Řízení dopravyksvi.mff.cuni.cz/~holan/1503012dopravni_telematika.pdf · 2015-03-26 · dopravní...
TRANSCRIPT
1 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Řízení dopravy
K620 – ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY ČVUT FD, Konviktská 20, Praha 1
Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Doc. Ing. Tomáš Tichý, Ph.D.
2 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Obsah prezentace
Hierarchická struktura telematického systému
Rozvoj dopravy
Způsoby řízení dopravy ve městě
Princip řízení dopravy na křižovatce osazené SSZ
Řízení v oblasti – plošná a liniová koordinace
Příklady řízení dopravy
Preference MHD
Simulace dopravy
Přehled systémů řízení dálnic
Liniové řízení dopravy
Mýto
Dopravně informační systémy a jejich technologie
Kongesce/nehody – identifikace excesů
Kooperativní systémy, inteligentní vozidlo, inteligentní dálnice
3 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Laboratoř řízení a modelování dopravy
TAČR – ALFA – NOMŘÍZ, ZET, SIRID, UNIR
Vybavení detektory – grant od ČVUT
Simulační SW – grant od ČVUT
Řízení a modelování v intravilánu
Řízení dopravy v extravilánu
Dopravní průzkumy
Poradenství v dopravním řízení
Studie řízení dopravy
Vybavení SW + PC, Řadič C940
Spolupráce s dalšími ústavy, fakultami, universitami
www.lss.fd.cvut.cz/ustav/laboratore/laborator-rizeni-a-modelovani-dopravy/laborator-rizeni-a-modelovani-dopravy
4 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Hierarchická struktura telematického systému
5 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Architektura městského systému řízení dopravy
Úroveň útvaru – města
Úroveň oblasti
Úroveň uzlu
6 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Schéma telematického subsystému DMM
7 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Schéma telematického subsystému DMD
8 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Schéma ekologického managementu
9 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Rozvoj dopravy v ČR
zdroj: TSK-ÚDI Praha 2013
zdroj: TSK-ÚDI Praha 2013
Růst silniční dopravy v ČR o 26% od roku 2000
Růst silniční dopravy v Praze o 33% od roku 2000
Růst automobilové dopravy o 12% od roku 2000
Automobilizace v Praze - 1 vozidlo na 1,6 obyvatele
Omezení dopravy v centru
Rozvoj obchodních center
Výstavba okruhů měst – vnitřní, vnější
Vývoj intenzity automobilové dopravy v Praze a v ČR
Vývoj stupně automobilizace
10 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Základní problémy řízení dopravy ve městě
Omezená infrastruktura města – (soukromé pozemky)
Výstavba komerčních center
Výstavba kancelářských center
Objízdné trasy
Pěší vazby
Cyklistická doprava
Ekologická zátěž
Jízda MHD
Kapacita silniční sítě
11 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Kapacita komunikace
Tvorba kolon – nekapacitní komunikace
Nehodovost, zranění, náklady
Informovanost o stavu komunikace
Znalost dojezdových časů
Informace o zaparkování
Informace o času příjezdu MHD
Reakce systému řízení
Včasné předání informace
Telematické aplikace
12 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Oblasti rozvoje telematiky
Řízení provozu na městských komunikacích
Bezpečnostní a záchranné systémy
Dohledové a varovné systémy
Poskytování dopravních informací
Správa dopravní infrastruktury
Zařízení ve vozidlech
Parkovací systémy
Veřejná doprava
Elektronické platby
Přeprava nákladů
Sběr a správa dat
Mýtný systém
13 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Řízení dopravy v Praze
Integrace technologií
9 Oblasti řízení
Otevřené rozhraní
Sběr DI dat
Monitorování technologií
Ovlivňování dopravy
Nadstavbový systém
14 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Inteligentní dopravní systémy v Praze
•Světelně řízených křižovatek – 626 ks
•Přechodů pro chodce – 125 ks
•Preference MHD – pasivní 174 ks, aktivní 180ks
•Strategické detektory – 194ks
•Oblastní ústředny - 11ks
•ZPI – 58ks
•Úseková rychlost – 31 úseků
•Jízda na červenou - 16 lokalit
•Cestovní informace – 16 úseků
•P+R – 16 parkovišť – 3008 stání
•Tunelové systémy – 6 tunelů + 1 v přípravě
•Management města – dopravní scénáře
15 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Řízení křižovatek SSZ
Detektory
Umístění křižovatka – místní detektory
komunikace – vybraný řez
strategické – širší použití
Alternativní detekce plovoucí vozidla
vozidla taxi
vozidla MHD
Informace účastníci dopravního provozu - rádio
státní správa + IZS – policie, hasiči
dopravní firmy
16 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Řízení křižovatek SSZ
Dynamické řízení
Časově závislé řízení
Pevný signální plán
Fáze celočervené
Preference MHD
Zelená v hlavním směru
Blikavá žlutá
Na výzvu
Preference IZS
17 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Způsoby řízení oblasti
Centralizovaná inteligence řízení – spočívá ve vyhodnocení všech detektorů v oblasti a optimalizačním výpočtu pohybu vozidel. Na základě výpočtů se v reálném čase mění řízené parametry.
