1. predavanje nirs-1

7/23/2019 1. Predavanje NIRS-1

http://slidepdf.com/reader/full/1-predavanje-nirs-1 1/19

1

UNIVERZITET U SARAJEVU

FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE

SARAJEVO

Nadzor i reguliranje cestovnog prometa

doc.dr. DRAGO EZGETA

Autorizirana predavanja

samo za internu uporabu

SARJEVO, 2015. godine



3

1.Uloga i značaj nadziranja i reguliranja u cestovnom prometu

1.1. Osnovne karakteristike prometnog sustava

U općem razmatranju , prometni sustav se identificira kao relativno izolirana cjelina koja

obavlja određenu funkciju (transformaciju) i ima svojstva invarijantnosti (nepromjenljivosti) iunitarnosti (jedinstvenosti) koja se mogu odnositi na strukturu, ponašanje i druge aspekte

prometnog fenomena.

Prometni problem je dominantno vezan za interakciju komponenata prometnog sustava

kojom se određuje struktura i ponašanje promatranog prometnog sustava. U općem slučaju

prometni sustav definiramo prema temeljnim odrednicama teorije općih sustav (GST) i

postavkama sustavskog inženjerstva. Sustavska svojstva su u žarištu promatranja jer je to

ključno za znanstvenu validaciju budući da prometni problem nije isključivo vezan za

tehničke komponente nego za interakciju ili relacije između različitih komponenata.

Da bismo definirali prometni sustav treba poći od opće definicije sustava kao relativnoizolirane cjeline koju čine komponente sustava i relacije između njih tako da vrijedi relacija:

),( R K S

Gdje je : S sustav

K skup komponenti (podsustava i elemenata u sustavu

R relacije

Prometni problemi su kompleksni što znači da pored inženjerskog dizajna i razvoja

komponenata treba rješavati i relacije između komponenata i relacije prema okruženju.

Stoga je nužno promatrati prometni sustav kao relativno izoliranu cjelinu s određenompopulacijom entiteta u određenom prostorno-vremenskom okviru tako da vrijedi relacija

st p R K PS ,),(

k k k PS n,...,

21

Gdje je : PS prometni sustav

K skup komponenti (podsustava i elemenata) sustava

R relacije (interakcije)

nk k k ,..., 21 komponente prometnog sustava

t s p ,, populacija, prostor, vrijeme

Budući da je prometna struka izgrađivana empirijsko-induktivnim (granskim) pristupom i

doprinosima iz više komplementarnih disciplina potrebno je učiniti dodatne napore na

konsolidaciji prometne terminologije i definicija.

Dodatnu nedoumicu izaziva to što dio američkih udžbenika i literature tretira promet

(traffic) kao dio ili fazu transportnog inženjerstva (transportation engineering) pri čemu je

razmatranje prvenstveno fokusirano na cestovni promet. Prema definiciji koju je dao ITE

(Institute of Ttransportation Engineering) prometno inženjerstvo (Traffic Engineering) je



4

dio odnosno faza transportnog inženjerstva koja proučava planiranje, geometrijski dizajn i

prometne radnje na autocestama i gradskim ulicama, pripadajuće mreže i terminale te

odnose s drugim modovima.

Polazeći od sustavskih specifikacija promet možemo definirati kao sustav i proces čija je

svrha obavljanje prijevoza i/ili prijenosa transportiranih entiteta (ljudi, tereta iliinformacija) u odgovarajućim prometnim entitetima zauzimanjem dijela kapaciteta

prometne infrastrukture prema utvrđenim pravilima i protokolima.

Prometnu infrastrukturu čine prometni putovi, čvorišta, objekti i oprema koja je fiksirana za

određeno mjesto i služi odvijanju prometa. Postojanje raspoloživosti prometne mreže je

nužan preduvjet za obavljanje društvenih, individualnih i ostalih aktivnosti. Prometni

entiteti u najširem smislu predstavlja svaki entitet koji je prilagođen kretanju određenom

prometnicom, odnosno medijem kao što su na primjer cestovna motorna vozila, pješaci,

bicikl, tračna vozila, zrakoplovi, plovila, itd. Prometni entiteti prilikom kretanja prometnicom

se moraju kretati organizirano držeći međusobna odstojanja tako da ne dolazi do koliziječineći prometni tok. Svaki prometni entitet koristi dio kapaciteta prometnice i tako stvara

prometni tok koji se mjeri brojem entiteta koji prođu kroz određeni promatrani dio

prometnice u promatranom vremenu. Zbog relativno fiksnog kapaciteta prometnice i

vremenske fluktuacije prometne potražnje i veličine prometnog toka potrebne su različite

aktivnosti nadziranja i upravljanja prometnom mrežom.

