, în funcție de caracteristicile lor;

în urma identificării cerințelor funcționale, ale diferitelor servicii utilizator, s-a realizat cu ajutorul programului Turbo Architecture o arhitectură logică a sistemului de management al treficului urban, precum și o arhitectură funcțională, cu rolul de a defini și descrie funcționalitățile care trebuiesc incluse într-un sistem pentru a putea fi satisfăcute cerințele utilizatorilor;

s-a realizat o sistemetizare a informațiilor existente în domeniul achiziției de date, precum și a sistemelor de detecție a vehiculelor;

analiza și studiul unor modele de trafic;

analiza și sinteza problemelor legate de trafic, axându-se în particular pe problemele de trafic urban;

s-a realizat analiza unui grup de intersecții din București pentru optimizarea timpilor de semaforizare, cu scopul de a se reduce timpul de așteptare la semafor;

s-au făcut comentarii în urma soluției de optimizare;

s-a realizat o comparație a evoluției traficului din punct de vedere a volumului de trafic și a vitezei de deplasare pentru axa Universitate – Romană – Piața Victoriei, cu date din anul 2008 (înainte de a fi montate sisteme de detecție) comparativ cu date din anul 2011(după ce au fost montate sistemele de detecție).

Bibliografie

[1] A.John Sanjeev Kumar, J.Arunadevi, V.Mohan Intelligent Transport Route Planning Using Genetic Algorithms in Path Computation Algorithms European Journal of Scientific Research ISSN 1450-216X Vol.25 No.3 (2009), pp.463-468 © EuroJournals Publishing, Inc. 2009

[2] Adolfas Baublys Modelling Of Freight Transport Flows In Urban Transport Proceedings of International Conference RelStat’04 Transport and Telecommunication Vol.6, N 1, 2005

[3] Ahmed El-Geneidy, Jessica Horning, Kevin J. Krizek Using Archived ITS Data to Improve Transit Performance and Management Final Report October 2007

[4] Andrea Vogel, Christian Goerick, and Werner von Seelen Evolutionary Algorithms for Optimizing Traffic Signal Operation ESIT 2000, 14-15 September 2000, Aachen, Germany

[5] Andreas Warberg, Jesper Larsen, Rene Munk Jørgensen Green Wave Traffic Optimization – A Survey February 8, 2008

[6] Andrew Tarko1, Md. Shafiul Azam, Mike Inerowicz Operational Performance Of Alternative Types Of Intersections – A Systematic Comparison For Indiana Conditions Paper Presented At The 4th International Symposium On Highway Geometric Design Valencia, Spain, 5-9 June, 2010

[7] Anil Kamarajugadda; Dr. Byungkyu „Brian”Park Stochastic Traffic Signal Timi Optimization Research Report No. UVACTS-15-0-44 August 2003

[8] Arif Mehmood, Frank Saccomanno and Bruce Hellinga Application of System Dynamics in Car-following Models For presentation at the 20th Annual Conference of the System Dynamics Society, July 2002

[9] As'ad Salkham and Vinny Cahillt Soilse: A Decentralized Approach to Optimization of Fluctuating Urban Traffic Using Reinforcement Learning 2010 13th International IEEE Annual Conference on Intelligent Transportation Systems Madeira Island, Portugal, September 19-22,2010

[10] Avram Sorin, Curcan Gheorghe, Vladut Alina, Marinescu Ioan Improvement Of Urban Road Traffic In Craiova City By Using Gis Data Processing , 3rd International Conference On Cartography And Gis 15-20 June, 2010, Nessebar, Bulgaria

[11] Azhar Al-Mudhaffar Impacts of Traffic Signal Control Strategies Royal Institute of Technology Stockholm, Sweden 2006 – teză de doctorat

[12] B. Liu, X. Yan, J. Wu, L. Li, X. Wang Traffic Signal Control Optimization of Urban Arterials Based on a Method of Main Intersection Control Strategies ICCTP 2009: Critical Issues in Transportation Systems Planning, Development, and Management ©2009 ASCE

[13] Béatrice Bérard, Serge Haddad, Lom Messan Hillah, Fabrice Kordon and Yann Thierry-Mieg Collision Avoidance in Intelligent Transport Systems: towards an Application of Control Theory- This work has been partially supported by the ModelPlex European integrated project FP6-IP 034081 (Modeling Solutions for Complex Systems)

[14] C.M. Alexandrescu, G. Hrin și R. Timnea. Îndrumar privind sistemele inteligente de transport. Concepte, funcții, arhitecturi, sisteme, standarde. [Carte]. – București : Ed. TRIUMF, 2002.

