Universitatea Politehnica din Bucuresti

Facultatea Transporturi

Sisteme de prioritizare

a traficului in intersectii

Indrumator:

Florin Nemțanu

Student:

Badea Teodor Mihail

Sisteme cu inteligenta distribuita ( UTOPIA/SPOT)

Sistemul UTOPIA (Urban Traffic Optimisation by Integrated

Automation) reprezintă o strategie de management al traficului rutier

urban ce combină optimizarea la nivel local, caracterizată de viteza de

răspuns ridicată la schimbările de trafic, cu interactiunea puternică cu

celelalte intersectii şi optimizarea globală pe arii extinse.

Optimizarea la nivel local facilitează adaptarea unui sistem de

prioritizare a transportului public urban, datorită vitezei de răspuns, ceea

ce este mai greu realizabil cu o configuraţie centralizată, mai ales în mari

aglomerări urbane unde transportul public este bine reprezentat şi cererea

de prioritate la semafoare ar putea sufoca sistemul de calcul centralizat.

Optimizarea la nivel local reprezintă o funcţie obiectivă de analiză

a costurilor, ce încorporează termeni de calcul pentru întârziere şi opriri la

stop de pe legăturile care aduc şi eliberează trafic din intersecţia în cauză,

termeni legaţi de analiza cozilor de vehicule etc. Toţi aceşti termeni sunt

configurabili şi au ponderi diferite, ce se pot adapta funcţie de

caracteristicile legăturilor sau a ariei supravegheate. Există, de exemplu,

ponderi separate pentru traficul privat faţă de cele pentru transportul

public. Prin introducerea de termeni care reprezintă costuri pe aceste

legături, se reuşeşte coordonarea în ansamblu, intercorelat, a mai multe

intersecţii înlănţuite. Intensitatea acestei interacţiuni poate fi configurată

după dorinţă în cadrul sistemului UTOPIA. Mecanismul este, de asemenea,

utilizat pentru funcţionalităţi de tip “gating”, adică de permitere a

accesului pe artere principale pe ferestre scurte de timp, pe baza

determinării golurilor între vehiculele care circulă în coloană. Optimizarea

la nivel local se realizează pentru fiecare intersecţie în incremente scurte

de timp, iar optimizarea la nivel de zonă utilizează o scară mai mare de

timp.

O reţea poate fi divizată într-un număr arbitrar de zone. La limitele

acestor zone, interacţiunea dintre intersecţiile învecinate poate

coordona în mod selectiv diferitele zone.

Detectia traficului

Din punct de vedere general, estimarea densităţii traficului necesită

detectoare de trafic (de tip buclă electromagnetică sau de alte tipuri):

• La intrarea în intersecţie, pe fiecare bandă, pentru măsurători de densitate trafic şi modelare cozi de vehicule;

• La ieşirea din intersecţie, pe fiecare bandă de circulaţie,

pentru estimarea parametrilor dinamici (procente de viraje, rapoarte

părăsiri legătură etc.).

Acolo unde sistemul UTOPIA controlează mai multe intersecţii pe un

coridor sau o reţea de intersecţii adiacente, detectoarele de la ieşirile

fiecărei intersecţii din amonte se comportă ca detectoare de intrare pentru

intersecţiile din aval. În această situaţie, informaţiile de la detectoare sunt

distribuite în mod automat prin reţeaua de comunicaţii a sistemului şi nu

este nevoie de secţiuni dublate pentru măsurători.

Detectoarele trebuie astfel amplasate încât să nu fie influenţate

de traficul staţionar generat de prezenţa cozilor de vehicule la

semafoare. În plus, pentru identificarea traficului de pe fiecare bandă în

mod separat este nevoie să se amplaseze câte un detector pe fiecare bandă.

Numărul de vehicule şi gradul de ocupare reprezintă principalele

informaţii furnizate de fiecare detector.

Din punct de vedere practic, nu toate mişcările vehiculelor necesită

monitorizare şi nu toate benzile trebuie echipate cu detectoare: numai

acele mişcări în care volumele de trafic trebuie optimizate şi nu sunt

neglijabile, ele variind pe durata unei zile. Acolo unde volumele de trafic

sunt neglijabile (nu este afectat procesul de optimizare), sau unde

acestea pot fi definite prin valori medii zilnice, nu este necesară

amplasarea de detectoare de trafic.