Nadziranjem prometa se prati stanje prometne infrastrukture i prometnih entiteta te

provjerava njihovo ponašanje u prometnom sustavu u odnosu na važeću regulativu koja

definira način interakcije prometnih entiteta sa prometnom infrastrukturom, njihovu

međusobnu interakciju i odnos sa okruženjem. Vođenje prometa ima za cilj svrhovitodjelovanje kao bi se postiglo željeno ponašanje prometnog sustava. Identifikacija sustava i

procesa zahtijeva razgraničenje sa okruženjem i identificiranje relevantnih veličina u

odgovarajućem prostorno-vremenskom okviru. Relevantne varijable i njihova stanja mogu

biti klasična, neizrazita, diskretna i kontinuirana. Varijable sustava možemo promatrati kao

mjerljive ili uočljive veličine koje mogu predstavljati neki atribut prometnog sustava.

Definiranjem skupa varijabli i relacija između njih te prikupljanjem podataka koji opisuju

aktualno stanje varijabli u prostoru i/ili vremenu dobivamo opis stanja sustava.

Razlikujemo dva osnovna pristupa specifikaciji sustava:

-

Input-output pristup definira sustav kao relaciju inputa i outputa

- Ciljno orijentirani pristup definira ciljeve i funkcije performansi kojom se opisuju

razlike ciljanih i aktualnih performansi sustav

Funkcioniranje sustava se ostvaruje kroz tok aktivnosti, ponašanje ili način djelovanja koji je

predodređen strukturom sustava. Transformacija prostornih i vremenskih koordinata

prometnih entiteta predstavlja osnovnu funkciju prometnog sustava. Pri tome prometni

entiteti zauzimaju dio kapaciteta prometne mrežne infrastrukture prema određenim

pravilima i protokolima uz odgovarajuće vođenje (control).



5

1.2. Pojam i opće značajke upravljanja prometom

Rješavanje problema upravljanja prometom predstavlja jednu od temeljnih zadaća

prometnog inženjerstva. U identifikaciji i opisu problema upravljanja prometom treba

koristiti poopćene modele koji su neovisni o fizičkoj i tehničkoj realizaciji sustava upravljanja.Opći sustavni pristup i načela se kombiniraju sa nizom konkretnih spoznaja vezanih za

određenu mrežu i kontekst.

Problem upravljanja prometom u postojećoj mreži može se načelno predstaviti kao problem

podešavanja parametara tako da se postižu željene performanse funkcioniranja prometne

mreže kao upravljanog sustava kao što je to prikazano

na slici 1.1.

Slika1.1. Pojednostavljen prikaz problema upravljanja

Upravljačke akcije se izvode na temelju prikupljanja i obrade podataka, upravljačkih znanja i

konsolidiranih funkcionalnih zahtjeva korisnika i operatora (vlasnika) mreže. Upravljački

sustav uključuje bazu znanja odnosno bazu upravljačkih informacija.

U općem slučaju, problem upravljanja predstavlja svaku moguću situaciju koja zahtijeva

određene upravljačke odluke i aktivnosti. Brojni tehnički podsustavi, komponente i

inteligentni akteri (ljudi i „umjetna inteligencija“) participiraju u ukupnom ponašanju

prometne mreže uz vrlo složene međusobne interakcije.

Upravljanje prometom možemo definirati kao dinamički sustav ili upravljačko-

informacijski proces kojim se preventivno i korektivno djeluje na odvijanje prometa u

mreži i pripadajućim sučeljima (terminalima) tako da se postižu željene performanse uz

prihvatljive troškove.

procesiIzvršne

jedinice senzoriizlazi

ulazi

Upravljačke

strategije

Obrada podataka

mjerenja

Realni

svijet

izračuni

ciljevi

poremećaj



6

Ovisno o prostorno-vremenskom horizontu promatranja, moguća upravljačka rješenja mogu

biti u širokom rasponu od kratkotrajnog podešavanja promjenljive prometne signalizacije

(radi smanjenja zagušenja prometa) do strategijskih odluka koje se tiču modalne

preraspodjele i strukturne prilagodbe mrežnih kapaciteta. U hijerarhijskom ustroju

upravljanja viši slojevi su fokusirani na šire aspekte ponašanja sustava i imaju duže razdobljeodlučivanja. Niže razine upravljanja rješavaju probleme na lokalnim razinama i mogu brže

reagirati na promjene.

Uspješnost upravljanja prometom se može procijeniti praćenjem i analizom performansi

kao što su:

-Prosječno vrijeme prijevoza i prijenosa

-Protočnost prometa na kritičnim točkama

-Informiranost sudionika

-troškovi prijevoza

-Kašnjenje javnog prijevoza-Kašnjenje žurnih službi

-Stres i zaplašenost sudionika

-Emisija štetnih plinova

Dizajniranje , razvoj i uvođenje sustava upravljanja prometom zahtijeva jasnu definiciju svrhe

sustava, specifikaciju funkcija sustava te organizaciju sustava sa adekvatnom informatičkom

podrškom.