[15] C. Osorio, M. Bierlaire A surrogate model for traffic optimization of congested networks: an analytic queueing network approach August 25th, 2009

[16] C. Tampčre, S.P. Hoogendoorn, and B. van Arem Capacity Funnel Explained Using the Human- Kinetic Traffic Flow Model

[17] Carolina Osorio and Michel Bierlaire Urban traffic control for congested networks: a novel metamodel simulation optimization approach Transport and Mobility Laboratory Ecole Polytechnique F´ed´erale de Lausanne Proceedings of the Pan-American Conference of Traffic and Transportation Engineering and Logistics (PANAM) July 15-18, 2010

[18] Carolina Osorio, Michel Bierlaire A simulation-based optimization framework for urban traffic control December 3, 2010 This research was partially supported by the Swiss National Science Foundation grant 205320-117581

[19] Cesar A. Hernandez S., Luis Fernando Pedraza M., Andres Escobar Diazaplicaciones de las series de tiempo en modelos de tráfico para una red de datos scientia et technica año xiv, no 38, junio de 2008. Universidad tecnológica

[20] Chiara Colombaroni, Gaetano Fusco, Andrea Gemma Optimization of Traffic Signals on Urban Arteries through a Platoon- Based Simulation Model Proceedings of the 11th WSEAS International Conference on Automatic Control, Modelling and Simulation ISSN: 1790-5117, ISBN: 978-960-474-082-6

[21] Corneliu Mihail Alexandrescu, Gheorghe Stan, Marius Minea , Managementul Centralizat al traficului rutier urban [carte] Editura Centrului Tehnic-Editorial al Armatei, București, 2007

[22] Daniel Robles, Pablo Ńańez, Nicanor Quijano Control y simulación de trá_ co urbano en Colombia: Estado del arte1 Urban Traf_ c Control and Simulation in Colombia: Literature Review Revista de Ingeniería, Universidad de los Andes ISSN (Versión impresa): 0121-4993

[23] Daniela Florea, Ion Preda, Valeriu Enache, Gheorghe Ciolan Sisteme Avansate De Transport Rutier

[24] Danko A. Roozemond Using Intelligent Agents For Urban Traffic Control Systems Delft University of Technology, Sub-faculty of Civil Engineering, Civil Engineering Informatics

[25] David Becker, BarbaraMinsker, Robert Greenwald, Yan Zhang, Karla Harre, Kathleen Yager, Chunmiao Zheng, and Richard Peralta Reducing Long-Term Remedial Costs by Transport Modeling Optimization Vol. 44, No. 6—GROUND WATER—November–December 2006 (pages 864–875)

[26] De Mike Slinn,Peter Guest,Paul Matthews Traffic engineering design: principles and practice Routledge Chapman & Hall; Auflage: 0002 (24. März 2005) ISBN-13: 978-0750658652

[27] De Myer Kut Handbook of transportation engineering Dinamic Message Sign Operation Manual New Mexico Department of Transportation Mobility for Everyone, Version 1.0. March 10, 2009

[28] Dex Dicționar explicativ al limbii române

[29] Doina Banciu, C.M. Alexandrescu, Sisteme Inteligente de Transport- ghid pentru utilizatori și dezvoltatori, Editura Tehnica, București, 2003

[30] Dr. Peter T. Martin, Dr. Aleksandar Stevanovic ADAPTIVE SIGNAL CONTROL V SCATS Evaluation in Park City, UT Department of Civil Engineering University of Utah July 2008

[31] Dr. Utpal Dutta, Dr. James Lynch, Sujay Bodke and Brian Dara Safety Evaluation Of Control System Report No: Mioh Utc Ts22p1-2 2010-Final Ts22, Series, Projects 1 And 2, September 2010 Final Report

[32] Dr.K.Ravinder & Dr.S.Velmurugan Intelligent Transport Systems (ITS) for Traffic Information and Management C.R.R.I., New Delhi – 110 020 21st ~22nd November, 2007

[33] Dunn Engineering Asociates In association with Siemens Intelligent Transportation Traffic Control Systems Handbook October 2005.

