Приоритет городского общественного транспорта на перекрестках

ПРИОРИТЕТ ГОРОДСКОГО ОБЩЕСТВЕННОГО ТРАНСПОРТА НА ПЕРЕКРЕСТКАХ

Принцип управления приоритетным проездом городского общественного транспорта

Для управления приоритетным проездом городского общественного транспорта (Городской общественный транспорт и Маршрутный общественный транспорт) необходима оценка места расположения транспортного средства по отношению к перекрестку, оказывающая влияние на алгоритм управления световой сигнализацией на перекрестке (в данном случае не идет речь о т. н. абсолютном приоритете для транспортных средств скорой помощи, пожарной службы или полиции).

Алгоритм перекрестка может изменяться так, чтобы:

  • не проводить никаких изменений (транспортное средство не опаздывает по графику, или в случае наличия нескольких транспортных средств с приоритетным проездом из разных сторон);
  • сократить время проезда так, чтобы скорее освободить другую полосу;
  • продолжить время проезда с тем, чтобы еще дать возможность городскому общественному транспорту проехать в данном направлении;
  • вставить новый цикл, или изменить порядок циклов;
  • в случае стояния (транспортное средство ожидает на остановке перед перекрестком), переслать транспортному средству информацию о близящемся зеленом сигнальном цвете для закрытия двери и отъезда транспортного средства от остановки;
  • система предоставления зеленого цвета  на отдельных особых переездах.

Алгоритм меняется вследствие фиксирующей съемки проезда транспортного средства через контрольные точки. Для качественного управления необходимо, чтобы контрольных точек проезда транспортного средства было больше – например, вход, коррекция входа, выход, коррекция выхода, стояние, и т. д. – а также чтобы регулятор перекрестков своевременно получал информацию. Необходимо помнить, что транспортное средство, едущее со скоростью 50 км/час, за секунду проезжает 19,89 м. Поэтому, если точка входа будет находиться на расстоянии, например 70 м перед перекрестком, а скорость движения транспортного средства будет 50 км/час, то для въезда на перекресток потребуется 5 секунд.

Основываясь на практическом опыте, можно сказать, что время отправки сообщения от транспортного средства к регулировщику движения должно быть менее 0,5 секунды после фиксации проезда через контрольную точку (само определение позиции может опаздывать на 1 секунду, ибо частота осуществляемой оценки позиции системой GPS – 1 раз в секунду. Поскольку могут возникать транспортные колоны перед перекрестком, необходимо, чтобы во время проезда через перекресток транспортное средство связывалось с регулятором большее количество раз, а его позиция постоянно уточнялась. Спроектированная система коммуникации «транспортное средство–регулятор» должна принимать во внимание два вышеуказанных фактора.

Существуют следующие способы определения позиции транспортного средства в контрольных точках:

  • с помощью GPS модуля и модуля управления с возможностью оценки позиции (на сегодняшний день с точностью до 2,5 м для GPS), причем данные о позиции транспортного средства передаются с помощью радиосвязи;
  • с помощью фиксации проезда транспортного средства через контрольную точку (контактные и бесконтактные методы). Данный способ обычно является наиболее дорогим, поскольку необходимо устанавливать перед перекрестком контрольные точки проезда (напр. инфра-датчики – транспортное средство отправляет световые инфракрасные коды, которые в данном месте считываются и отправляются по кабелю к регулятору).

Способы передачи данных по радиосети:

