Координированное регулирование

Координированным управлением называется согласо­ванная работа ряда светофорных объектов с целью сокращения за­держки транспортных средств.

Принцип координации заключается во включении на последую­щем перекрестке по отношению к предыдущему зеленого сигнала с некоторым сдвигом, длительность которого зависит от времени движении транспортных средств между этими перекрестками. Та­ким образом, транспортные средства следуют но магистрали (или какому-либо маршруту движения) как бы по расписанию, прибы­вал к очередному перекрестку в тот момент, когда на нем в данном направлении движения включается зеленый сигнал. Это обеспе­чивает уменьшение числа неоправданных остановок и торможе­ний в потоке, а также уровня транспортных задержек.

Возможность такой координации работы светофорных объектов позволила в свое время назвать этот способ управления «зеле­ной волной». Этот термин и в настоящее время достаточно широ­ко используется в отечественной и зарубежной практике.

В нашей стране координированное управление было впервые успешно реализовано в 1955 г. в Москве на участке Садового коль­ца с пятью светофорными объектами. В настоящее время этот спо­соб управления широко применяется почти во всех крупных горо­дах и является основным алгоритмом, реализуемым в рамках АСУЛ.

Для организации координированного управления необходимо выполнение следующих условий:

· наличие не менее двух полос для движения в каждом направлении;

· одинаковый или кратный цикл регулирования на всех перекрестках, входящих в систему координации;

· транзитаность потока должна быть не менее 70 %

· расстоя­ние между соседними перекрестками не должно превышать 800 м

Первое условие связано с необходимостью безостановочного движения транспортных средств с расчетной скоросгью и своевре­менного их прибытия к очередному перекрестку. Их задержка в пути приведет к нарушению процесса координированного управ­ления, так как увеличение времени движения на перегонах способствует прибытию автомобиля к перекрестку с опозданием (в период действия запрещающего сигнала).

Одинаковый или кратный цикл на вceх перекрестках обеспечи­вает необходимую периодичность смены сигналов, сохранение расчетного сдвига включения фаз, разрешающих движение вдоль маршрута координации.

Требование к транзитности потока означает преобладание на рассматриваемой магистрали потоков прямого направления. Ин­тенсивные поворотные потоки с магистрали и на нее ухудшают эффективность координированного управления.

Ограничение, накладываемое на длину перегона, связано с про­цессом группообразования в транспортном потоке. Группа авто­мобилей образуется при разъезде очереди, скопившейся в ожида­нии разрешающею сигнала светофора. В начале перегона непо­средственно за перекрестком интенсивность такой группы близка потоку насыщения. В процессе дальнейшего движения группы на­чинается ее распад из-за различных скоростей транспортных средств, составляющих эту группу. Этот процесс прогрессирует по мере удаления группы от пре­дыдущего перекрестка, время проезда группы мимо неподвижного наблюдателя увеличивается, ее средняя интенсивность движения падает.

На рис. 4.1 приведен типичный пример распада группы автомо­билей на одном из перегонов ш. Энтузиастов в Москве. По горизонталыюй оси отложено время t, а по вертикальной — среднее число автомобилей т в определенном сечении улицы, находящемся на заданном расстоянии от стоп-линии но ходу движения. Мож­но отмстить, что на расстоянии 600 м от перекрестка длина группы но времени увеличивается более чем в 2 раза.

По данным многочисленных наблюдений установлено, что группа полностью распадается при длине перегона 800-1000 м и более. Прибытие автомобилей к перекрестку, удаленному от пре­дыдущею на большее расстояние, будет носить случайный харак­тер. взаимосвязь но потоку с соседним перекрестком прерывается. естественно, на динамику этого процесса, помимо состава потока и индивидуальных качеств водителей, оказывает влияние число полос в данном направлении движения, интенсивность движения, наличие на перегонах остановочных пунктов общественного транспорта, пунктов притяжения пешеходов и т. п.

Группообразный характер потоков играет большую роль при организации координированного управления.

Чем короче рассто­яние между перекрестками, тем меньше вероятность распада груп­пы и, таким образом, меньше времени требуется для ее пропуска на следующем перекрестке. При увеличении временного размера группы в процессе ее распада длительность зеленого сигнала на последующем перекрестке необходимо увеличивать (что ущемляет интересы конфликтующего направления) или пропускать только часть группы, задерживая входящие в ее состав медленно движу­щиеся автомобили. Остановленные у стоп-линии на запрещаю­щий сигнал, они проедут данный перекресток лишь в следующем цикле вместе с очередной (следующей) группой.

При координированном управлении используются оба спосо­ба, причем первый (удлинение зеленого сигнала) ограниченно лишь для выпуска задержанной части предыдущей группы автомо­билей с чем, чтобы они не являлись препятствием для безостано­вочного проезда через перекресток большей части автомобилей следующей группы.

При расстоянии между соседними перекрестками более 800 м в связи с полным распадом группы се задержанная часть резко уве­личивается и координированное управление становится малоэф­фективным.

Поэтому рекомендуется между этими перекрестками организо­вывать светофорный объект (например, регулируемый пешеход­ный переход)

Правильный выбор расчетной скорости, а следовательно, и сдвига включения зеленых сигналов на соседних перекрестках оказывают большое влияние на эффективность координирован­ного управления.

Естественно, при выборе расчетной скорости следовало бы ориентироваться на среднюю скорость группы. Од­нако это вызовет задержку лидирующих автомобилей, которые в свою очередь помешают безостановочному проезду через перекре­сток основной части группы. Поэтому обычно в качестве расчет­ной выбирают скоростью, которую не превышают 85 % автомобилей группы. Эта скорость определяется метолом натурных наблюде­ний для всех перегонов участка магистрали, где вводится координированное управление (для прямого и обратного направлении движения). Если разница между полученными значениями неве­лика, данные усредняются для получения единой расчетной ско­рости на этом участке. Эго облегчает расчет планов координации, так как потоки попутного и встречного направлений прибывают к перекрестку практически одновременно.

Если на отдельных перегонах скорость существенно отличается от общей расчетной для всей магистрали (например, на участках подъемов и спусков), то для этих перегонов принимают свою рас­четную скорость. Аналогично поступают, если есть существенное различие между скоростями попутного и встречного направлений. в этих случаях в силу указанной причины координация работы светофорных объектов затрудняется. Однако искусственное вы­равнивание скорости, т.с. «навязывание» водителю скорости, от­личающейся от реальной, даже с помощью знаков 6.2 «Рекоменду­емая скорость», как показывает практика, является малоэффек­тивным.