1.3. Hijerarhijska dekompozicija upravljačkih funkcija

U rješavanju problema upravljanja kompleksnim umreženim sustavima može vrlo korisno

poslužiti opći predložak dekompozicije upravljačkih funkcija u četiri razine:

- Razina poslovnog upravljanja (business management layer)

- Razina upravljana uslugom (service management layer)

- Razina upravljanja mrežom (network management layer)

- Razina upravljanja mrežnim elementom (network e,emet management layer)

Model podjele upravljačkih funkcija s naznakom daljnje podjele na funkcionalna polja unutar

svake razine prikazan je na slici 1.2.



7

Slika 1.2. Hijerarhijska dekompozicija i podjela upravljačkih funkcija

Razine iznad poslovnog upravljanja pripadaju području prometne politike koja se uzima kao

zadani okvir. Prometna politika sadrži smjernice uključivanja prometa u širu gospodarsku

politiku i razvoj, osiguranje pravičnosti, reguliranja eksternalija, itd.

Razina poslovnog upravljanja čija se odgovornost proteže na čitav umreženi sustav gdje se

usklađuju odnosi sudjelujući mrežnih operatora i davatelja usluga. Funkcije te razine su

poslovno orijentirane i uključuju zadatke koordinacije, kolaboracije, analize trendova,

upravljanja kvalitetom, financijske analize isl. Razina upravljanja uslugom sadrži funkcije

vezane za definiranje, administriranje i naplatu usluga koje su već ponuđene korisnicima ili

su raspoložive za nove korisnike. Interakcija sa višom razinom (poslovno upravljanje) i nižom

razinom (upravljanje mrežom) ostvaruje se definiranim sučeljima odnosno načinima i

procedurama razmjene obavijesti, izvješća isl. Na toj razini se obavljaju kontakti s

korisnikom. Razina upravljanja mrežom odgovorna je za operativno upravljanje svim

mrežnim elementima unutar definiranog područja. Funkcije te razine uključuju mrežno

konfiguriranje, kontrolu i nadzor mreže. Funkcija upravljanja performansama podrazumijeva

jaku suradnju sa višom razinom (upravljanje uslugama).

Razina upravljanja mrežnim elementom je najniža razina upravljanja prometom. Na toj razini

obavljaju se funkcije održavanja, upravljanja alarmima, prikupljanje podataka itd. Unutar

svake razine izvodi se daljnja podjela funkcija na određena funkcionalna polja u kojima su

objedinjene srodne funkcije.

prometnapolitika

poslovnoupravljanje

upravljanjeuslugama

upravljanje mrežom

upravljanje mrežnim elemntima



8

1.4. Specifikacija zahtjeva i razvoj sustava upravljanja prometom

Razvoj sustava upravljanja prometom treba poći od definiranja zahtjeva i odgovarajuće

funkcionalne analize kao osnove za razvoj sustava i njegovih komponenata. Izvorni zahtjevi su

konsolidirane izjave zainteresiranih sudionika (stakeholdera) kojima se u osnovi definiraproblem koji treba riješiti. Definiranje zahtjeva, sljedivost prema funkciji, sustavu i

komponenti naznačeni su na slici 1.3.

1.3. Definiranje zahtjeva i razvoj sustava

Dizajner sustava pomaže definiranju zahtjeva koji potom treba proći test prihvatljivosti i

validacije. Opće postavke i metode sustvaskog inženjerstva upućuju na promatranje

cjelokupnog životnog ciklusa od koncepta do povlačenja sustava iz eksploatacije.

Sustavski inženjeri preuzimaju početne zahtjeve i izvode konzistentan i konkurentan skup

preciznih i usklađenih zahtjeva ko ključni korak u efektivnom dizajniranju sustava. Nužno je da

se u odgovarajućim elementima jasno označi što i kako dobro sustav treba izvoditi definirane

zadatke.

Budući da se problem upravljanja prvenstveno odnosi na interakciju komponenata i

ponašanja nadsustava, neophodno je temeljno razumijevanje funkcija, struktura i procesa

kompleksnih dinamičkih sustava. Između zahtjeva i funkcija mora postojati odgovarajuća

sljedivost. Funkcija je izvedena preko sustava koji se sastoji od komponenata uz odgovarajuću

povezanost.

