Preference veřejné dopravy

PREFERENCE VOZIDEL VEŘEJNÉ DOPRAVY NA KŘIŽOVATKÁCH

Princip řízení preferencí vozidel veřejné dopravy osob

Pro řízení preference vozidel veřejné přepravy osob (MHD i VLD)  je nutno, aby byla vyhodnocována pozice vozidla vůči křižovatce a na základě toho byl ovlivněn algoritmus řízení světelné signalizace na křižovatce (nejedná se zde o tzv. absolutní prioritu pro vozidla záchranné služby, hasičů či policie).

Algoritmus křižovatky může být ovlivněn tak, že v podstatě:
  • neprovede žádnou změnu (vozidlo nemá zpoždění či několik vozidel s preferencí z různých stran),
  • zkrátí dobu průjezdu tak, aby byl dříve uvolněn jiný směr,
  • prodlouží dobu průjezdu tak, aby v tomto směru ještě umožnil průjezd vozidla veřejné dopravy,
  • vloží cyklus nový, resp. změní pořadí cyklů,
  • v případě staničení (vozidlo čeká v zastávce před křižovatkou) zašle do vozidla informaci o chystané zelené pro zavření dveří a odjez vozidla ze zastávky,
  • systém přidělení zelené na zvláštních samostatných přejezdech.

Ovlivňování algoritmu se děje snímáním průjezdu vozidla v kontrolních bodech. Pro kvalitní řízení je nutno, aby kontrolních bodů průjezdu vozidla bylo více – např. přihláška, korekce přihlášky, odhláška, korekce odhlášky, staničení, apod., a aby se informace dostala do řadiče křižovatky včas. Je nutno si uvědomit, že vozidlo jedoucí rychlostí 50 km/h ujede za sekundu 13,89 m/s. Proto, bude-li přihlašovací bod např. 70 m před křižovatkou a vozidlo pojede rychlostí 50 km/h, pak vjede do křižovatky za 5 sekund.

Z praktických zkušeností z provozu plyne, že doba doručení zprávy z vozidla do řadiče křižovatky musí být do 0,5 sekundy po zjištění průjezdu kontrolním bodem (samotné zjištění polohy může být zpožděno o 1 sekundu díky způsobu vyhodnocování polohy systémem GPS – 1x za sekundu). Protože se mohou vyskytovat kolony vozidel před křižovatkou, je nutné, aby během průjezdu křižovatkou vozidlo s řadičem komunikovalo vícekrát a jeho poloha byla zpřesňována. S těmito dvěma faktory musí počítat navržený systém komunikace vozidlo-řadič.

Způsoby sledování polohy vozidla v kontrolních bodech jsou:
  • pomocí GPS modulu a řídicí jednotky s možností vyhodnocení pozice (dnes až s přesností GPS na 2,5 m) přičemž údaje o poloze vozidla se předávají radiovou cestou,
  • pomocí detekce průjezdu vozidla kontrolním bodem (kontaktní či bezkontaktní metody). Tento způsob je obvykle nákladnější, protože je nutno před křižovatkou budovat kontrolní průjezdné body (např. infračidla – vozidlo vysílá světelné infračervené kódy, která jsou v daném místě snímány a poté dopraveny např. kabelově do řadiče).
Možnosti řešení radiových přenosů:
  • pomocí indukčního automatického stavění výhybek systémem BSV - tj. metoda je vhodná zejména pro drážní vozidla (závislá trakce), které staví výhybky (nicméně, lze použít obecně). V radiovém rámci vysílaném z vozidla je nesena informace o preferenci. Přijímací smyčka musí být umístěna dostatečně daleko před křižovatkou (obvykle nepoužívá korekce polohy).
  • pomocí radiových přenosů na vyhrazeném radiovém kanálu v pásmu 170 MHz nebo 430 MHz a to v radiové síti TAIT nebo v naší radiové síti FD NET pomocí palubních počítačů EPIS 4.0x. Tento způsob umožňuje využít systému několika kontrolních bodů a vyžaduje pouze jednu radiostanici na vozidle.
  • pomocí radiových přenosů na vyhrazeném radiovém kanálu. Tato metoda vyžaduje použít ve vozidle další radiový modem v ceně obdobné jako v předchozím bodě a v případě podobných frekvencí i speciální anténní slučovače. Tento systém může být integrován do  naší radiové síti FD NET.
  • pomocí radiových přenosů ve volném pásmu – pro tento princip je nutno použít ve vozidle specializovaný modem pro řízení preference. Zde je nebezpečí, že v danou chvíli bude toto volné pásmo využívat jiný účastník, a proto je ve výsledku komunikace nezaručena.
  • Pomocí GPRS/UMTS přenosů - tuto metodu nedoporučujeme z důvodu nemožnosti zaručit komunikaci vozidlo – řadič křižovatky v požadovaném časovém intervalu.
  • Pomocí radiových přenosů přes systém TETRA – z praktického hlediska nemáme zkušenosti s rychlostí přenosu zpráv ze vozidlové stanice do řadiče křižovatky a zpět.
  • Pomocí infračervených majáků – metoda obdobná jako u našeho systému BSV. Vyžaduje však nové náklady na budování nového systému ve vozidle.