  • с помощью индукционного автоматического перевода стрелок системой BSV – т. е. в отправляемых с транспортного средства радиосигналах содержится информация о приоритетном проезде. Метод больше подходит для рельсовых транспортных средств (зависимая тяга), которые переводят стрелки, тем не менее, его можно использовать и во всех иных случаях. В отправляемых с транспортного средства радиосигналах должна содержаться информация о приоритете. Приемная антенная петля  должна находиться на достаточно большом расстоянии перед перекрестком (обычно коррекция позиции не применяется).
  • с помощью передачи радиосигналов по отдельным радиоканалам в диапазоне 170 МГц, или 430 МГц  в радиосети ТАІТ, или в нашей радиосети FD NET с помощью  бортовых компьютеров EPIS 4.0x. Данный способ позволяет использовать систему нескольких контрольных точек и требует наличия всего лишь одной радиостанции в транспортном средстве.
  • с помощью передачи радиосигнала по определенному радиоканалу. Этот метод требует использовать в транспортном средстве дополнительный радиомодем по цене, аналогичной в предыдущем пункте, а в случае подобных частот и специального антенного соединителя. Данная система может быть интегрирована в нашу радиосеть FD NET.
  • с помощью передачи радиоданных в свободном диапазоне – для данного принципа необходимо использовать в транспортном средстве специальный модем для регулировки приоритетного проезда. В данном случае существует опасность, что в этот момент тем же свободным диапазоном будет пользоваться другой участник движения, потому в результате отсутствует гарантия связи.
  • с помощью GPRS/UMTS передачи данных – но мы не рекомендуем данный метод по причине невозможности обеспечить коммуникацию  транспортное средство–регулятор перекрестка в требуемом временном интервале.
  • с помощью радиопередачи данных через систему TETRA – с точки зрения практики у нас нет опыта работы с соответствующей скоростью передачи сообщений транспортной станции к регулятору и назад.
  • с помощью инфракрасных маяков – метод, аналогичный нашей системе BSV. Требует новых затрат на создание новой системы в транспортном средстве.

Мы длительное время, начиная с 2003 года, занимаемся задачей приоритетного проезда общественного транспорта на перекрестках.

Приоритетный проезд Городского общественного транспорта на перекрестках с помощью систем BSV

Метод передачи информации с помощью индукционной системы бесконтактного перевода стрелок BSV заключается в передаче информации о соответствии расположения транспортного средства на перекрестке согласно расписанию. Данная информация является частью каждого передаваемого пакета от транспортного средства по направлению к рельсам (трамваи) или к троллейбусным линиям (троллейбусы). Вместе с информацией об опоздании передается также информация о номере транспортного средства. Информацию об опоздании получаем из отправляемых в диспетчерскую данных о позиции (данная информация передается по шине транспортного средства ежесекундно, или же каждые 10 секунд).

Передаются следующие данные о соответствии нахождения транспортного средства расписанию:

  • транспортное средство едет согласно расписанию – нет потребности в приоритетном проезде (от 0 до минус 2 минут);
  • транспортное средство идет с незначительным опозданием – хорошо, если регулятор будет реагировать (от минус 2 до минус 5 минут);
  • транспортному средству необходим приоритетный проезд – опаздывает настолько, что необходимо ускорить его проезд через перекресток (от минус 5 до минус 10 минут);
  • резервное состояние, или же транспортное средство опаздывает настолько, что отпадает потребность решать данную проблему.

Со стороны регулятора перекрестка должны быть приемники и петли BSV и модуль управления стрелок BSV-PU, которые монтируются к регулятору перекрестка с помощью двух отдельных входов. В случае необходимости существует возможность передать номер транспортного средства с помощью серийной линии.

Приоритетный проезд Городского общественного транспорта с помощью радиопередачи данных

Метод передачи информации к регулятору перекрестка с помощью радиопередачи отдельным каналом является частью спроектированной нашей компанией комплексной системы транспортных средств – бортового компьютера EPIS 4.0X и поставляемого нашей компанией системы  регулирования радиосети FD NET. С помощью данного метода можно сэкономить на транспортном средстве и другой коммуникационной инфраструктуре и на связи (голосовой и иной передаче данных), включая регулировку перекрестков, осуществляемой посредством  одной радиостанции на транспортном средстве, в которой должны быстро переключаться каналы. Данное решение значительно снижает расходы, поскольку является частью поставляемой технологии и не требует наличия какого-либо дополнительного пространства для нового модуля в транспортном средстве. Необходимые данные для бортового компьютера создаются с помощью специального ПО, которое частью поставки входит в комплект. Управление данным ПО является весьма интуитивным.