[34] Eduardo Camponogara, Helton Fernando Scherer, and Leonardo Vil´a Moura Distributed Optimization for Predictive Control with Input and State Constraints: Preliminary Theory and Application to Urban Traffic Control Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics San Antonio, TX, USA – October 2009

[35] Ekkehard Köhler and Martin Strehler Traffic Signal Optimization Using Cyclically Expanded Networks 10thWorkshop on Algorithmic Approaches for Transportation Modelling, Optimization, and Systems (ATMOS’10). Editors: Thomas Erlebach, Marco Lübbecke; pp. 114–129 OpenAccess Series in Informatics Schloss Dagstuhl Publishing, Germany

[35] Eleni M. Christofa, Alexander Skabardonis, Ph.D Traffic Signal Optimization With Conditional Transit Signal Priority For Conflicting Transit Routes 12th WCTR, July 11–15, 2010 — Lisbon, Portugalderal Highway Administration, US DoT, Segnalized Intersectionguide

[36] Federal Highway Administration, US DoT, Segnalized Intersection guide

[37] Elizabeth Macdonald _ Alethea Harper ;Jeff Williams;Jason A. Hayter Street Trees and Intersection Safety Institute of Urban & Regional Development IURD Working Paper Series (University of California, Berkeley) Year 2006 Paper WP-2006-11

[38] EPA, A Modeling methodology for predicting pollutant concentrations near roadway intersections 1990

[39] European ITS Framework Architecture Functional Architecture D3.1 Main Document Version 1.1 March 2002

[40] Florea D., Stanescu, M. – Cercetări privind modelele de bază ale traficului rutier, A 8-a Conferință cu participare internațională Vehiculul și mediul, CONAT’96, Brașov.

[41] Florin Codruț Nemțanu Studiu privind implementarea sistemelor inteligente de transport – arhitecturi Universitatea Politehnica din București Teză de doctorat – Rezumat , 2010

[43] Gabriel Pérez Sistemas de cobro electrónico de pasajes en el transporte público División de Recursos Naturales e Infraestructura Unidad de Transporte Gabriel Pérez Publicación de las Naciones Unidas LC/L.1752-P ISBN: 92-1-322041-3

[44] Gang Tong, Fengying Cui, Chunling Fan Genetic Algorithm and Its Application in the Realtime Traffic Signal Optimization Control 2006 6th International Conference on ITS Telecommunications Proceedings

[45] Guillaume Leduc Road Traffic Data: Collection Methods and Applications Working Papers on Energy, Transport and Climate Change N.1 JRC 47967 – 2008

[46] Guohui Zhang and Yinhai Wang Optimizing Minimum And Maximum Green Time Settings For Traffic Actuated Control At Isolated Intersections Ieee Transactions On Intelligent Transportation Systems, Vol. 12, No. 1, March 2011

[47] H.M. Shivanand Swamy, M.P. Raju, Pradeep Kumar Design of A Road Traffic Data Recording System on a Continuous Basis

[48] H.M. Zhang, T. Kim A car-following theory for multiphase vehicular traffic flow Transportation Research Part B 39 (2005) 385–399

[49] Hajime SAKAKIBARA, Masanori AOKI and Hiroshi MATSUMOTO Advanced Traffic Signal Control System Installed In Phuket City, Kingdom Of Thailand Information & Communication Systems January 2004

[50] Halim Ceylan, Michael G.H. Bell Traffic signal timing optimisation based on genetic algorithm approach, including drivers_ routing Transportation Research Part B 38 (2004) 329–342

[51] Harriet R. Smith; Brendon Hemily, PhD; Miomir Ivanovic, Gannett Fleming, Inc. Transit Signal Priority (TSP): A Planning and Implementation Handbook May 2005

[52] Hongqiang Li, Huapu Lu, Weihua Zhang A New Optimization Method For Time-Of-Day Signal Timing Transition Of Arterial Traffic Proceedings Of The Eastern Asia Society For Transportation Studies, Vol. 5, Pp. 1352 – 1357, 2005

[53] Hoose Visiting Professor, Future of Road Network Management and the role of Intelligent Transport Systems Centre for Transport Studies, Imperial College London and Director, Bittern Consulting Ltd.

[54] Hrvoje Marković Mining Spatio-temporal data for travel time estimation in urban traffic networks Zagreb, 2007

[55] Hunt, P.B. et al., SCOOT—A traffic-responsive method of coordinating traffic signals, TRRL Report LR 1014, Crowthorne, England, 1981.

