Turinys
Įvadas…………………………………………………………………………………………………………….
Eismo reguliavimas ir valdymas……………………………………………………………………….
Centralizuotos eismo valdymo sistemos…………………………………………………………….
Žaliosis bangos……………………………………………………………………………………………….
Intelektualiosios transporto valdymo sistemos……………………………………………………
Transporto eismo jutikliai………………………………………………………………………………..
Vaizdo stebėjimo sistema…………………………………………………………………………………
Vairuotojų informavimo švieslentės………………………………………………………………….
Šviesoforinės signalizacijos įrenginių nuotolinio stebėjimo ir valdymo sistema……..
Išvada…………………………………………………………………………………………………………..
Literatūra………………………………………………………………………………………………………
Įvadas
Spartus automobilizacijos lygio kilimas visame pasaulyje neaplenkė ir Lietuvos. Šiandien Lietuvoje važinėja per 2 mln. transporto priemonių, o 1 000-čiui gyventojų lengvųjų automobilių tenka 450. Lengvasis automobilis – pati patogiausia transporto priemonė, nuvežanti jo savininką „nuo durų iki durų“, – esant šiandieniniam automobilizacijos lygiui, tapo daugiausia sudėtingų problemų, ypač miestuose, sukeliančia transporto priemone. Tai ištisą dieną nesibaigiančios transporto grūstys gatvėse ir sankryžose, automobilių stovėjimo aikštelių trūkumas (nėra kur pastatyti automobilio nei miesto centre, nei gyvenamajame rajone), gausūs eismo įvykiai su žuvusiaisiais ir sužeistaisiais, nekalbant apie nuolatinį transporto keliamą triukšmą ir oro teršimą automobilių išmetamomis dujomis.
Eismo organizavimo ir valdymo, gatvių ir sankryžų laidumo didinimo, eismo reguliavimo technikos įrengimo, eismo įvykių ir neigiamo aplinkos poveikio mažinimo bei daugybę kitų gatvių ir kelių inžinerijos problemų sprendžia eismo inžinerijos mokslo disciplina. Eismo inžinerijai pradžią davė 1931 m. JAV susibūrę šios srities specialistai, vėliau eismo inžinerijos problemų iškilo Didžiojoje Britanijoje, Vokietijoje.
Lietuvoje iki 1970-ųjų metų automobilizacijos lygis buvo neaukštas, todėl ir didelių eismo inžinerijos problemų nebuvo. 2002–2006 m. išaugus mūsų šalyje automobilizacijai iki Vakarų Europos šalių lygio, eismo inžinerijos problemos iškilo ir mūsų miestuose.
Eismo reguliavimas ir valdymas
Kai buvo nedaug automobilių, paprasčiausias eismo reguliavimo būdas buvo reguliuotojo mostai. Šio būdo privalumas – didelis lankstumas. Tačiau rankinis reguliavimas turi daug trūkumų:
a) kenksmingas sveikatai ir varginantis reguliuotojo darbas;
b) nėra galimybės koordinuoti kelių sankryžų darbo;
c) nevienodas įvairių reguliuotojų darbo efektyvumas;
d) netinka plačiose sankryžose ir esant dideliems automobilių srautams.
Rankiniam reguliavimui reikia daug žmonių. Be to, didėjant izoliuotai reguliuojamų sankryžų skaičiui, katastrofiškai mažėja transporto susisiekimo greitis. Tai reiškia, kad brangsta vežimai, gaištamas laikas. Be to, tokį monotonišką, nors ir gana sudėtingą darbą, be to, koordinuodama jį ištisose gatvėse, rajonuose ar miestuose, geriau už žmogų gali atlikti mašina, todėl rankinis reguliavimas šiandien neturi perspektyvų.