Strategia de optimizare

Cele mai importante elemente în realizarea optimizării traficului

sunt estimarea şi predictia. UTOPIA-SPOT utilizează tehnici

avansate în combinaţie cu configuraţii flexibile de detecţie, precum şi

date istorice ce permit dirijarea traficului şi în absenţa funcţionării

detectoarelor, utilizând istoricul nivelurilor de trafic înregistrate la

aceleaşi date şi/sau în aceleaşi condiţii. Realizarea optimizării la nivel

local are şi un alt mare avantaj, atât pentru sistemul de reglare a

traficului, cât şi pentru cel de management al transporturilor publice: nu

încarcă reţeaua de comunicaţii cu mesaje, întrucât o bună parte din

calculele de optimizare se realizează local, fără a mai fi nevoie să se

transmită datele prin sistem. În acest mod este micşorată şi durata de

răspuns.

UTOPIA/SPOT este o strategie de control al semnalelor de trafic

dezvoltată de Mizar Automazione din Torino, Italia şi a fost instalată

pentru prima dată în intersecţiile din Torino. SPOT este utilizat acum în

mai multe oraşe din Italia şi, de asemenea, din Olanda, SUA,

Polonia, Norvegia, Finlanda, Suedia, România şi Danemarca.

UTOPIA/SPOT a fost comercializat la început de Peek Traffic, până

când SWARCO Traffic Management Division a cumpărat Peek

(Scandinavia) şi a moştenit drepturile de comercializare ale sistemului

UTOPIA.

Exemplu de retea redusă de tip UTOPIA-SPOT

Există o funcţie separată pentru monitorizarea vehiculelor destinate

transportului public în reţea: locatorul transportului public. Pe baza informaţiilor

de la diferite tipuri de detectoare şi pe baza estimării duratelor de călătorie ale

acestui tip de vehicule, sunt predicţionate momentele sosirii acestora la

intersecţii. Şi la noi în ţară este instalat un sistem similar, pe linia de metrou

uşor 41 şi în reţeaua BTMS (Bucharest Traffic Management System), care conţine

peste 150 de intersecţii centralizate.

În general, optimizarea tradiţională a reţelelor de drumuri şi intersecţii

trebuie să se bizuie în primul rând pe măsurători ale traficului în reţea. Apoi este

calculat un optim la nivelul reţelei, de exemplu pentru pe durata unui ciclu de

semnalizare, pentru toată zona. În zonele controlate de sistemul UTOPIA-SPOT

optimizările se fac însă mai întâi la nivelul fiecărei intersecţii şi apoi la nivelul

zonal. La nivelul intersecţiei optimizarea consideră că intersecţiile învecinate

interacţionează cu intersecţia în cauză; în principiu, fiecare intersecţie îşi

calculează propria optimizare şi ciclurile pot varia de la o intersecţie la alta.

Un element tehnic semnificativ al sistemului SPOT este că acesta a fost

proiectat iniţial pentru a acorda prioritate vehiculelor de transport public. Ideea

care stă la baza sistemului SPOT este ca acesta să execute calculele pentru

ajustarea duratelor de semnalizare (setarea semafoarelor), în timp real, cu

scopul de a minimiza „costul” socio-economic total al sistemului de trafic.

Principalele „costuri” sunt produse de întârzierile şi de opririle

vehiculelor. Pentru a acorda prioritate pentru autobuze şi tramvaie, acestor

vehicule le-au fost asociate costuri mai mari.

Sistemul SPOT are nevoie de bucle detectoare la începutul fiecărei

legături, pentru a număra vehiculele de pe fiecare bandă.

SPOT este un modul ce conţine un program special, care operează pe un procesor separat, conectat la automatul de trafic al semaforului printr-o interfaţă dedicată;

procesorul poate fi realizat pe o placă de cablaj separată sau poate fi parte a unui

PC industrial complet. Echipamentele SPOT din fiecare intersecţie schimbă

informaţii cu cele învecinate lor, folosind un sistem de tip AVL pentru

monitorizarea transportului public, comunicând în acelaşi timp cu un program la

nivel central. În UTOPIA-SPOT pot fi distinse trei niveluri:

• nivelul central de calcul, • automatul de trafic • semafoarele.