[56] I. Alvarez, A. Poznyak and A. Malo Urban Traffic Control Problem a Game Proceedings of the 47th IEEE Conference on Decision and Control Cancun, Mexico, Dec. 9-11, 2008

[57] Ian Thomson, Alberto Bull La Congestión Del Tránsito Urbano: Causas Y Consecuencias Económicas Y Sociales R E V I S T A D E L A C E P A L 7 6 • A B R I L 2 0 0 2

[58] Ilona Madalina MOISE, Maria – Claudia SURUGIU,Alina Elena STANCIU, Ovidiu TOMESCU Optimizing, Simulation, Flows Modelling In The Flow Of Goods Transport Without Using Intermediate Centres in curs de publicare

[59] Intelligent Transportation System Strategic Deployment Plan Update FINAL ITS System Replacement Report: A Systematic Approach for Scheduling Replacements for ITS Devices and Systems Prepared for: Triangle ITS Communications Partners

[60] Ionel, I. – Science and Motor Vehicles. Numerical analysis of traffic influence on air quality, JUMV 2001. Belgrade, Yugoslav Society of Automotive Engineers, , pp. 123-126 – anul 2001;

[61] Jalal Al-Obaedi and Saad Yousif The use of visual angle in car following traffic micro-simulation models 2009

[62] Jan-Dirk Schmo¨, Sonal Ahuja, Michael G.H. Bell Multi-objective signal control of urban junctions – Framework and a London case study Transportation Research Part C 16 (2008) 454–470

[63] Javier J. Sánchez Medina, Manuel J. Galán Moreno and Enrique Rubio Royo Evolutionary Computation Applied to Urban Traffic Optimization Advances in Evolutionary Algorithms, Book edited by: Witold Kosiński, ISBN 978-953-7619-11-4, pp. 468, November 2008, I-Tech Education and Publishing, Vienna, Austria Joint optimization traffic signal control for an urban arterial road LI Yin-fei1,CHEN Shu-ping Appl. Math. J. Chinese Univ. 2009, 24(2): 135-143

[64] Jian Han Evaluation Of Optimization Algorithms For Improvement Of A Transportation Companies (In-House) Vehicle Routing System University Of Nebraska-Lincoln Year 2010 Teză Master

[65] John Andelin, Advanced Vehicle/Highway Systems and Urban Traffic Problems September 1989 NTIS order #PB94-134731

[67] John van Rijn Road Capacities Indevelopment Any part of this publication may be fully reproduced or translated provided that the source and author are fully acknowledged. Edition 2004.

[68] Kevin Fehon, P.E. Adaptive Traffic Signals Are we missing the boat? ITE District 6 2004 Annual Meeting

[69] Kuei-Hsiang Chao, Ren-Hao Lee, and Meng-Hui Wang Neural Network I. Lovrek, R.J. Howlett, and L.C. Jain (Eds.): KES 2008, Part I, Lnai 5177, pp. 17–24, 2008. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2008

[70] L.M.Nemțoi, C.M. Alexandrescu, E.A. Stanciu, A.L. Mureșan, GSM-R Radio Planning for the București- Constanța Railway Corridor – Case study SIITME 2010 16th International Symposium for Design and Tehnology in Electronic Packaging Septembrie 23-26 2010 p. 219 – 224, 978-1-4244-8123-1

[71] Lang Fan, Christine L. Mumford and Dafydd Evans A Simple Multi-Objective Optimization Algorithm for the Urban Transit Routing Problem School of Computer Science, Cardiff University, UK 2009 ISBN: 978-1-4244-2958-5

[72] Lin Dong, Wushan Chen Real-Time Traffic Signal Timing for Urban Road Multi-Intersection Intelligent Information Management, 2010, 2, 483-486 doi:10.4236/iim.2010.28058 Published Online August 2010

[73] Lior Kuyer Multiagent Reinforcement Learning and Coordination for Urban Traffic Control using Coordination Graphs and Max-plus Universiteit van Amsterdam – teză master

[74] Louis G. Neudorff John Mason and Jocelyn Bauer Glossary of Regional Transportation Systems Management and Operations Terms Transportation Research Board April 2009 Number E-C133