Pirmasis mechanizuoto gatvių eismo reguliavimo įrenginys buvo panaudotas 1868 m. Anglijoje: gatvėje prieš Parlamento rūmus buvo pastatytas geležinkelio semaforas, kurį valdė reguliuotojas. Toliau naudojant panašius įrenginius, tobulėjo reguliavimo technika, laikui bėgant atsisakyta geležinkelio semaforo, nes signalui perjungti reikėjo didelių fizinių pastangų ir laiko.
Ilgainiui pereita prie elektrinių reguliavimo įrenginių, pradžioje valdomų rankomis, o vėliau automatiškai. Įprastinis šiuo metu paplitęs šviesoforas paprastai susideda iš trijų vertikaliai išdėstytų sekcijų raudonam, geltonam ir žaliam signalui. Laikui bėgant buvo tobulinama šviesoforų elementų lempų, reflektinių stiklų, gaubtų, korpuso detalių konstrukcija. Lietuvoje pirmieji pokario metų šviesoforai šalyje buvo gaminami Kaune „Pirmūno“ fabrike. Vėliau Respublikoje buvo pradėti naudoti šiek tiek kitokie šviesoforai – AP-2 ir APM-2. Pirmasis šviesoforas buvo įrengtas 1913 m. Klivlende (JAV), o automatas šviesoforo ciklui valdyti sukurtas 1920 m. Detroite (JAV). Pirmosios pasaulyje automatizuotos eismo kontrolės sistemos rėmėsi šviesoforais ir buvo įdiegtos 1924 m. Berlyne ir Jungtinėse Valstijose. Pirmasis elektroninis eismo valdymo kompiuteris pradėjo veikti Europoje 1965 m., o 1976 m. „Siemens“ tapo viena iš pirmųjų kompanijų pasaulyje, pradėjusių taikyti mikroprocesoriais pagrįstą eismo kontrolės sistemą.
Centralizuoto eismo valdymo sistemos
Centralizuotos gatvių eismo valdymo sistemos pradėtos taikyti praeito šimtmečio šeštojo dešimtmečio pabaigoje JAV miestuose. Tuo metu Niujorke buvo 9000 šviesoforinių objektų, Los Andžele – 3000, Filadelfijoje–2500, Vašingtone–1000. Dideliuose Amerikos miestuose vienas šviesoforinis objektas tekdavo vidutiniškai 1 000 gyventojų.
Miesto centralizuotą eismo valdymo sistemą (CEV) sudaro: eismo šviesoforų valdikliai; eismo šviesoforai; automobilių eismo jutikliai; viešojo transporto prioritetų sistema; eismo valdymo centras; vairuotojų informavimo švieslenčių sistema; eismo stebėjimo sistema; informacinė sistema; greičio matavimo sistema.
Įdiegus miestuose CEV yra parenkami racionalūs optimalūs centralizuotos eismo valdymo sistemos ir šviesoforų valdiklių parametrai, optimizuojami maksimalūs eismo srautai mieste, eismas vyksta „žaliosios bangos“ principus kai kuriuose eismo koridoriuose.
Taikant centralizuotas eismo valdymo sistemas sutrumpėja transporto srautų prastovų prie sankryžų laikas, padidėja vidutinis automobilių srauto greitis. Miesto šviesoforų valdikliai sujungiami į vieną sistemą. Sumažėja tarša ir triukšmas mieste dėl mažesnių automobilių prastovų sankryžose, optimizuojama kelionės trukmė.
Pagerinamos eismo sąlygos viešajam transportui (autobusams, troleibusams) didinant jo susisiekimo greitį, suteikiant prioritetus sankryžose. Sudaromi prioritetiniai maršrutai specialiajam autotransportui (greitosios medicinos pagalbos automobiliams, gaisrinėms) kiekvienoje šviesoforais reguliuojamoje sankryžoje; vairuotojai yra informuojami realiuoju laiku naudojant kintamų pranešimų švieslentes gatvėse, pateikiama eismo sąlygų, optimalių maršrutų informacija internete. Didinamas saugumas stebint problemiškiausias sankryžas pro vaizdo stebėjimo kameras, operatyviai reaguojant į eismo sutrikimus, avarijas.