∆Tc, ∆Toff, ∆Tg, ∆Fskl
Tento způsob řízení je technicky a ekonomicky náročný. Příkladem on-line řízení je systém SCOOT (Split, Cycle and Offset Optimisation Technique) v Aberdeen a Londýně – Velká Británie a Nijmegen – Nizozemí, a systém SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System) v Oakland County – Austrálie.
18 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Způsoby řízení oblasti
Decentralizovaná inteligence řízení – dopravní uzel reaguje okamžitě na stavy dopravy. Vyšší úrovní je řídící počítač ve funkci koordinátora jednotlivých uzlů sítě. Decentralizovaná inteligence řízení sbírá data od všech detektorů a podle momentální dopravní situace mění délky cyklu, skladbu fází, případně délky zelených.
∆Tc, ∆Toff, řadič - ∆Tg, ∆Fskl
Více světelných signalizačních zařízení je sdruženo do oblastí uspořádaných liniově nebo plošně a jsou řízeny adaptivně v určitém časovém rastru pohybující se od 10 do 30 min. Příkladem tohoto řízení je systém MOTION (Method for the Optimisation of Traffic Signals In On-line controlled Networks) a TASS (Traffic Actuated Signalplan Selection), které se uplatňují v Evropě (Německo, Rakousko) a jsou nasazeny i první aplikace v ČR (Praha)
19 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Řízení oblasti
Monitorování stavu SSZ
Vizualizace SSZ
Řízení SSZ
Prioritní trasy
Sběr DI dat
Archivace a zpracování dat
Hlášení poruchy
Rozhraní na další systémy
20 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Řízení z úrovně města – vizualizace
21 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Řízení oblasti Prahy 5 – Smíchova
Řízení vstupů – TASS
Řízení oblasti – MOTION
Taktiky v oblasti – CIM
Informování řidičů – PIT
Další systémy řízení dopravy
TASS
MOTION +
CIM
PIT
22 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Pasivní preference – trolejové kontakty
Aktivní preference – bezdrátová komunikace
Inteligentní zastávky
On-line informace
Jízdní řády
Čas příjezdu a odjezdu
Preference MHD
23 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Preference MHD
Pasivní preference – využívají ji převážně tramvaje pomocí trolejových kontaktů nebo autobusy, které využívají smyčkové detektory. Nevýhodou této preference může být nevhodné umístění trolejových kontaktů případně smyčkových detektorů. Trolejové kontakty patří mezi nejpoužívanější pasivní detektory využívané k preferenci MHD
24 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Tunelové systémy
Integrace 2004
Strahovský tunnel 1997
Tunnel Mrázovka 2004
Zlíchovský tunel 2002
Tunnel Letná 2002
Tunnel Těšnov 2000
25 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Vstupy pro simulaci
MIKRO Simulace se skládá z několika dílčích modelů
Dopravní infrastruktura
Intenzita a skladba dopravního proudu
Prvky aktivního řízení dopravy (SSZ, tunely)
Intenzita pěších a jejich chování na přechodech
Provoz hromadné dopravy
MAKRO Simulace dále zahrnuje
Urbanistické členění města, demografické údaje
Předpoklady o dopravní poptávce a nabídce
26 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Možnosti využití simulace
Plánování dopravy
Využití při vytváření územního plánu
Stanovení potřebné kapacity komunikace
Hledání optimálního vedení dopravy
Stanovení těžišť dopravy
Posouzení dlouhodobé kapacitní dostatečnosti