Prostor mogućih rješenja sustava upravljanja prometom predodređen je početnim

zahtjevima i prostorno-vremenskim horizontom promatranja. Splet upravljačkih akcija ima



9

širok raspon od trenutačnog upravljanja potražnjom (izborom odredišta, moda ili vremena) i

korektivnog preusmjeravanja tokova do strategija izgradnje kompleksnih upravljačkih sustava

na dugi rok. Donošenje upravljačkih odluka i provođenje aktivnosti upravljanja prometom

temelji se na odgovarajućim modelima. Primjer takvog modela je dinamički model

preusmjeravanja (route switching model) općeg oblika: .0,),(**max()()(1)( slucdrugomu sTO sTB sTO jeako s

j j j j j j j

Gdje je : )( s j - binarna varijabla koja poprima vrijednost 1 ako se prometni

entitet j preusmjerava s postojeće rute na najbolju alternativnu rutu

)(S TO j- vrijeme putovanja prvotno određenom rutom

)(S TB j- vrijeme putovanja alternativnom trenutačno

najpovoljnijom rutom

j

- prag indiferencije

j - minimalna vrijednost vremena uštede potrebna za

odluku o preusmjeravanju

Prag indiferencije odražava otpor promjenama tako da male uštede vremena neće uzrokovati

preusmjeravanja. Uštede vremena iznad određenog praga dovest će do preusmjeravanja

odnosno promjene rute.

U svim prometnim granama i oblicima prometa postoje centri koji obavljaju funkcije

upravljanja mrežnim elementima, čitavom mrežom i/ili na određenom prometnom području.

Naziv tih centara ovisi o prometnoj grani, tehnološkoj generaciji i funkcijama koje obavljaju. U

cestovnom prometu postoje različita rješenja centara za upravljanje tokovima prometa TCC

(traffiv Control Centre) i centri za upravljanje prometom TMC (Traffic Management Centre)

koji pored nadzora i vođenja prometnih tokova obavljaju funkcije u predputnom i putnom

informiranju, koordinaciji održavanja, davanja prednosti žurnim službama itd.

Uz tehničku podršku i automatizirane sustave, pravilo je da „supernadzor“ cestovnog

prometa, zračne kontrole, dispačinga vlakova i vozila obavlja čovjek (prometni stručnjak)

1.5. Stvarnovremensko upravljanje prometnom mrežom

Upravljanje prometnom mrežom uzima u obzir mogućnosti poboljšanja

upravljanja prometnim procesima ITS servisima kojima se omogućava bolje korištenje

postojećih kapaciteta mreže. ITS omogućava provođenje taktičkih upravljačkih mjera u

realnom vremenu što je posebno važno za vršna opterećenja. Sustavi upravljanja prometnim

tokovima na prometnoj mreži zahtijevaju prognozu matrice putovanja i opterećenja

prometne mreže identificirajući mjesta moguće pojave zagušenja na mreži. Sustav ITS-aomogućava prikupljanje stvarnovremenskih informacija o stanju na prometnoj mreži



10

pružajući mogućnost donošenja upravljačkih odluka kojima se može vršiti stvarnovremensko

optimiziranje prometnih tokova na mreži.

Kod konvencionalnih prometnih sustava upravljanje prometnim tokovima se vrši na temelju

statističkih podataka dobivenih na temelju mjerenja u proteklom periodu i korištenjem

prosječnih vrijednosti parametara kojima se vrši upravljanje prometnim tokovima što imaznačajna ograničenja zbog veoma dinamičnih procesa u prometnim tokovima na mreži zbog

pojave neponavljajućih zagušenja na mreži (incidenti, posebni sportski, kulturni, društveni

događaji).

Stoga je potrebno stvarnovremensko upravljanje prometnim tokovima primjenom različitih

strategija koje uključuju ograničenje brzine kretanja, preusmjeravanje prometnih tokova,

promjenljivi prometni signali, ograničenja prometnih tokova na ulaznim rampama itd. Ovisno

o raspoloživim sustavima upravljanja promjenljivim tokovima.

Upravljanje prometnim tokovima na prometnoj mreži uključuje strateške planski

orijentirane akcije i operativne taktičke mjere.Strateško planiranje prometom uključuje predviđanje prometnog opterećenja na mreži u

određenim vremenskim periodima (sat, dan, vikend, mjesec) tako da se one mogu

blagovremen planirati i provoditi. Događaji koji su planirani (radovi na održavanju

infrastrukture) omogućavaju izbor više alternativnih rješenja koja se mogu primijeniti na

mreži. Ovi događaji se mogu blagovremeno najaviti sudionicima u prometu te omogućuju

blagovremeno provođenje pripremnih radnji (prilagođavanje prometne signalizacije,

postavljanje fizičkih zapreka itd). Provođene taktičkih mjera upravljanja je veoma

kompleksan zadatak jer se prometni tokovi često mijenjaju događajima čije vrijeme i mjesto

koje ne možemo predvidjeti a mogu značajno utjecati na prometne tokove na cijeloj mreži tezahtijevaju brzo donošenje upravljačkih odluka koje treba uskladiti sa strateškim planskim

akcijama i trenutnoj prometnoj situaciji. Stvranovremenska optimizacija prometnih tokova

često zahtijeva kompleksna izračunavanja i donošenje odluka koja se moraju provesti u

ograničenom vremenu što često nije moguće provesti.