Спроектированный протокол связи (собственная передача данных) основывается на рекомендациях RTIGT008-1.5 и таким образом соответствует международному стандарту. Решение радиопередачи данных к регулятору перекрестка определяется фирменным протоколом (см. Рис. 1):

Рис. 1: Принцип осуществления связи между транспортным средством и перекрестком в радиосети FD NET (наша продукция, включая протоколы связи).

Рис. 1: Принцип осуществления связи между транспортным средством и перекрестком в радиосети FD NET (наша продукция, включая протоколы связи).

Также мы разработали систему управления приоритетным проездом Городского общественного транспорта в радиосети от компании TAIT. В данном случае мы используем предопределенные свойства радиостанции TM 8255.

Рис. 2: Принцип осуществления коммуникации между транспортным средством и перекрестком в радиосети TAIT.

Рис. 2: Принцип осуществления коммуникации между транспортным средством и перекрестком в радиосети TAIT.

Модули и системы для регуляторов перекрестков

Для регуляторов перекрестков мы изготавливаем две разновидности модулей и систем в зависимости от типа радиосети, в которой они работают:

  • для систем в радиосети TAIT, где регулировка проводится с помощью модулей УКМ 01 (универсальный коммуникационный модуль) и с помощью радиостанции TAIT с модулем THSD. Данный тип для соответствующих приоритетов встроен в бортовые компьютеры EPIS 4.0.
  • для систем в радиосети FD NET, где регулировка осуществляется с помощью модулей RMU 10 (radiomodem unit). Данный тип для соответствующих приоритетов встроен в бортовые компьютеры EPIS 4.0A.

Блок связи для регулятора перекрестков RMU 10

Изготавливаемый нашей компанией блок связи RMU 10 состоит из базовой комплектации радиостанции  TAIT и встроенного модуля MRS 10, который установлен прямо в радиостанции, также изготавливаемой нашей компанией. Модуль MRS 10 используется для обработки команд, отправляемых к регулятору перекрестка с бортового компьютера EPIS 4.0A транспортного средства. Также он работает как быстрый радиомодем.

Элементы управления и настройки:

  • DIP switch (DIP-переключатель) используется для настройки адреса регулятора перекрестка.
  • USB-вход предназначен для перепрограммирования FW прошивки внутреннего модема.

На следующем рисунке изображен приемный блок, предназначенный для регуляторов перекрестков, работающих на отдельном канале.

Рис. 3: Модемный блок управления RMU 10 для приоритетного проезда на перекрестке для регулятора перекрестков.

Рис. 3: Модемный блок управления RMU 10 для приоритетного проезда на перекрестке для регулятора перекрестков.

Программа для создания данных о перекрестках – JunctionPrefEditor

Программа SW JunctionPrefEditor служит для редактирования данных о перекрестках, на основании которых можно создавать связи для приоритетного проезда на перекрестках. Другой функцией ПО является создание экспорта из собранных данных для бортового компьютера EPIS 4.0A.

Поведение транспортного средства базируется на картографических данных, в которых заданы координаты отображенного сектора карты. Конкретные точки вводятся в карту и им присваиваются функции (например, вход,  коррекция входа, и т. д.). В данных точках можно также учесть характер движения транспортного средства (тип отрезка между остановками, тип приоритетного проезда, поведение для тяги и т. д.).

Результатом такой деятельности является файл, который с помощью необходимых данных записывается через систему обновлений депо в бортовой компьютер, работа которого соответствует инструкциям, заданным с помощью программы JunctionPrefEditor. Вся коммуникация бортового компьютера с регулятором перекрестка авторизируется (включая GPS позицию) и таким образом можно в обратной последовательности проверить данные на правильность задания всех точек или сравнить эти данные со скачанными с регулятора перекрестков данными.

Рис. 4: Пример карты с перекрестками, имеющими приоритетный проезд.

Рис. 4: Пример карты с перекрестками, имеющими приоритетный проезд.