Žaliosios bangos
„Žalioji banga“ – tai sankryžų darbo režimų (signalinių programų) koordinavimas, kai tam tikroje gatvės ar gatvių atkarpoje signalinės programos koordinuojamos taip, kad transporto srautų pralaidumas pasirinkta kryptimi būtų didžiausias. Tai yra kai važiuojant rekomenduojamu greičiu „žaliosios bangos“ atkarpa pravažiuojama be sustojimų. Jeigu vairuotojai viršys leistiną greitį priartėję prie sankryžos, teks spausti stabdžių pedalą, nes dar gali degti raudonas šviesoforo signalas. Rekomenduojama laikytis leistino greičio, tada „žalioji banga“ bus efektyvi, o kelionė saugi. „Žaliosios bangos“ yra diegiamos ne visame mieste – jų poreikis yra nustatomas remiantis transporto judėjimu gatvėmis, o jį fiksuoja specialūs jutikliai. Kiekvienos „žaliosios bangos“ poreikis nustatomas remiantis transporto srautų duomenimis iš transporto srautų jutiklių (detektorių), kuria kryptimi jie yra didžiausi. Sukoordinuojant kelių šalia esančių sankryžų eismo reguliavimo ir valdymo programas į „žaliąją bangą“, pasiekiamas didesnis transporto srauto pralaidumas gatvėje ar atkarpoje. Tokie sankryžų tarpusavio veikimo koordinavimai daugiausiai pasiteisina, kai sankryžos nutolusios viena nuo kitos iki 1 km atstumu.
1 pav. Žalioji banga
Intelektualiosios transporto valdymo sistemos
Intelektualiosios transporto valdymo sistemos yra vientisos sistemos koncepcija, kurioje integruotos tokios sistemos: vaizdo stebėjimo, duomenų perdavimo, duomenų apdorojimo ir automatinio valdymo. Tokia sistema leidžia mažinti transporto kamščius, avaringumą ir oro taršą. Pagrindinę stebėjimo sistemos dalį sudaro vaizdo kameros ir specialios vaizdo signalo apdorojimo ir perdavimo plokštės, kurios yra montuojamos reikiamose kelio atkarpose ar sankryžose. Visa tai leidžia realiu laiku gauti informaciją apie eismo sąlygas dominančiose kelio atkarpose ir visą šią informaciją panaudoti transporto srautams valdyti. Visi signalai iš vaizdo kamerų perduodami į transporto srautus analizuojančias centrines
sistemas.
Veikimo principas. Viena pagrindinių intelektualios transporto valdymo sistemos sudedamųjų dalių yra duomenų apie transporto srautus surinkimo mechanizmas. Viena perspektyviausių duomenų surinkimo technologijų tai vaizdo stebėjimo sistema su skaitmeniniu vaizdo signalo apdorojimu. Pagrindinė vaizdo stebėjimo funkcija yra eismo stebėjimas, transporto srautų tam tikruose keliuose įvertinimas, transporto priemonių paieška. Ji veikia ir kaip prevencinė priemonė nuo transporto priemonių vagysčių ar kitų vandalizmo veiksmų. Sistemos pagrindą sudaro vaizdo kamera ir iš jos gauto vaizdo skaitmeninio apdorojimo įrenginys. Vaizdo stebėjimo sistemos su skaitmeninės ir vaizdo informacijos kombinacija yra kur kas pranašesnės už kitas informacijos apie transporto srautus surinkimo sistemas. Iškart centrinėje stebėjimo stotyje gaunamas vaizdo signalas leidžia operatoriui įvertinti, kaip veikia vaizdo apdorojimo sistema ir ar gaunama tiksli informacija. Vaizdo sistemos vienas pranašumų yra tai, kad galima automatiškai fiksuoti tam tikrus įvykius kelyje, pavyzdžiui, avarijas, sugedusius ar neleistinose vietose stovinčius automobilius.
• Automobilių transporto srautams stebėti vaizdo filmavimo kameros montuojamos tam tikrame aukštyje.
