Řízení dopravy. Doc. Ing. Tomáš Tichý, Ph.D. K620 ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY. Dopravní telematika aplikace v řízení dopravy

Transkript

1 Řízení dopravy Doc. Ing. Tomáš Tichý, Ph.D. K620 ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY ČVUT FD, Konviktská 20, Praha 1

2 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 2

3 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 3

4 Hierarchická struktura telematického systému 4

5 Architektura městského systému řízení dopravy Úroveň útvaru města Úroveň oblasti Úroveň uzlu 5

6 Schéma telematického subsystému DMM 6

7 Schéma telematického subsystému DMD 7

8 Schéma ekologického managementu 8

9 Rozvoj dopravy v ČR Vývoj intenzity automobilové dopravy v Praze a v ČR Vývoj stupně automobilizace 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 9

10 Základní problémy řízení dopravy ve městě Omezená infrastruktura města (soukromé pozemky) Výstavba komerčních center Výstavba kancelářských center Objízdné trasy Pěší vazby Kapacita silniční sítě Cyklistická doprava Ekologická zátěž Jízda MHD 10

11 Kapacita komunikace Tvorba kolon nekapacitní komunikace Nehodovost, zranění, náklady Informovanost o stavu komunikace Znalost dojezdových časů Informace o zaparkování Informace o času příjezdu MHD Telematické aplikace Reakce systému řízení Včasné předání informace 11

12 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 12

13 Řízení dopravy v Praze Integrace technologií 9 Oblasti řízení Otevřené rozhraní Sběr DI dat Monitorování technologií Ovlivňování dopravy Nadstavbový systém 13

14 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 14

15 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 15

16 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 16

17 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 online 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. 17

18 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) 18

19 Řízení oblasti Monitorování stavu SSZ Vizualizace SSZ Řízení SSZ Prioritní trasy Sběr DI dat Archivace a zpracování dat Hlášení poruchy Rozhraní na další systémy 19

20 Řízení z úrovně města vizualizace 20

21 Řízení oblasti Prahy 5 Smíchova Řízení vstupů TASS PIT Řízení oblasti MOTION TASS Taktiky v oblasti CIM Informování řidičů PIT MOTION + CIM Další systémy řízení dopravy 21

22 Preference MHD Pasivní preference trolejové kontakty Aktivní preference bezdrátová komunikace Inteligentní zastávky On-line informace Jízdní řády Čas příjezdu a odjezdu 22

23 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 23

24 Tunelové systémy Tunnel Letná 2002 Tunnel Těšnov 2000 Strahovský tunnel 1997 Tunnel Mrázovka 2004 Zlíchovský tunel 2002 Integrace

25 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 25

26 Možnosti využití simulace Plánování dopravy Hledání optimální alternativy 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) 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 26

27 Evropská síť v ČR zdroj: ŘSD

28 Dopravní síť ČR zdroj: ŘSD

29 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 29

30 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 30

31 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 31

32 Základní koncept dopravně informačního systému Vstupy Výstupy Měřená data - Dopravní senzory - Senzory počasí Verbální informace - Hlášení policie - Hlášení obyvatel - Hlášení servisu sběr Společné zpracování dat - Filtrace - Kódování - Databáze - Predikce distribuce Informace pro celý dopravní proud - ZPI (PIT) Informace pro individuální vozidla - Navigace (RDS/DAB) Databáze - Veřejná doprava - Uzávěry jednotné informační a telekomunikační prostředí - GSM SMS, MMS, WAP - Rozhlas, televize - Internet, kiosky 32

33 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 33

34 DIC Dopravní informační centrum Integruje dopravní technologie Sbírá dopravní data a informace Poskytuje dopravní informace Ovlivňuje dopravu 34

35 Mýto 35

36 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 36

37 Základní uspořádání EFC - DSRC EFC Electronic Fee Collection Centrum Prodejní místa Mobilní kontrola Vjezd /Výjezd Portál - platba Portál - platba Portál kontroly Sekce platby 37

38 Základní uspořádání EFC - DSRC Infrastruktura DSRC vozidlo RSE jednotka OBU Laserový scaner 3D rozpoznávání vozidla včetně klasifikace a získávání dat o rychlosti Operátor Finanční management Platební karta 38

39 Základní uspořádání EFC - GNSS Infrastruktura vozidlo GSM sít GSM OBU GNSS kontrola Operátor DSRC Platební karta Finanční management 39

40 Přehled systémů FCD v zahraničí 40

41 Dálniční síť ČR zdroj: ŘSD

42 Dopravní excesy 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 42

43 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 43

44 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

45 Řízení dopravy Děkuji za pozornost Doc. Ing. Tomáš Tichý,Ph.D. K620 ÚSTAV DOPRAVNÍ TELEMATIKY ČVUT FD, Konviktská 20, Praha 451