Sustavi za nadziranje prometa vrše nadzor prometne infrastrukture putem različitih senzora,

tako da informacije dobivene putem nadzora omogućavaju procjenu stanja na prometnoj

mreži koje se može predstaviti putem različitih parametara. Na temelju procjene stanja na

mreži razvijaju se različite strategije upravljanja kako bi se napravila stvarnovremenska

poboljšanja na kompleksnoj mreži. Uzimajući u obzir različite strategije upravljanja vrši

sepredviđanje stanja na mreži. Na temelju trenutnog stanja na mreži može se izvršiti

predviđanje prometne potražnje. Stvarnovremensko upravljanje na prometnoj mreži

zahtijeva odgovor na pitanje koje će promjene na prometnoj mreži izazvati provođenje

određene strategije upravljanja. To često zahtijeva veoma kompleksna izračunavanje

korištenjem složenih matematičkih postupaka. Nakon izbor određene strategije upravljanja

potrebno je utvrditi kako će ona utjecati na performanse prometnog sustava koje se mogu

izmjeriti različitim pokazateljima učinkovitosti (vrijeme putovanja, emisija štetnih tvari, itd).

Nakon toga potrebno je utvrditi utjecaj strategija upravljanja na provođenje funkcija

upravljanja i planova upravljanja.



11

Slika 1.4. Arhitektura sustava nadziranja cestovnog prometa

Funkcionalna struktura sustava stvarnovremenskog upravljanja prometom je veoma

složena. Upravljačke funkcije se moraju provoditi u realnom vremenu što često dovodi do

ograničenja koja se gledaju u vremenu izračunavanja određenih parametara koje može biti

duže od vremenskog okvira za provođenje upravljačke odluke.

Sustav nadzora(vanjski) koji prikupljapodatke u određenim

točkama mjerenja ilipodručju izmeđutočaka mjerenja

Prometniuvjeti istanje uokruženju

Ulazne funkcijenadziranja prometa

-Plan upravljanjai rutiranja-Implementacijastrategijaupravljanja

Funkcija performansi(Stvarnovremensko

praćenje performansisustava)

Procjenastanja na

prometnojmreži

Predviđanjestanja na

prometnojmreži

Generiranje funkcijaupravljanja iusmjeravanjaprometnih tokova-Određivanjealternativne rute-Određivanje %preusmjeravanja-Prilagodljivo ponašanje i

optimiranje svjetlosnihsignala (križanja, ulaznerampe,itd)-Prilagodljivopodešavanje brzineReguliranje korištenjaprometnih traka

Funkcije upravljanja

-Ocjena trenutnihupravljačkih strategija saPredviđenimstrategijama upravljanja-Donošenje odlika opotrebi preusmjeravanjaprometnih tokova- utvrđivanje ciljeva kojise žele postićiupravljačkim akcijama nastrateškoj razini- Izvršenje upravljačkihakcija



12

1.6. Osnovni modeli vođenja prometnog sustava

Osnovna zadaća sustava vođenja (control) prometa je odrediti upravljačke parametre na

temelju dostupnih mjerenja. Procjene ili predviđanja se koriste u kreiranju odgovora na

poremećaj kako bi se ostvarili postavljeni ciljevi vezani za performanse prometnog sustava.

Vođenje se može ostvariti provođenjem različitih upravljačkih akcija koje se razlikuju prema

hijerarhijskoj razini i stupnju složenosti te širini obuhvatu na prometnoj mreži. Upravljanje

može biti manualno i automatizirano a može se realizirati kao dinamičko i adaptivno

upravljanje.

Ako upravljačke zadatke provodi operater onda se radi o manualnom upravljanju. Ako

upravljačke zadaće provode računalni programi onda se radi o automatskom upravljanju.

Automatska kontrola uključuje teorijski pristup, aplikacije koje omogućavaju sustavu

automatsko obavljanje određenih zadataka kako bi se ostvarili željeni ciljevi ili željeno

ponašanje sustava u uvjetima kontinuiranog djelovanja poremećaja na sustav.

Strategija upravljanja usmjerava ponašanje sustava prema željenom stanju i ulozi sustava

promjenom upravljačkih parametara (parametara vođenja) ili ulaznih veličina kao što su

signalni planovi semafora. Poremećaji su ulazi u sustav koje ne možemo direktno kontrolirati

kao što su prometna potražnja i incidenti.

Izlazne veličine iz procesa su veličine koje opisuju performanse i ponašanje sustava kao što

su vrijeme putovanja, kašnjenje koje se mogu dobiti iz direktnih mjerenja veličina kao što su

protok i brzina. Mjerenja parametara koji opisuju stanje sustava se mogu definirati kroz

strategiju upravljanja ili predviđena zbog nekih specifični razloga kao što je otkrivanje

incidenata ili predviđanje stanja prometnog sustava u bliskoj budućnosti. Stvarnovremensko

upravljanje ima zadataka da u stvarnom vremenu utječe na ulazne veličine sustava na

temelju dostupnih mjerenja kako bi se usmjerilo ponašanje sustava prema željenom ili

očekivanom stanju unatoč različitim poremećajima koji djeluju na sustav.