• Vaizdo kameros signalas naudojamas kaip detektavimo priemonė.
• Vaizdas apdorojamas tam tikromis VIP (Video Image Processor) plokštėmis.
• Vaizdo apdorojimo plokščių paleidimo metu uždedami tam tikri aktyvūs plotai (pavyzdžiui, ant kelio eismo juostos, žr. 2 pav.).
• Specialia programine įranga apdorojamas gaunamas vaizdo signalas aktyviuose ploteliuose pasirodžius automobiliui. Jis yra atpažįstamas ir detektuojamas.
• Naudojant tam tikrus algoritmus, gaunama įvairi reikalinga informacija.
• Komunikacijų plokštės apdorotus duomenis (skaitmeniniu būdu suspaustą vaizdą, duomenis apie
automobilių srautus, kiekius, aliarmus ir t.t.) turimais kanalais persiunčia į centrinį stebėjimo postą.
• Centrinėje stebėjimo stotyje stebimas vaizdas.
• Naudojantis gauta informacija apie transporto srautus, pagal tam tikrą logiką koreguojami šviesoforų valdiklių darbo parametrai.
• Pakoreguoti valdymo parametrai komunikacijomis perduodami valdikliams.
2 pav. Vaizdo analizė
Transporto eismo jutikliai
Transporto eismo jutikliai yra dviejų tipų: vaizdo jutikliai ir indukciniai jutikliai. Vaizdo jutiklių veikimo principas yra vaizdo atpažinimas. Vaizdo jutiklis – vaizdo kamera, kuri yra konfigūruojama naudojant specialią programinę įrangą. Programinės įrangos pagalba virtualiame gatvės paviršiuje yra nubrėžiama virtuali zona, kitaip sakant gatvės plotas atsakingas už transporto priemonės atpažinimą. Taip pat turi būti nurodyta transporto priemonių kryptis, kurią norima detektuoti. Programuojant vaizdo jutiklius būtina atsižvelgti ir į kitus veiksnius, tokius kaip: jutiklio jautrumas, padėtis, matymo kampas, atstumas iki važiuojamosios dalies, detektuojamos eismo juostos plotis. Tinkama vaizdo jutiklių priežiūra ir programinės įrangos atnaujinimas mažina transporto srautų skaičiavimo paklaidą.
3 pav. Transporto eismo jutikliai
Indukcinio jutiklio veikimo principas – elektromagnetinė detekcija, pravažiuojantis per indukcinį jutiklį, įpjautą kelio dangoje, automobilis generuoja elektromagnetinį impulsą, kuris yra apdorojamas sankryžos valdiklyje ir traktuojamas kaip automobilių srauto vienetas. Apdoroti duomenys yra siunčiami į eismo valdymo centro serverį. Visi duomenys, gauti iš jutiklių, yra saugomi serveryje ir naudojami eismo srautų analizei, planavimui bei optimizacijai.
Vaizdo stebėjimo sistema
Vienas iš efektyviausių eismo situacijos mieste stebėjimo būdų yra vaizdo stebėjimo sistema. Įrengtos vaizdo kameros sankryžose leidžia greitai ir operatyviai reaguoti į neordinarinę situaciją. Pagrindinė vaizdo stebėjimo sistemos funkcija – transporto mazgų stebėjimas ir analizė.
4 pav. Vaizdo stebėjimo sistema
Siekiant užtikrinti gerą vaizdo kokybę ir ryšio patikimumą, vaizdo signalai į eismo valdymo centrą yra perduodami optiniais kanalais. Eismo valdymo centre sumontuota visa vaizdo stebėjimui, vaizdo kamerų valdymui bei vaizdo archyvavimui reikalinga įranga. Sankryžose yra įrengtos stacionarios ir valdomos vaizdo kameros. Valdomos kameros leidžia stebėti sankryžą 360° kampu.