Zabýváme se řešením preferencí vozidel veřejné přepravy osob (MHD i VLD) na křižovatkách dlouhodobě, a to již od roku 2003 a výše uvedené třídění tak vychází z nich.

Preference MHD na křižovatkách pomocí systému BSV

Metoda přenosu informace pomocí indukčního systému bezkontaktního stavění výhybek BSV je založena na přenosu základní informace do křižovatky o vztahu vozidla k jízdnímu řádu. Tato informace je součástí každého přenášeného paketu z vozidla směrem do kolejiště (tramvaje) nebo k trolejovému vedení (trolejbusy). Spolu s informací o zpoždění je přenášena i informace o čísle vozu. Informace o zpoždění je získána z dat o poloze odesílaných na dispečink (tyto informace se po vozidlové sběrnici přenášejí každou 1 sekundu, resp. každých 10 sekund.

Přenáší se následující stavy vozidla k jízdnímu řádu:
  • vozidlo jede dle jízdního řádu - není třeba provádět preferenci (0 až -2 minuty),
  • vozidlo má mírné zpoždění - bude dobře, když řadič bude reagovat (-2 až -5 minut),
  • vozidlo vyžaduje preferenci - má zpoždění, kdy je nutno urychlit jeho průjezd křižovatkou (-5 až -10 minut),
  • rezervní stav nebo-li vozidlo má tak velké zpoždění, že je není třeba řešit.

Na straně řadiče křižovatky musí být přijímače a smyčky BSV a řídicí jednotka výhybek BSV-PU. Do řadiče křižovatky jsou pak přenášeny pomocí dvou jednobitových vstupů. V případě požadavku je možno i pomocí sériové linky předat číslo vozu.

Preference MHD na křižovatkách pomocí radiových přenosů

Metoda přenosu informace o poloze do řadiče křižovatky pomocí radiových přenosů na vyhrazeném kanálu je již součástí námi vyvinutého komplexního systému vozidla - palubního počítače EPIS 4.0X a námi dodávaného řízení radiové sítě FD NET. Touto metodou je možno ušetřit na vozidle další komunikační infrastrukturu a komunikace (hlasová i datová) včetně řízení křižovatek je řešena pomocí jedné radiostanice na vozidle, která musí mít rychlé přepínání kanálů. Toto řešení výrazně snižuje náklady, protože je již součástí dodávané technologie na vozidlo a nepotřebuje žádné dodatečné prostory na nové jednotky ve vozidle. Vytváření potřebných dat pro palubní počítač se provádí pomocí speciálního SW, který je již součástí dodávky a jehož ovládání je intuitivní.