[75] Luis Alberto Oñate Martínez – Cabañas Simulador Multiagente De Tráfico Urbano Madrid, Septiembre 2005

[76] M. Ebrahim Fouladvand and Masoud Nematollahi Optimization of Green-Times at an Isolated Urban Crossroads PACS numbers: 05.40.+j, 82.20.Mj, 45.70.Vn

[78] Manual On Uniform Traffic Control Devices, 2009 Edition

[79] Manualul inginerului de trafic, S.U.A, Highway capacity manual urban and semi-urban traffic facilites, 1993, part I

[80] Maria Claudia Surugiu, Ilona Mădălina Moisă, Elena Alina Stanciu Studiul privind metode optime de detecție a vehiculelor în București, în curs de publicare în cadrul editurii Agir

[81] Maria Claudia Surugiu, Elena Alina Stanciu, Ilona Mădălina Moisă, Ovidiu Tomescu, Optimizarea capacității unei intersecții cu ajutorul instrumentelor software, în curs de publicare în cadrul editurii Agir

[82] Mariagrazia Dotoli, Maria Pia Fanti, Carlo Meloni Coordination and Real Time Optimization of Signal Timing Plans for Urban Traffic Control Networking, Sensing and Control, 2004 IEEE International Conference

[83] Markos Papageorgiou, Fellow,Christina Diakaki, Vaya Dinopoulou, Apostolos Kotsialos, And Yibing Wang Review Of Road Traffic Control Strategies Proceedings Of The Ieee, Vol. 91, No. 12, December 2003

[84] Michal Kutil Modeling and Optimization of Tra_c Flow in Urban Areas Prague, January 2010 – teză de doctotat

[85] Monica Voinescu, Andreea Udrea, Simona Caramihai On Urban Traffic Modelling and Control CEAI, Vol.11, No. 1, pp. 10-18, 2009

[86] N B Hounsell* and M McDonald Urban network traffic control Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systems and Control Engineering 2001 215: 325 DOI: 10.1177/095965180121500405

[87] National Transportation Communications For Its Protocol Case Study Report Ntcip 9003-Amendment 1 V04 Washington State Dot Ntcip Vms Software Upgrade Amendment 1 Version 04, January 2003. A Recommended Information Report Of The Joint Committee On The Ntcip

[88] Nhan Vu Traffic Signal Optimization Baltimore-Washington Regional Traffic Signal Forum Systems Operations Manager VDOT March 14,2007

[89] Neila Bhouri, Pablo Lotito An Intermodal Traffic Control Strategy For Private Vehicle And Public Transport Advanced Or And Ai Methods In Transportation

[90] NORTHERN WAY Congestion Management using Intelligent Transport Systems Report NORTHERN July 2008

[91] Oachim Wahle, Roland Chrobok, Andreas Pottmeier And Michael Schreckenberg A Microscopic Simulator for Freeway Traffic Networks and Spatial Economics, 2: (2002) 371–386_C 2002 Kluwer Academic Publishers, Manufactured in the Netherlands.

[92] Ovidiu Tomescu, Ilona Madalina Moise, Elena Alina Stanciu, Iulian Bățroș Adaptive Traffic light control System using ad hoc vehicular communications network in curs de publicare, Editura UPB

[93] Parag Hirulkar, Rahul Deshpande, Preeti Bajaj, G. H. Raisoni Optimization of Traffic Flow through Signalized Intersections using PSO, International Conference on Advanced Computing, Communication and Networks’11

[94] Pedreira Andrade, Luis P., Seijas Macias, J. Antonio V Jornadas Asepuma Implementacion En Mathematica Del Metodo Del Conjunto Activo Aplicado A Redes De Trafico V Jornadas Asepuma

[95] Peres, GH. ș.a. ,Teoria traficului rutier și siguranța circulației, Universitatea din Brașov, 1982.

