Способ координированного регулирования движения подвижных единиц и устройство для его реализации

 

Способ координированного регулирования движения подвижных единиц и устройство для его реализации относится к области управления транспортом на городских магистралях. Изобретение направлено на создание координированного регулирования движения подвижных единиц на транспортных магистралях городов с разными расстояниями между светофорными объектами, как на улицах с односторонним, так и с двухсторонним движением, и, кроме того, позволяет водителям транспортных средств, повернувшим на магистраль с любых направлений, вписываться в значения расчетных скоростей перегона магистрали и проследовать в интервале зеленой фазы последующий светофорный объект и, как следствие, - увеличить пропускную возможность магистрали. Для этого в способе, основанном на определении величины средней расчетной скорости движения подвижных единиц на управляемом участке перегона между светофорными объектами и ее индикации посредством шифроуказателя, фиксируют момент времени начала занятости последующего светофорного объекта, отслеживают величину истекшего времени с момента начала занятости и определяют среднюю расчетную скорость движения подвижные единиц по разности минимального целесообразного времени проезда до последующего светофорного объекта и времени, истекшего с момента начала его занятости, а, затем задают посредством цифроуказателя каждой из подвижных единиц среднюю скорость их движения по управляемому участку перегона до последующего светофорного объекта, т.е. согласно моменту подъезда подвижной единицы к цифроуказателю и функциональному состоянию последующего светофорного объекта в этот момент. Датчик отслеживает и фиксирует момент начала занятости последующего светофорного объекта и по каналу связи управляющий сигнал передается на дешифратор команд, который запускает счетчик адресов и, в конечном итоге, из блока программ вызывает первую по расчету "нулевую" среднюю скорость, которая изображается на цифроуказателе. Затем, с суточных часов поступают сигналы заданной частоты на счетчик адресов, который увеличивает значение адреса на единицу, обеспечивая выбор значений скоростей записанных в блоке программ. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится км области координированного управления транспортом на городских магистралях.

Известен способ координированного регулирования транспортных потоков по так называемой "зеленой волне", /см. например, П.В.Рубашевский "Организация и регулирование уличного движения с применением автоматических средств управления" стр. 57 - 61, г. Москва, "Высшая школа", 1974 г.,/ основанный на предварительном выборе величин расчетной скорости движения от выбранного за начальный светофорного объекта /далее СО/ до последующего СО, предварительно определяют расчетное время движения транспортных единиц до последующего СО и через этот промежуток времени посредством устройства включает зеленый сигнал последующего СО. Затем начальный момент включения зеленого сигнала последующего СО /условно принятого за начальный/ принимают за точку отсчета для расчета времени движения транспортных средств до следующего СО и т.д.

Преимущества координированного регулирования движения транспортного потока по "Зеленой волне" очевидны. Транспортный поток движется равномерно, без остановок и рывков, меньше выхлопных газов в воздухе, увеличивается пропускная возможность магистрали. Но это присуще лишь в том случае, если водители, проезжая расстояние от одного СО до другого, точно укладываются в расчетный отрезок времени, в течение которого гарантируется безостановочный проезд соседних перекрестков.

Однако, при двухстороннем движении и неравномерных расстояния от одного перекрестка до другого, средняя рекомендуемая для данной магистрали скорость практически не обеспечивает безостановочное движение транспортного средства. Транспортные средства следующие к одному и тому же СО с противоположных направлений, при равной скорости движения, преодолевают перегоны от предыдущих перекрестков за разное время, что приводит транспортное средство к перекрестку при красном сигнале СО.

Удалось установить две попытки улучшить показатели управления СО по "Зеленой воде" /см. а. с. СССР N 353257, кл. G 08 Q 1/07, 1972 г. и а. с. СССР N 1705852, кл. G 08 Q 1/08, 1992 г./ не изменяя самого существа изложенного выше способа.

В первом случае вводится указатель скорости движения транспорта при управлении СО по "Зеленой волне", содержащий исполнительный блок с диодно-релейными каскадами, делитель частоты, подключенный к пересчетному блоку через контакты кнопки синхронизации исполнительного блока к сети переменного тока и цифроуказатель, при этом в цифроуказатель и исполнительный блок введены соответственно семистр и управляющее реле, причем входы цифроуказателя подключены к сети переменного тока, а выходы перечисленного блока соединены со входами исполнительного блока.

Использование данного изобретения частично улучшает "зеленую волну", так как проехав в прямом направлении очередной СО, водители транспортных средств получают более точную информацию о рекомендуемой средней расчетной скорости на перегоне до следующего СО и чаще безостановочно проследуют последующий СО магистрали. Кроме того, несколько повышается равномерность движения транспортного потока.

