Адаптивное управление светофорным движением на основе программного комплекса ArteryLite

В АСУД города Москвы адаптивное управление понимается как перераспределение времени разрешающих сигналов светофора в каждом /светофорном цикле/, в зависимости от показаний штатных детекторов транспорта на конфликтных направлениях. (http://www.gucodd.ru/index.php/2011-11-17-06-02-36/2011-11-29-10-29-02). Технические решения, применяемые в АСУД Санкт-Петербурга, аналогичны, но переключение производится не в цикле, а каждые 5 минут, по усредненным значениям.

К сожалению, возможности современного математического аппарата далеко не всегда не позволяют произвести качественную оптимизацию режима работы ни за время светофорного цикла, ни даже за 5 – 10 минут. Так быстро можно провести расчет только для изолированных простейших пересечений и заурядных условий движения.

Для качественной оптимизации светофорного цикла по трем параметрам (длительность фаз, длительность цикла и смещение) требуется не менее 10-15 минут, а для сложных перекрестков и координированных сетей – гораздо больше.

Поэтому в традиционных адаптивных системах применяют упрощенные методы оптимизации с тем, чтобы успеть произвести вычисления быстро. Это приводит к потере качества оптимизации, и главные цели – снижение задержек транспорта и повышение скорости движения – достигаются только при невысокой загрузке дорожной сети. Иными словами, традиционные системы адаптивного управления в условиях насыщенного движения, как правило, малоэффективны.

Другой аспект проблемы – внедрение традиционных систем адаптивного управления требует дорогостоящего переоборудования перекрестка. И дело не только в контроллере, который сам о себе стоит 10-20 тысяч долларов, или в детекторах, которые должны быть на каждом линке, т.е не менее 12 штук на один перекресток (http://www.scoot-utc.com/DetailedHowSCOOTWorks.php), но также в стоимости монтажа и линий связи. Последнее в условиях России гораздо дороже оборудования АСУД (рис. 3).

В результате создание перекрестка с адаптивным управлением превращается в исключительно затратный проект, и неудивительно, что даже в громадном бюджете АСУД Москвы с 2011 по 2016 год предусмотрено оснащение адаптивным управлением только 72 перекрестков (а всего в Москве более 2000 пересечений). И в Санкт-Петербурге планируется внедрить адаптивное управление только на 56 перекрестках.

Поэтому не приходится ожидать, что использование традиционных адаптивных систем в АСУД Москвы и Санкт-Петербурга существенно повлияет на решение транспортной проблемы. Конечно, повышение комфортности движения в незагруженные часы полезно, но вряд ли эту задачу можно считать первоочередной для городов России.

ArteryLite предлагает не только повышение эффективности традиционных технологий, типа SCOOT или SCATS, но и новую концепцию адаптивного управления, основанную на:

  • качественной оптимизации светофорных циклов с использованием всех видов информации о дорожном движении;
  • последующей коррекции с помощью детекторов (там, где они есть)б для достижения максимального результата, в режиме реального времени.

Использование ArteryLite обеспечивает эффективность адаптивного управления не только при свободном движении, но и в условиях максимальной загрузки, то есть позволяет существенно повысить пропускную способность дорожной сети. При этом выигрыш от применения ArteryLite тем выше, чем сложнее обслуживаемая дорожная сеть (рис. 1 и 2) и напряженнее условия движения на ней.
Одновременно, затраты на внедрение адаптивного управления многократно меньше, и во многих случаях даже не требуется замена существующих светофорных контроллеров.

Рис. 1. С помощью качественной оптимизации в среде ArteryLite удается на 20-25% сократить задержку ТС на изолированном перекрестке по сравнению с «быстрыми» алгоритмами

Рис. 2. С помощью качественной оптимизации в среде ArteryLite удается на 50% и более сократить задержку ТС на координированной сети по сравнению с «быстрыми» алгоритмами

 Рис. 3. Распределение затрат при создании АСУД (по данным проектной документации для города Москвы)