U kontekstu upravljanja prometa na urbanoj prometnoj mreži strategija upravljanja treba

omogućiti izračunavanje vremena signalnih planova, mjerenja na ulaznim rampama, planove

preusmjeravanje prometnih tokova i druge upravljačke akcija na temelju mjerenja

prometnih uvjeta kako bi se postigli željeni ciljevi kao što su minimiziranje vremena

putovanja i održavanje gustoće prometa u predviđenim granicama unatoč varijaciji

prometne potražnje i pojavi incidenata koji izazivaju poremećaje u prometnom sustav.

U sustavu upravljanja treba razlikovati procese i modele upravljanja od strategije upravljanja.

Model prometnih procesa omogućava prikaz ponašanja sustava prema ulaznim veličinama i

poremećajima te njegovo vjerojatno ponašanje.

Strategija upravljanja s druge strane je upravljački algoritam koji poduzima određene

upravljačke akcije s obzirom na stanje u sustavu i vrstu poremećaja.



13

Unatoč kontinuiranoj interakciji strategija upravljanja i modela procesa oni su zasebne

komponente omogućavajući ponavljanje procesa upravljanja i donošenje odluka koje će

utjecati na ponašanje sustava.

Slika 1.5. Model upravljanja cestovnim prometom

Strategija upravljanja sustava može biti regulatorna i optimalna. Cilj regulatorne strategije

je održavanje performansi sustava i izlaznih veličina u granicama željenih veličina. U

prometnom sustavu na primjer mjerenje na ulaznim rampama omogućava kontrolu

prometnog opterećenja prometnice nizvodno od ulazne rampe koja je jednaka ili manja od

kapaciteta prometnice. Ako je izlazna veličina (prometno opterećenje nizvodno od rampe)

a d poremećaj (potražnja uzvodno od rampe, incident), a sa u označimo vektor upravljanja

(mjerenje ulaznog toka na rampi) , izlaz iz sustava možemo opisati kao

),( d u R y

Regulator omogućava da d y y unatoč postojanju smetnji u sustavu. Regulator R može biti

dizajniran korištenjem standardnih teorija upravljanja. Ako je u jednadžbi koja opisuje

izlaznu veličinu y želi njena vrijednost d y za poznati poremećaj onda se upravljački vektor u

može odrediti bez mjerenja stvarne vrijednosti izlazne veličine y tako da on zadovoljava

jednadžbu

),(1 d y Ru d

Prometni tokna mreži

Svjetlosnasignalizacija senzori

ukupno vrijemeputovanjaulazi

Upravljačke

strategije

Obrada podataka,prognoze, predviđanje

Protok, gustoća

urbanamreža

izračun

minimiziranje ukupnogvremena putovanja

O-D,potražnja,okružen e



14

Slika 1.6. Regulacija sa otvorenom petljom

U ovom slučaju bez mjerenja stvarne vrijednosti izlazne veličine regulator sa otvorenom

petljom se pretvara u regulator sa zatvorenom petljom. Glavan prednost sustava upravljanja

sa otvorenom petljom je brzina jer sustav ne mora čekati povratne informacije od sustava

međutim pravo stanje sustava nije poznato.

Ako u sustavu upravljanja sa otvorenom petljom podaci o poremećaju koji nisu dobiveni

mjerenjem oni mogu biti netočni što može dovesti do prestanka upravljanja iako je izlaz iz

sustava značajno različit od d y . Stoga je zatvorena petlja ima prednosti u praktičnoj

primjeni.

Željeni izlaz iz sustava može biti nepoznat čak i u slučajevima kada smo sigurni da će

performanse sustava biti najbolje i strategija upravljanja će biti optimalna. U tom slučaju cilj

je minimizirati ili maksimizirati funkciju cilja J koja je funkcija unutarnjeg procesa opisanog

varijablom i primijenjenog upravljanja U tako da se problem upravljanja svodi na problemoptimizacije kojeg možemo opisati izrazom

min),(),( xu y xu J

Upravljanje prometom u gradskom području može imati za cilj minimiziranje vremena

putovanja na gradskim arterijama ograničavanjem pristupa putem ulaznih rampi. U takvim

slučajevima nije potrebno izračunavanje prometnog opterećenja nizvodno od ulazne rampe

na kojoj se vrši upravljanje. Umjesto toga odgovarajuće razine prometnog opterećenja

pojedinih dionica određujemo primjenom optimalnog upravljanja koje će osigurati

minimalno ukupno vrijeme putovanja za sve putnike. U slučaju višekriterijske optimizacije

sustava upravljanja gdje se optimizacija vrši prema više kriterija (minimalno vrijeme

putovanja, minimalna potrošnja goriva,..) problem optimizacije možemo definirati izrazom

...),(*),(),( 2211 xu y xu y xu J

Gdje je koeficijent tako da je 11

n

i

i

upravljanje sa

otvorenom petljom

prometni procesi

poremećaji

izlazi

y

d

d u

d y

željeni

izlazi

...