Principiul de organizare pentru SPOT

Unitatea SPOT este integrată în automatul de trafic şi se ocupă de

optimizarea locală. În consecinţă, partea inteligentă a UTOPIA este concentrată

strict în stradă. În acest mod este posibilă construirea treptată a unei reţele

zonale, prin conectarea unităţilor SPOT la diverse intersecţii. De aici rezultă că

nu este necesar de la început calculatorul central, folosit în principal pentru

supraveghere şi monitorizare. Rezultatele au demonstrat că atunci când este

vorba de mai mult de 10 intersecţii, este recomandabil să se conecteze la unităţile

SPOT un sistem central.

Pentru a se permite automatelor de trafic să răspundă la situaţia reală, este

necesară realizarea comunicaţiei între intersecţia controlată şi intersecţiile

vecine. Această reţea este totodată capabilă să comunice cu alte sisteme, cum

ar fi sistemele de indicare dinamică a parcărilor sau cu cele de informare

dinamică în staţiile de autobuze.

Elemente caracteristice ale strategiei

UTOPIA-SPOT

Faţă de alte sisteme, UTOPIA realizează optimizarea chiar la nivel local, în

intersecţie, ceea ce aduce beneficii mari în privinţa timpului de răspuns şi a

reducerii nivelului de date transmis prin reţeaua de comunicaţii.

Prin urmare, costurile instalării unui astfel de sistem se reduc din aceste

puncte de vedere. În plus, sistemul SPOT a fost conceput pentru a realiza

managementul cererilor de prioritate în intersecţii pentru mijloacele de transport

în comun.

Sistemul SPOT are scopul de a minimiza timpul total consumat de vehiculele

private în timpul călătoriei lor, ţinându-se cont de condiţia ca vehiculele de

transport public (pentru care se solicită o prioritate ponderată) să nu oprească în

intersecţiile semaforizate.

Descompunerea problemei este realizată folosindu-se o regulă topologică:

pentru fiecare intersecţie din reţeaua controlată este definită câte o sub-problemă.

Apoi sunt create: un control robust al răspunsului pentru intersecţie şi reguli

consistente pentru interacţiunea dintre intersecţii. Pentru a se garanta stabilitatea şi

fiabilitatea la nivel reţea, interacţiunile sunt definite cu un nivel superior sau

printr-un plan temporal de referinţă.

Pentru fiecare intersecţie sau zonă semaforizată (o zonă este formată din mai multe

intersecţii conectate) operează un sistem de control local, care

interacţionează cu sistemele locale ale intersecţiilor învecinate, la nivel zonal.

Intersecţia este privită ca un sistem dinamic discret, în care timpul este

subdivizat în trepte de trei secunde, iar topologia este modelată după modelul de

intersecţie descris mai jos. La nivel local, reţeaua rutieră este reprezentată printr-

un set de intersecţii şi artere controlate, o arteră fiind porţiunea de drum orientat

dintre două intersecţii.

Componenta elementară a modelului este“legătura”.

Legătura reprezintă o entitate logică definită prin gruparea mişcărolor tuturor

vehiculelor de pe artere care au aceleaşi faze favorabile de semaforizare şi care

permit deplasări cu aceleaşi conflicte în intersecţie. Fiecare legătură aparţine unei

artere, iar o arteră poate genera mai multe legături, în funcţie de virajele pe arteră

permise, de configurarea semaforului şi de regulile de trafic din intersecţie.

Pentru fiecare cantitate sau parametru legat de arteră, sunt definite o cantitate sau

un parametru pentru legătură, corelate cu o regulă de corespondenţă. Ca rezultat,

modelul de intersecţie utilizat de controlul local este format în principal din

legături care corespund arterelor de intrare. Elementele implicate în model sunt:

• Virajele permise; • Fluxurile de satura{ie (pe fiecare viraj); • Durata parcurgerii legăturii pentru traficul privat; • Timp de traversare al intersec{iei pentru traficul privat (pe viraj); • Capacitatea legăturii; • Regulile de coresponden{ă arteră/legătură; • Conectarea cu intersectiile adiacente controlate.

Controlul local este format din două modele principale ce interacţionează între

ele: "observatorul stării intersectiei" şi "controlul intersectiei" (numite în

continuare "observator" şi "controler”).

Observatorul actualizează cea mai bună estimare a stării intersecţiei, pe

baza tuturor datelor disponibile: numărători de trafic şi starea grupului de

semafoare. Elementele de stare ale intersecţiei sunt vehiculele ce trebuie servite

pentru fiecare legătură de intrare, În această definire a stării intersecţiei, vehiculele de transport public sunt tratate în acelaşi mod ca vehiculele private.