Posouzení vhodné konfigurace křižovatky
Posouzení návrhu dopravního řešení (SSZ)
Hledání optimální alternativy
Z dostupných alternativ řešení výběr nejvhodnější
Široké spektrum kritérií
Na základě dílčích výstupů zlepšování řešení
Sestavování alternativ je finančně méně nenáročné
Využití simulace pro hledání kritických míst v oblasti
Místa s nízkou dopravní kapacitou - vznik kongescí
Místa se sníženou bezpečností účastníků provozu
Místa s nedodržováním dopravních předpisů
27 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Evropská síť v ČR
zdroj: ŘSD 2011
28 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Dopravní síť ČR
zdroj: ŘSD 2011
29 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Systémy řízení provozu na dálnicích resp. obecně na liniových komunikacích
Liniové řízení dopravy (RLTC – Road Line Traffic Control)
Inteligentní dálnice
Inteligentní vozidlo
Řízení vjezdu na dálnici (Ramp metering)
Řízení dávkováním vozidel
Preference vozidel s vyšší obsazeností (HOV lanes)
Řízení změnou organizace dopravy
Dopravně informační systémy
Není zde přímé řízení, ale ovlivňují provoz
30 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Principy liniového řízení dopravy
Regulace rychlosti pomocí PDZ v závislosti na hustotě provozu, neočekávaných událostech na komunikaci nebo povětrnostních podmínkách
Homogenizace dopravního proudu
Informování řidičů o náhlých změnách v dopravní situaci před nimi
Omezování jízdy kamionů v levém jízdním pruhu při vysokých intenzitách provozu, krizových situacích nebo nepříznivých povětrnostních podmínkách
Svedení dopravy mimo jízdní pruh neprůjezdný z důvodu mimořádné události
31 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Přínosy liniového řízení dopravy
Zvýšení kapacity komunikace (praxe … až o 15 %)
Snížení rizika nehody (praxe … pokles nehod až o 30 %)
Eliminace rizika druhotné nehody
Zkrácení jízdních časů a zvýšení plynulosti provozu
Snížení negativních vlivů dopravy na životní prostředí
Portály liniového řízení dopravy:
D1 (směr Praha) 11 portálů
SOKP (směr Plzeň) 16 portálů
SOKP (směr Brno) 18 portálů
32 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Základní koncept dopravně informačního systému
sběr distribuce
Vstupy Výstupy
Společné zpracování dat - Filtrace
- Kódování
- Databáze
- Predikce
jednotné informační
a telekomunikační prostředí
Měřená data - Dopravní senzory
- Senzory počasí
Verbální informace - Hlášení policie
- Hlášení obyvatel
- Hlášení servisu
Databáze - Veřejná doprava
- Uzávěry
Informace pro celý dopravní proud - ZPI (PIT)
Informace pro individuální vozidla - Navigace (RDS/DAB)
- GSM – SMS, MMS, WAP
- Rozhlas, televize
- Internet, kiosky
33 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Druhy dopravně informačních systémů
Zelená vlna – rozhlasové vysílání, verbální podoba, bez prognózy
RDS-TMC – rozhlasové vysílání, kódový přenos zpráv, bez prognózy
PIT, vozidlové displeje – doby jízdy, kongesce, nehody, uzavírky, práce na silnici, atd.
Sofistikované systémy – dynamické a detailní informace
Vozidlové displeje nebo displeje mobilních zařízení ve vozidlech
Oboustranná komunikace mezi vozidlem a informačním centrem
Poloha vozidel, trasy, doby jízdy, délky stání, počet zastavení, atd.