Однако, отмеченные выше положительные факторы исключительно присущи только для транспортных средств следующих по магистрали с системой "зеленая волна" и абсолютно не затрачивают транспортны й поток попадающий на магистраль с "зеленой волной" с поперечных направлений, т.е. водители транспортных средств следцующих с поперечных направлений к магистрали с "зеленой волной" не вписываются в значения расчетных скоростей в заданных пределах перегона и в большинстве своем к последующему СО попадают на красный сигнал СО.

Описанное выше техническое решение не может функционировать на магистралях города не оборудованных системой "зеленая волна", что значительно ограничивает возможность его использования.

Кроме того, в данном техническом решении совершенно не объясняется способ определения рекомендуемой скорости движения и позволяет только допустить, что в начале зеленой фазы СО, который миновало транспортное средство, на цифроуказателе изображаются значения скоростей несколько ниже средней расчетной скорости из предположения, что повернувшие на магистраль транспортные средства приедут раньше необходимого к последующему СО и будут стоять у пересечения, а в конце зеленой фазы скорость дается выше средней расчетной, чтобы несколько поторопить транспортные средства с целью лучшего использования зеленой фазы последующего СО данного цикла.

Во втором случае излагается более точный способ определения средней расчетной /рекомендуемой/ скорости движения, но без учета наличия очередного СО и его определенного режима функционирования.

На стоящее изобретение направлено на создание координированного регулирования движения подвижных единиц на транспортных магистралях города, которое позволило бы водителям транспортных средств, повернувших на магистраль с поперечных направлений, вписываться в значения расчетных скоростей перегона магистрали, оборудованной "зеленой волной" и проследовать в интервале "зеленой фазы" последующий СО, и как следствие, увеличить пропускную возможность магистрали.

Кроме того, изобретение направлено на создание системы регулирования движения транспортных средств, которая могла бы функционировать на транспортных магистралях не оборудованных системой типа "зеленая волна", в том числе с двухсторонним движением и разной длиной перегонов, что делает ее более гибкой и универсальной.

Согласно изобретению технический результат достигается тем, что способ координированного регулирования движения подвижных единиц, основанный на определении величины средней расчетной скорости движения подвижных единиц на управляемом участке перегона между светофорными объектами и ее индикации посредством цифроуказателя, отличающийся тем, что фиксируют момент начала занятости последующего светофорного объекта, отслеживают величину истекшего времени с момента начала занятости и определяют среднюю расчетную скорость движения по разности минимального целесообразного времени проезда до последующего светофорного объекта и времени истекшего с момента начала его занятости.

В результате проведенного поиска было установлено, что для реализации изложенного способа по существу поставленных задач и требуемых для этого элементов, наиболее близким аналогом является устройство для регулирования движения по патенту США N 1421232, кл. G 08 G 1/00, 1976 г., содержащее дешифратор, цифроуказатель и запоминающее устройство.

С учетом всего изложенного предлагается устройство для координированного регулирования движения подвижных единиц, содержащее цифроуказатель, дешифратор и блок программ, отличающееся тем, что оно содержит часы суточного времени, счетчик адресов и датчик отслеживания включенный в цепь питания лампы соответствующего сигнала светофорного объекта, последующего по ходу движения подвижных единиц, выход датчика отслеживания через канал связи соединен с первым входом дешифратора, второй вход которого соединен с первым выходом часов суточного времени, второй выход которых соединен с первым входом счетчика адреса, соединенного вторым входом с первым выходом дешифратора, второй выход которого и выход счетчика адреса соединены соответствующими входами блока программ, выход которого соединен с входом цифроуказателя.

Таким образом, введение датчика отслеживания в последующем СО, фиксирование с помощью этого датчика момента начала занятости именно последующего СО и дальнейшее определение /в зависимости от величины истекшего времени м зафиксированного момента начала данной занятости СО/ множества целесообразных скоростей движения позволяет информировать водителей подвижных единиц о потребной скорости движения на диапазоне всей длительности цикла последующего СО.

Такой подход к определению массивов целесообразных скоростей и размещение цифроуказателя скоростей в максимальном приближении к предыдущему СО делает существенным только моменты появления транспортного средства по времени у цифроуказателя скоростей и совершенно не имеющим значения с каких /прямых или поворотных/ направлений то или иное транспортное средство поступило на перегон, находилось ли оно перед этим в системе "зеленая волна" или вне ее.

Способ координированного регулирования движением подвижных единиц заключается в следующем.

Согласно предписанию Государственной автомобильной инспекции назначается максимально допустимая скорость проезда / v^max_гаи / предварительно выбранного /в границах перегона между соседними СО/ управляемого участка на перегоне длинной L_у - например, 40, 45, 50, 60, 65,..., 90 км/час.