15

Optimalno upravljanje može biti sa otvorenom petljom ( 1 P ) i upravljanje sa zatvorenom

petljom ( 2 P ) . Upravljanje sa otvorenom petljom pretpostavlja se da su poznati (predviđeni)

početni uvjeti i poremećaji za koje je potrebno pronaći optimalnu vrijednost vektora

upravljanja (optimalnu putanju kretanja) )(* t u kao što je to prikazano na slici 1.7.

Slika 1.7. Upravljanje sa otvorenom petljom

Ova putanja upravljanja )(* t u se izračunava na početku i koristi se bez mjerenja i bilo kakve

povratne informacije iz procesa za slučaj otvorene petlje. Stoga bi neočekivan poremećaj

mogao onemogućiti upravljanje jer je upravljanje optimalno samo za putanju određenu napočetku procesa upravljanja.

Slika 1.8. Upravljanje sa zatvorenom petljom



16

Upravljanje sa zatvorenom petljom je bolje od upravljanja sa otvorenom petljom jer tijekom

cijelog perioda upravljanja pronalazi optimalna rješenja koja se primjenjuju na sve putanje

kojima upravlja vektor upravljanja )(* t u , tj. pronalazi funkciju R tako da je

t t x Rt u ),()(*

kako bi se minimizirala funkcija cilja J . Putanja vektora upravljanja )(* t u se ne određuje

samo na početku kao kod otvorene petlje nego se zakonitost ili politika upravljanja R

određuje u stvarnom vremenu na temelju najnovijeg stanja sustava jer se radi o zatvorenoj

petlji kod koje upravljanje ne ovisi o predviđenoj početnoj smetnji na putanji. Ovakav sustav

upravljanja omogućava oporavak sustava od negativnih utjecaja neočekivanih smetnji kao

što je prikazano na slici 1.8.

Teorija upravljanja nudi rješenja za upravljanje sa otvorenom i zatvorenom petljom. Problemupravljanje sa otvorenom petljom je jednostavniji za praktičnu primjenu. Upravljanje sa

zatvorenom petljom je preciznije ali zahtijevaju složenija izračunavanja. U praktičnim

problemima se koristi kombinacija sustava upravljanja sa otvorenom i zatvorenom petljom

uključujući hijerarhijsko upravljanje. U novije vrijeme za rješavanje problema upravljanja se

koristi umjetna inteligencija čime se smanjuje potreba za kompleksnim izračunima i skraćuje

vrijeme za donošenje upravljačkih odluka.

Treba naglasiti da stvarnovremensko upravljanje i općenito adaptivno upravljanje

prometom nisu isti pojmovi.

Svaki sustav upravljanja je u biti dinamičan ili stavrnovremenski. Kada poremećaji variraju

tijekom vremena sustav upravljanja odgovara na njih primjenjivim sustavom optimiranja ili

reguliranja.

Adaptivno upravljanje podrazumijeva zakone upravljanja koji podešavaju parametre sustava

u realnom vremenu izračunavajući ih tako da odgovaraju vremenski promjenljivim

procesima. Prema tome adaptivni sustavi upravljanja prometom ne predstavljaju sve

sustave upravljanja koji se prilagođavaju prometnoj situaciji nego sustave koji svoje

parametre prilagođavaju promjenljivim prometnim uvjetima. Tako na primjer sustaviupravljanja prometom mogu imati sposobnost učenja tako da mogu poboljšavati svoje

djelovanje tijekom vremena prilagođavajući se promjenama ponašanja sustava tijekom

vremena (adaptivni sustav). Okruženje vožnje i preusmjeravanja tokova može varirati od

jednog grada do drugog, pa generički sustavi upravljanja prometnim signalima će zahtijevati

fino podešavanje koje će odgovarati lokalnim uvjetima.



17

1.7. Upravljanje rizikom

Prometne nesreće uzrokuju opasnosti koje nisu pod nadzorom ili se njima na odgovarajući

način ne upravlja. Upravljanje rizikom je ključna zadaća bilo koje organizacije sustava

upravljanja sigurnošću. Korisnici zdravstvenih institucija i institucije nadležnih za sigurnost

prometa utječu na modele koji omogućavaju upravljanje sigurnošću. To zahtijeva jasnu

procjenu i upravljanje rizikom što predstavlja jednu od najkritičnijih faza podrške sigurnom

provođenju prometnih operacija.