[96] Prakash Ranjitkar, Takashi Nakatsuji, Akira Kawamua Car-Following Models: An Experiment Based Benchmarking Journal Of The Eastern Asia Society For Transportation Studies, Vol. 6, Pp. 1582 – 1596, 2005

[97] Regia Autonomă De Transport Bucuresti-R.A. Raport De Activitate Al Regiei Autonome De Transport Bucuresti Pe Anul 2010 Si Obiectivele Programate Pentru Transportul Public De Persoane În Anul 2011

[98] Robert L. Bertini, Ph.D., P.E. Christopher M. Monsere, Ph.D., P.E. Thareth Yin Benefits of Intelligent Transportation Systems Technologies in Urban Areas: A Literature Review Final Report Portland State University Civil and Environmental Engineering PO Box 751 Portland, OR 97207-0751 April 2005

[99] S. Lin Efficient Model Predictive Control For Large-Scale Urban Traffic Networks TRAIL Thesis Series T2011/3, The Netherlands TRAIL Research School

[100] S. Narasimha Murthy, Henry R. Mohle Transportation engineering basics

[101] S.L. DHINGRA1 & ISHTIYAQ GULL Traffic Flow Theory Historical Research Perspectives Greenshields Symposium, Woods Hole, MA- July2008

[103] Sakda Panwai and Hussein Dia Comparative Evaluation Of Microscopic Car-Following Behavior Ieee Transactions On Intelligent Transportation Systems, Vol. 6, No. 3, September 2005

[104] Sakda Panwai and Hussein Dia Comparative Evaluation Of Microscopic Car-Following Behavior Ieee Transactions On Intelligent Transportation Systems, Vol. 6, No. 3, September 2005

[105] Sakda Panwai and Hussein Dia Neural Agent Car-Following Models Ieee Transactions OnIntelligent Transportation Systems, Vol. 8, No. 1, March 2007

[106] Samuel W. Malone, Carl A. Miller, Daniel B. NeillTraffic Flow Models and the Evacuation Problem February 12, 2001

[107] Sectiunea 1 Raportul Stiintific Si Tehnic (Rst) Faza De Executie Nr. II Elaborarea ontologiei domeniale – sinteza Si Elaborarea bibliotecii de modele si evaluarea de performante – analiza

[108] Slobodan Guberinic,Gordana Senborn, Bratislav Lazic – Optimal Trafic Control, Urban Intersections, CRC Press, 2008, [carte]ISBN 978-1-4200-6268-7.

[109] Stanciu Elena Alina Implementarea sistemelor inteligente de transport în lume , European Conference ITS Roumania 2009 And Ecall Workshope 2009

[110] Stanciu Elena Alina, Nemțoi Lăcrămioara Mihaela Sisteme De Informare Pentru Navigație Pe Ape Interioare European Conference ITS Roumania 2009 And Ecall Workshope 2009

[111] Stanciu Elena Alina, Lăcrămioara Mihaela Nemțoi, Ilona Mădălina Moisă, Considerations regarding the spectral efficiency of orthogonal frequency division multiplexing în curs de publicare

[112] Steve Beauvais Road and Trail Intersection Safety An examination of present practice Recommendations for future actions Funded by the National Highway Traffic Safety Administration with a grant from the New York State Governor’s Traffic Safety Committee September 2007

[113] Sopers Lane, Poole Effects of vehicle classes and lanes positions on microscopic traffic flow II-c

[114] Sopers Lane, Poole Pc Scoot Urban Traffic Control System Siemens Traffic Controls

[115] Stephen Ezell Explaining International ITApplication Leadership:Intelligent Transportation Systems January 2010

[116] Taylor & Francis Group Optimal Traffic Control Urban Intersections,[carte] 2008

[117] Thomas Weise Global Optimization Algorithms – Theory and Application – Version: 2009-06-26

[118] Todd Litman Victoria Transport Policy Institute Introduction to Multi-Modal Transportation Planning Principles and Practices 17 September 2009

[119] Tom Creasey, P.E.TRB The New 2010 Highway Capacity Manual:Interrupted Flow Facilities Highway Capacity and Quality of Service CommitteeOctober 27, 2009Presented at the Ohio Transportation Engineering Conference

[120] Tom V. Mathew and K V Krishna Raotraffic Intersections Chapter 39.[carte] Introduction to Transportation Engineering NPTEL May 24, 2006

[121] Traficsim, Material tehnic faza1, Studiu cu privire la rețeaua de transport urban

[122] Transportation and traffic theory 2007 [carte] Papers selected for presentation at ISTTT1

[123] SweRoad Ankara Traffic Safety Strategy Highway Design Principles for Selection of Intersection Type Draft 2000-02-15 SweRoad

[124] Vaya Dinopoulou, Chistina Diakaki, Markos Papageorgiou Applications Of The Urban Traffic Control Strategy Tuc Systems And Simulation Laboratory Of Technical University Of Creta