Propojení s řídicími systémy – využití reálných informací z vozidel pro řízení dopravy
Propojení s navigačními systémy – vyhledání alternativních tras v digitální mapě
Informace před jízdou – informační kiosky, Internet, televize
34 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
DIC – Dopravní informační centrum
Integruje dopravní technologie
Sbírá dopravní data a informace
Poskytuje dopravní informace
Ovlivňuje dopravu
35 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Mýto
36 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Technologie - EFC
DSRC – Dedicated Short Range Communication – mikrovlny či infračervené pásmo mezi OBU a infrastrukturou
GSM-GPS – Global System for Mobile Comunication – Global position System – poloha určována na základě GPS – GNSS-CN
LSVA – Švýcarský systém – OBU s vázaná s tachografem – korekce i pomocí GPS
Závorové systémy
Dálniční známky – časové na vyhrazených komunikacích
Bez poplatku – daně – silniční, z pohonných hmot, DPH
37 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Prodejní místa
Vjezd /Výjezd
Portál - platba
Mobilní kontrola
Sekce platby
Portál kontroly
Centrum
Portál - platba
Základní uspořádání EFC - DSRC
EFC – Electronic Fee Collection
38 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Základní uspořádání EFC - DSRC
RSE jednotka
Operátor
Finanční
management
OBU
Platební karta
Infrastruktura vozidlo DSRC
Laserový scaner
3D rozpoznávání vozidla včetně klasifikace a získávání dat o rychlosti
39 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Základní uspořádání EFC - GNSS
GSM sít
Operátor
Finanční
management
OBU
Platební karta
Infrastruktura vozidlo
DSRC kontrola
GSM GNSS
40 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Přehled systémů FCD v zahraničí
41 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Dálniční síť ČR
zdroj: ŘSD 2011
42 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Typy dle dynamiky vývoje
Dopravní excesy I. druhu – kongesce
Dopravní excesy II. druhu – nehody
Identifikace dopravních excesů – dopravní modely
Zjišťování kongescí Klasifikátory dopravy
Odhadování nehod Přímé metody (videodetekce)
Nepřímé metody
Dopravní detektory
Algoritmy a modely
Identifikace na dálnicích je oproti městu snadná a přesnější
Pokud nastane nehoda a systém ji rozpozná, je možná zpětná vazba pro řidiče pomocí liniového řízení a zařízení pro provozní informace – dopravní proud pak může být na příštím sjezdu odkloněn a směrován jinou trasou
Dopravní excesy
43 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Inteligentní vozidlo ADAS – Advanced Driver Assistance Systems
Systém pro podporu řízení vozidla Možné funkce
Monitorování stavu vozovky Detekce překážek Sledování délkového odstupu Noční vidění Vedení vozidla ve stopě Automatické brzdění před překážkou Automatizované předjíždění Varování při při neúmyslném vybočení z jízdního
pruhu Varování o možné kolizi s vozidlem vpředu Adaptivní tempomat (virtuální vlak) Natáčení světel do zatáčky Asistent dálkových světel Identifikace mikrospánků (sledování očí) Rozpoznávání dopravních značek Detekce chodců
Komunikace inteligentního vozidla
Komunikace s řídicím centrem Komunikace v rámci kooperativních systémů
44 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Literatura
Přibyl P.: Řídicí systémy silniční dopravy, skripta ČVUT, 2003
Přibyl P., Svítek M.: Inteligentní dopravní systémy, BEN, 2002
Přibyl P.: Inteligentní dopravní systémy, skripta ČVUT, 2004
Tichý T.:Řídicí systémy dopravy – Dopravní telematika, ČVUT 2004
www.lss.fd.cvut.cz/members/tichy/dokumenty-k-vyuce
www.silmos.cz
www.rsd.cz
45 Dopravní telematika – aplikace v řízení dopravy
Řízení dopravy
K620 – ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY ČVUT FD, Konviktská 20, Praha 1
Děkuji za pozornost
Doc. Ing. Tomáš Tichý,Ph.D.