Vairuotojų informavimo švieslentės
Švieslenčių sistema yra grupė informacinių elektroninių skydų (ženklų) su kintančiu tekstu išdėstytų strategiškai svarbiose miesto vietose.
5 pav. Vairuotojų informavimo švieslentės
Pagrindinis vairuotojų informavimo švieslenčių sistemos tikslas – informuoti vairuotojus realiu laiku apie esamas eismo sąlygas, vykdomus kelio darbus, eismo ruožų ribojimus. Švieslenčių sistema yra grupė informacinių elektroninių skydų (ženklų) su kintančiu tekstu ( ang. VMS – variable message sign) išdėstytų strategiškai svarbiose miesto vietose. Švieslentės yra įrengtos pagrindinėse gatvėse važiuojant link miesto centro ir iš miesto centro. Ypač svarbu pateikti informaciją vairuotojams apie galimus eismo apribojimus ar transporto grūstis miesto gatvėse.
Šviesoforinės signalizacijos įrenginių nuotolinio stebėjimo ir valdymo sistema
Šviesoforinės signalizacijos įrenginių nuotolinio stebėjimo ir valdymo sistema (toliau EVC), suteikia galimybę atsakingoms už šviesoforų priežiūrą įmonėms, institucijoms kontroliuoti ir valdyti šviesoforinės signalizacijos įrenginių sistemas, pagerinant eismo sąlygas miestuose bei žymiai sumažinant šviesoforinės signalizacijos įrangos priežiūros bei techninio aptarnavimo kaštus.
Galimybės:
nuotoliniu būdu valdomas šviesoforų valdiklis, keičiami jo parametrai;
realiu laiku gaunama informacija apie šviesoforų valdiklio būklę, šalinami gedimai;
operatyviai valdoma eismo situacija sankryžose, mažėja transporto grūstys;
įrengus lanksčią (adaptyvią) eismo srautų valdymo sistemą optimizuojamas sankryžų pralaidumas, sumažinamas laukimo laikas;
galimybė sukurti „žalios bangos” koridorius.
Pagrindinio EVC lango pavyzdys pateiktas 6 paveiksle. Šį langą sudaro interaktyvi lentelė su operatyvine informacija apie sankryžų, pajungtų į sistemą, būklę. Taip pat iš šio lango galima pereiti prie informacijos apie sankryžose sumontuotą įrangą, jos parametrus, pereiti prie šviesoforų valdiklio valdymo, kitų šviesoforinės signalizacijos įrenginių būklės atvaizdavimo miesto žemėlapyje. Programa leidžia gauti įvairius statistinius duomenis apie sankryžose sumontuotos šviesoforinės signalizacijos įrenginių sistemos elementų darbą, transporto srautus, EVC vartotojo prisijungimus, atliktus pakeitimus ir kitą naudingą informaciją bei pakeisti šviesoforo valdiklių parametrus, pašalinti triktis, pakeisti, pakoreguoti eismo programas (darbo režimus), nuotoliniu būdu atlikti kitus būtiniausius šviesoforinės signalizacijos įrenginių techninio aptarnavimo darbus.
6 pav. Pagrindinis šviesoforinės signalizacijos įrenginių nuotolinio stebėjimo ir valdymo sistemos langas
Išvada
Taikant išmaniąsias transporto srautų valdymo sistemas: mieste sumažėja eismo spūstys, vairuotojai mažiau laiko praleidžia spūstyse, padidėja vidutinis automobilių srauto greitis, transporto priemonės suvartoja mažiau kuro, sumažėja miesto tarša ir triukšmas.
Literatūra
http://www.eismovaldymas.lt/produktai
http://www.sviesoforai.lt/
http://www.its-asociacija.lt/
http://www.alfa.lt/straipsnis/50062131/zaliosios-bangos-vilniaus-gatvese-ar-jos-egzistuoja-ir-kur-ju-ieskoti
https://docs.google.com/presentation/d/1Os17x647egS0cmcdJoazd-PBlImwjYdlT42y4T4IgbY/htmlpresent?hl=lt