[125] Wann-Ming Wey Model formulation and solution algorithm of traffic signal control in an urban network Computers, Environment and Urban Systems 24 (2000) 355±377

[126] Wendy Weijermars Analysis of urban traffic patterns using clustering TRAIL Thesis Series T2007/3, The Netherlands TRAIL Research School ISBN 978-90-365-2465-0- teză doctorat

[127] Werner Kraus Jr. and Eduardo Camponogara Urban Traffic Contril Research at DAS/UFSC September 7th, 2006

[128] William C. Howell Department of Mathematics University of Maryland;Michael C. Fu Smith School of Business Institute for Systems Research University of Maryland Simulation Optimization of Traffic Light Signal Timings via Perturbation Analysis July 2, 2006

[129] William Casey Howell Simulation Optimization Of Traffic Light Signal Timings Via Perturbation Analysis Faculty Of The Graduate School Of The University Of Maryland-Teză Dizertație 2006

[130] X. Galarraga, L. Llorens, J.M. Chamorro Precios De Congestión Y Movilidad Urbana: Estimación Empírica Para El Caso Del Bilbao Metropolitano X. I Congreso De Ciencia Regional De Andalucía: Andalucía En El Umbral Del Siglo Xxi Ponencia

[131] Xiaoliang Ma and Ingmar Andréasson Dynamic car following data collection and noise cancellation based on the Kalman smoothing Center for Traffic Simulation Research Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden 10044

[132] Zhao-Sheng Yang, Xin Chen, Yang-Shan Tang, Jian-Ping Sun Intelligent Cooperation Control Of Urban Traffic Networks Proceedings Of The Fourth International Conference On Machine Learning And Cybernetics, Guangzhou, 18-21 August 2005

[133] www.aldridgetrafficcontrollers.com.au/?gclid=CIvBw8bP_aQCFQXozAodK2itgQ

[134] www.aldridgetrafficcontrollers.com.au/Products/Traffic-Signal-Controllers/Traffic- Signal-Controllers

[135] www.aldridgetrafficcontrollers.com.au/Products/Traffic-Signal-Controllers/Traffic-Signal-Controllers/default.aspx

[136]www.books.google.com/books?id=Gho7xuGp1QC&pg=PA467&dq=optimization+of+traffic+light&hl=ro&ei=A_YzTcCOM5CLswaR27GHCg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2&ved=0CDEQ6AEwAQ#v=onepage&q=optimization%20of%20traffic%20light&f=false

[137] www.ceai.srait.ro/index.php/ceai/article/viewFile/307/234

[138] www.cts.virginia.edu/IntelliDrive_3.html

[139] www.decell.com/

[140] www.dee.poliba.it/LabControlli/file_pdf/ICNSC04.pdf

[141]www.digitalcommons.unl.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1012&context=imsediss&sei-redir=1#search=%22optimization%20algorithms%20transport%20roud%22

[142] www.easts.info/on-line/proceedings_05/1352.pdf

[143] www.eb.mit.edu/dean/Research/Papers/01246386.pdf

[144] www.epifrance.net/index.php?page=intelligent-transport-system-sae

[145] www.eurojournals.com/ejsr_25_3_11.pdf

[146] www.ftp.jrc.es/EURdoc/JRC47967.TN.pdf

[147] www.gannettfleming.com/its/index.aspx

[148] www.gtt-trafic.com/index.php?option=com_content&view=article&id=53&Itemid=83

[149]www.intechopen.com/source/pdfs/5247/InTechEvolutionary_computation_applied_to_urban_traffic_optimization.pdf