Slika 1.9. Procjena rizika

Procjena rizika u cestovnom prometu obuhvata niz stručnih i znanstvenih aktivnosti kojima

se modelira i kvantificira rizik pojave nepoželjnih događaja u prometnom sustavu. Procjene

rizika mogu se temeljiti na različitim metodama analize što ovici o raspoloživosti podataka i

obuhvatu analize, informatičkoj podršci i vremenskim ograničenjima.

Uspješno upravljanje sustavom zahtijeva razvoj organizacije koja će podržavati sigurnost

sustava. Svi sustavi upravljanja zahtijevaju aktivno sudjelovanje svih uposlenika u pružanju

podrške sigurnosti sustava te vidljivo vodstvo sa menadžerom. Da bismo mogli koristiti

sustav upravljanja sigurnošću moramo razlikovati sljedeće pojmove:

- opasnost je sve što ima potencijal da uzrokuje štete, gubitak ili oštećenje prometne

infrastrukture i vozila, povređivanje ljudi te negativne utjecaje na okoliš

- opasne situacije nastaje kada osoba dođe u kontakt sa opasnosti

- rizik je vjerojatnost da će uzrokovati štetu ili gubitak zajedno sa težinom te štete ili

gubitka



18

- šteta je nepovoljan učinak na pojedinca koji može nastati zbog izlaganja opasnosti

- gubitak je oštećenje opreme, imovine ili okoliša koje može nastati zbog izlaganja

opasnosti

Prometni procesi su veoma dinamični i postoji stalna mogućnost nastanka nove

opasnosti. Ovaj dinamički aspekt prometnih operacija treba uzeti u obzir pri procjeni

rizika. Na temelju procjene rizika na prometnoj mreži potrebno je poduzimati

odgovarajuće upravljačke akcije kako bi se eliminirala opasnost ili smanjio rizik na

prihvatljivu razinu. Sistematično nadziranje sustava se mora provoditi kako bi se

procjenjivala učinkovitost upravljanja. Da bi se rizikom upravljalo na odgovarajući način,

upravljanje prometom treba provoditi uz praćenje opasnosti. Kad se rizikom ne upravlja

na odgovarajući način moraju se poduzeti odgovarajuće korektivne mjere i provoditi

kontinuirano nadziranje sustava.

Preventivne mjere za sprečavanje nastanka rizika

1. Izbjegavanje rizika : Prometnim planiranjem kojima se oprracije na

prometnoj mreži usklađuju sa stanjem na mreži provođenjem privremenih

upravljačkih aktivnosti utječu na smanjeje rizika.

2. Procjena neizbježnih rizika: Odabirom plana privremenoh upravljanja prometnim

operacijama nije moguće ukloniti sve opasnosti pa je potrebno procijeniti moguće

rizike, tako da upravljačke mjere mogu smanjiti rizik na prihvatljivu razinu( izvođenje

radova na uskom putu na kojem nema alternativnih pravaca).3. Smanjivanje uzroka rizika: Bolje dizajniranje prometne mreže i operacija može

umanjiti rizike što je učinkovitije nego ih rješavati kada se oni pojave na licu mjesta.

Realni cestovni prometni sustav ne može biti potpuno siguran i bez nepoželjnih

događaja, jer bi nastojanja da se postigne potpuna sigurnost stvorula nedopušteno

visoke troškove. U rješavanju tog problema treba primijeniti koncept i metode

prihvaćanja rizika, odnosno potrebno je upravljati rizikom.

Upravljanje rizikom je proces kojim mrežni operator na cestovnoj mreži, vlasnici,

inženjeri/menadžeri donose odluke koje su povezane sa sigurnosti, regulativama i

strukturom sustava uz prohvatljiv rizik.

Upravljanje prometnim procesima na cestovnoj mreži se može realiziratiprovođenjem

sljedećih upravljačkih akcija:

a/ upravljanje prometom na autocestama

-Mjerenjem ulaznim tokom na ulaznim rampama

-Promjenljivo ograničenje brzine

b/ urbana prometna mreža-Upravljanje prometnim signalima



19

- Pružanje prioriteta vozilima javnog prijevoza

c/ informiranje vozača i izbor rute

-Navigacija putnim računalom u vozilu

- Navigacija korištenjem VMS

d/ integriranje upravljanja prometom-Integriranje upravljanja prometom na urbanom području i autocestama

-Integracija upravljanja prometom na uatocestama (virtualni cestovni vlak)

-Integriranje dokumentacije i funkcija upravljanja

Poteškoće upravljanja prometnim procesima se ogledaju u operativnom pogledu

integriranja prometa, senzorima (gustoća senzora, pouzdanost, održavanje), smanjejeu jaza

između rezultata istraživanja i praktične promjene.

1. predavanje nirs-1

Documents