Определяется минимальное допустимое расчетное время / τ^рас_min / проезда управляемого участка.

Измеряется длительность цикла работы СО с разделением цикла на две части, а именно: где τ_{свободного СО} = τ_{зеленого сигнала}; (2) Формируется минимальное целесообразное время проезда управляемого участка как сумма минимально допустимого расчетного времени проезда и времени занятости СО, а именно По величине минимального целесообразного времени проезда определяется наименьшая допустимая из совокупности наибольших целесообразная скорость движения τ^цел_min^{есообр.} = τ^рас_min^ч. + τ_{занятости СО} (3) принимаемая за "нулевую" - V₀.

Далее, по разности минимального целесообразного времени проезда и времени истекшего с момента начала занятости последующего СО /с определенным шагом по времени, например, 2, 4, ... , сек., и прироста скорости в 1, 2, 3, 4, 5 км/час /определяется все множество приемлемых/ по признаку проезда в момент свободного СО/ с последующим разумным разделением по n блокам скоростей движения в интервале от "нулевого" - V_0,i,для назначенного i-го блока, до максимально допустимого, /например, V_0,i = 35, V_1,i = 36,..., V_j,i = v^max_min = L_y/τ^цел_min^{есообр.} 46, . . . , v^max_гаи = 60 км/час/ и записывается в блок программ, из которого в зависимости от сигнала светофора расчетные скорости изображаются на табло индикации цифроуказателя.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ.

Устройство содержит светофорный объект 1, датчик отслеживания 2 работы светофорного объекта, канал связи 3, соединяющий дешифратор команд 4, часы суточного времени 5, счетчик адресов 6, блок программ 7, содержащий запись нескольких определенным образом составленных блоков расчетных скоростей, цифроуказатель 8 и командный пункт 9.

Устройство работает следующим образом.

Датчик отслеживания 2 фиксирует момент начала занятости последующего светофорного объекта 1 и подает по каналу связи 3 управляемый сигнал на дешифратор команд 4, который своим сигналом запускает счетчик адресов 6, ставит его в "нулевое" положение и из блока программ 7 вызывает первую по расчету "нулевую" рекомендуемую скорость, которая изображается на цифроуказателе 8. Затем с суточных часов 5 поступают сигналы с заданной частотой /1, 2, 3,... сек/ на счетчик адресов 6, который увеличивает значение адреса на единицу, чем обеспечивает выбор значений скоростей записанных в блоке программ 7.

Кроме того, часы суточного времени 5 по определенной программе выдают сигналы на дешифратор 4, переключающий страницы блока программ 7, в которых записаны определенным образом сформированные массивы рекомендуемых скоростей в зависимости от времени суток.

Предлагаемый способ координированного регулирования движением подвижных единиц и устройство для его реализации позволяет водителям транспортных средств, попадающих на магистраль с поперечных направлений вписываться в значения расчетных скоростей указываемых на табло цифроуказателя и проследовать в интервале зеленой фазы последующего светофорного объекта и, как следствие, увеличить пропускную возможность магистрали.

Кроме того, предложенный способ позволяет регулировать движение транспортного потока на магистралях городов не оснащенных системами типа "зеленая волна", в том числе на улицах с двусторонним движением при разных длинах перегонов между СО, что значительно упрощает и удешевляет системы регулирования движения на магистралях городов, а также обеспечивает регулярность движения пассажирского и маршрутного авто- и электротранспорта в городах и автомобильного транспорта в карьерах.

Формула изобретения

1. Способ координированного регулирования движения подвижных единиц, основанный на определении величины средней расчетной скорости движения подвижных единиц на управляемом участке перегона между светофорными объектами и ее индикации посредством цифроуказателя, отличающийся тем, что фиксируют момент начала занятности последующего светофорного объекта, отслеживают величину истекшего времени с момента начала занятости и определяют среднюю расчетную скорость движения по разности минимального целесообразного времени проезда до последующего светофорного объекта и времени, истекшего с момента начала его занятости.

2. Устройство для координированного регулирования движения подвижных единиц, содержащее цифроуказатель, дешифратор и блок программ, отличающееся тем что оно содержит часы суточного времени, счетчик адресов и датчик отслеживания, включенный в цепь питания лампы соответствующего сигнала светофорного объекта, последующего по ходу движения подвижных единиц, выход датчика отслеживания через канал связи соединен с первым входом дешифратора, второй вход которого соединен с первым выходом часов суточного времени, второй выход которых соединен с первым входом счетчика адреса, соединенного вторым входом с первым выходом дешифратора, второй выход которого и выход счетчика адреса соединены с соответствующими входами блока программ, выход которого соединен с входом цифроуказателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1