[150] www.konsult.leeds.ac.uk/public/level1/sec07/index.htm

[151] www.konsult.leeds.ac.uk/public/level1/sec14/index.htm

[152] www.lrrb.org/PDF/200744.pdf

[153] www.math.duke.edu/news/awards/student/mcm2001.pdf

[154] www.miz.it

[155] www.mobile.inrix.com/

[156] www.phaisan.com/intelligent-transportation-systems

[157] www.pii.sagepub.com/content/215/4/325.full.pdf

[158] www.ptvag.com/index.php?id=1801

[159] www.portlandonline.com/transportation/index.cfm?c=32360

[160] www.rhsmith.umd.edu/faculty/mfu/fu_files/hf06.pdf

[161] www.rhsmith.umd.edu/faculty/mfu/fu_files/hf06.pdf

[162] www.scoot-utc.com/

[163] www.seattle.gov/transportation/its.htm

[164] www.sensysnetworks.com

[165] www.shlow.eu/documents

[166] www.siemenstraffic.com

[167] www.simbaproject.org

[168] www.sinergit.sodit.eu/

[169] www.tara.tcd.ie/bitstream/2262/56455/1/Soilse.pdf

[170] www.trafficcast.com

[171] www.transp-or2.epfl.ch/technicalReports/so_techRep10.pdf

[172] www.tropos.com/pdf/whitepapers/ITS-WP-061809.pdf

[173] www.tsu.ox.ac.uk/events/nectar/hoose_paper.pdf

[174] www.viewer.zmags.com/publication/58440222#/58440222/2

[175] www.viewer.zmags.com/publication/e8eddeaa#/e8eddeaa/30

ANEXA I

ACRONIME

APC Automatic Passenger Counter

APTS Advanced Public Transport System

ATIS Automated Traffic Information Systems

ATMS Advanced Traffic Management Systems

AVCS Advenced Vehicle Control System

CEN Comitee Europeen de Normalisation

CTU Control Traffic Urban

CVO Commercial Vehicle Operation

DFD Data Flow Diagrams

EM Emergency Management

EPS Electronic Payment Systems

GIS Geographical Information System

GPS Global Positioning System

ITACA Inteligent Adaptive Traffic Control Agent

ITS Inteligent Transport Systems

KAREN Keystone Architecture Required for European Networks

lpu link profile units

MAZT Media Anuală Zilnică de Trafic

MFO Unitate multifuncțională

MZD Media zilnică de trafic

RHODES Real Time Hierarchical Optimized Distributed Effective System

RTTI Real Time Traffic and Travel Information

SCATS Sydney Co-ordinated Area Traffic System

SCOOT Slit Cicle Offset Optimization Tehnique

SPOT Sistem pentru Prioritizarea și Optimizarea Traficului

TICS Transport Information and Control Systems

TRL Laboratorul de Cercetări în Transporturi

UML Unified Modelling Language

UTMC Uban Traffic Management and Control

UTMS Urban Traffic Management System

UTOPIA Optimizarea Traficului Urban prin Integrare Automatizată

ANEXA II

Volumul de trafic pentru fiecare intersecție de pe traseul studiat

AII.1 Volumul de trafic pentru intersecția Vasile Milea

AII.2. Volumul de trafic pentru intersecția Drumul Taberei

AII.3. Volumul de trafic pentru intersecția Drumul Sării

AII.4. Volumul de trafic pentru intersecția Calea 13Septembrie

ANEXA III

Rezultatele analizei traseului selectat înainte de optimizare, efectuate cu programul Synchro

ANEXA IV

Rezultatele analizei pentru intersecția Calea 13 septembrie, după aplicarea soluției de optimizare, efectuate cu programul Synchro

ANEXA V

Numărul și tipurile de vehicule ce intră în intersecția Calea 13 Septembrie de pe fiecare stradă, calculate după tabelul 6.5.

ANEXA VI

Tabelele pentru calcularea evoluției întârzierilor, și a raportului V/C calculate în Scenariul 1.

Copyright Notice

© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.

Acest articol: Optimizarea traficului rutier urban în Sistemele Inteligente de Transport [309457] (ID: 309457)

Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.

Optimizarea traficului rutier urban în Sistemele Inteligente de Transport [309457]

Copyright Notice

ASISTAREA PERSOANELOR ÎN VÂRSTĂ -MODALITĂȚI ȘI SOLUȚII- TEZĂ DE DOCTORAT Coordonator științific Prof. Univ. Dr. Maria Roth Doctorand Carmen Maria… [616685]

Școala Doctorală de Matematică [626314]

Energia O abordare economică [603012]

TITLU: Filmul de animație în perioada predigitală [301529]

Cercetările au fost desfășurate in cadrul proiectului: Suport financiar pentru studii doctorale [616329]

DISCIPLINA FARMACODINAMIE – FARMACIE CLINICĂ TEZĂ DE DOCTORAT STUDIUL FARMACOLOGIC EXPERIMENTAL AL UNOR INTERAC ȚIUNI ÎNTRE SUBSTAN ȚE CARE INFLUEN… [626601]

Copyright Notice

Similar Posts