Navržený komunikační protokol (samotný přenos dat) navazuje na doporučení RTIGT008-1.5 a vychází tak z mezinárodního standardu. Radiové řešení přenosu dat do řadiče křižovatky je dáno firemním protokolem a navazuje na chování radiové sítě FD NET. Princip zapojení systému je na následujícím obrázku:

Princip komunikace mezi vozidlem a křižovatkou v radiové síti FD NET (náš produkt včetně komunikačních protokolů).

Obr. č.1: Princip komunikace mezi vozidlem a křižovatkou v radiové síti FD NET (náš produkt včetně komunikačních protokolů).

Taktéž máme vyvinut systém řízení preferencí vozidel MHD v radiové síti od firmy TAIT. V tomto případě pro komunikaci využíváme předefinované chování radiostanice TM 8255.

Princip komunikace mezi vozidlem a křižovatkou v radiové síti TAIT.

Obr. č.2: Princip komunikace mezi vozidlem a křižovatkou v radiové síti TAIT.

Jednotky a systémy do řadičů křižovatek

Do řadičů křižovatek vyrábíme dva typy jednotek a systémů v závislosti na typu radiové síti, ve které jsou provozovány:

  • pro systémy v radiové síti TAIT, kde je řízení řešeno pomocí jednotek UCU 01 (univerzální komunikační jednotka) a pomocí radiové stanice TAIT s modulem THSD. Tento typ preferencí mají integrovány palubní počítače EPIS 4.0.
  • pro systémy v radiové síti FD NET, kde je řízení řešeno pomocí jednotek RMU 10 (radiomodem unit). Tento typ preferencí mají integrovány palubní počítače EPIS 4.0A.

Komunikační jednotka do řadiče křižovatek RMU 10

Námi vyráběná komunikační jednotka RMU 10 se skládá ze základního provedení radiostanice TAIT a námi vyráběné vestavné jednotky MRS 10, která je přímo instalovaná v radiostanici. Jednotka MRS 10 slouží ke zpracování povelů odesílaných z vozidla od palubního počítače EPIS 4.0A a jejich předání do řadiče křižovatky. Současně se chová jako rychlý radiový modem.

Ovládací a nastavovací prvky jsou:
  • DIP switch je použit pro nastavení adresy řadiče křižovatky.
  • USB vstup je určen pro přeprogramování FW interního modemu jednotky.

Na následujícím obrázku je přijímací jednotka určená do řadiče křižovatek pracující na vyhrazeném kanálu.

Modemová řídicí jednotka RMU 10 pro preferenci křižovatek pro řadiče křižovatek.

Obr. č.3: Modemová řídicí jednotka RMU 10 pro preferenci křižovatek pro řadiče křižovatek.

Program pro vytváření dat o křižovatkách – JunctionPrefEditor

Program SW JunctionPrefEditor slouží pro editaci údajů o křižovatkách, na jejichž základě je poté možno vytvářet vazby pro preference na křižovatkách. Další funkcí SW je vytvoření exportu ze sestavených dat pro palubní počítač EPIS 4.0A.

Chování vozidla na křížovatkách se zadává nad mapovým podkladem, ve kterém jsou zadány souřadnice zobrazené výseče mapy. Jednotlivé body jsou pak zadávány do mapy a jsou jim přidělovány funkce (např. přihláška, korekce přihlášky, apod..). K těmto bodům lze přiřadit i charakter jízdy vozidla (typ mezizastávkového úseku, typ preference, chování pro trakci, apod.).

Výsledkem této činnosti je soubor, který se pomocí potřebná data nahrají přes aktualizační systém vozovny do palubního počítače. Ten se pak chová dle pokynů zadaných pomocí programu JunctionPrefEditor. Veškerá komunikace palubního počítače s řadičem křižovatky je logována (včetně GPS polohy) a tak je možno zpětně po dálkovém vyčtení logů zkontrolovat, zda body byly správně zadefinovány, případně tyto data zkontrolvat s daty staženými s řadičů křižovatek.

Ukázka mapy s křižovatkami, které podléhají preferenci.

Obr. č.4: Ukázka mapy s křižovatkami, které podléhají preferenci.