Previziunile asupra momentului de sosire al vehiculelor de transport

public cărora trebuie să li se acorde prioritate sunt realizate de automatul de

trafic. La sfârşitul fiecărui ciclu de semaforizare (definit aici ca o secvenţă

de faze şi nu ca durată fixă) este realizat un echilibru între toate legăturile de

intrare, cu scopul de a se verifica estimarea de stare realizată şi, dacă este

necesar, pentru a se actualiza starea finală şi a se îmbunătăţi estimarea

parametrilor intersecţiei (procentajul de viraje, fluxurile de saturaţie, surse şi

scăderi de trafic).

Controlerul determină planul de semnalizare ce trebuie aplicat

semafoarelor. Ordinele de start şi stop sunt date pentru fiecare grup de

semnale, inclusiv pentru grupurile de semnale pietonale. Acest lucru este

realizat prin optimizarea unei funcţii corespunzătoare, adaptată la situaţia

de trafic curentă din intersecţie. Optimizarea este realizată pe un orizont

de timp pentru următoarele 120 se secunde şi este repetată la fiecare trei

secunde. Configurările optime de semnal rezultate funcţionează efectiv

numai pentru trei secunde. Controlul în buclă închisă obţinut în acest

mod poate fi privit ca un “Control al răspunsului în buclă deschisă” sau

ca o aplicaţie a conceptului de “Orizont infinit”.

Pentru garantarea optimizării şi corectitudinii controlului la nivel

reţea, funcţia (de exemplu funcţia cost) optimizată de controler a fost

proiectată prin adoptarea conceptului „unei interacţiuni strânse”: funcţia ia

în considerare starea intersecţiilor adiacente, astfel menţinând o capacitate

de construire în buclă închisă a unei coordonări dinamice a semnalelor, şi se

află sub restricţiile impuse de limitele date de controlul la nivel zonal

(rămânând în acelaşi timp sensibilă la criteriile dependente de trafic).

Diagrama functională a sistemului

SPOT Elementele care intră în determinarea

costurilor sunt:

• Timpul consumat de vehicule la parcurgerea legăturilor de intrare;

• Numărul opririlor pe legăturile de intrare. Prin opriri sunt

definite vehiculele care sosesc la linia de stop atunci când există

coloană de vehicule;

• Coloane în exces pe legăturile de intrare (acest termen ia în calcul

coloanele care depăşesc pragul de sigurantă, prag proportional cu

capacitatea maximă a legăturilor);

• Timpul consumat pe legăturile de ieşire de către vehiculele care ies

din intersectie (Aceşti termeni controlează principiul „interactiunii strânse”

la nivel de intersectie. Ei asigură pentru intersectie coordonarea controlului

şi stabilitatea acestuia la nivel regional);

• Timpul consumat de vehiculele de transport public ce trebuie să primească

prioritate în intersectie;

• Deviatii de la planul de referintă comandate de nivelul central (acest

element controlează „interactiunea strânsă” cu nivelul regional şi permite

ca gradul de interactiune dintre cele două niveluri să fie schimbat în mod

dinamic); • Deviatii de la setarea semnalelor decisă la iteratia anterioară (acest

element contribuie la fluenta controlului regional).

Algoritmul încearcă să adapteze strategia de control la planul de referinţă.

Strategia de control decisă la iteraţia precedentă este deplasată spre orizont în

conformitate cu timpul trecut de la calculul precedent (de obicei 3 secunde).

Algoritmul tratează vehiculele de transport public în perspectivă. Strategia de

control astfel obţinută este apoi adaptată pentru a crea o fereastră de verde

care să acopere timpii de sosire predicţionaţi. Este aplicată o metodă euristică,

ce minimizează timpul pierdut pentru vehiculele de transport public.

Ultima treaptă o reprezintă optimizarea analitică. Un algoritm modifică

strategia euristică pentru prima parte a orizontului („orizont de buclă închisă”),

minimizând funcţia incrementată cu un cost „previzionat”. Acest termen

suplimentar alocă un cost modificărilor care pot apare în strategia deja

definită în a doua parte a orizontului („orizont de buclă deschisă”), cu scopul

de a se conforma strategiei în buclă închisă şi a respecta toate restricţiile. Mai

mult, este luată în calcul starea intersecţiei (coloanele de vehicule) existentă la

sfârşitul orizontului în buclă închisă.

Orizontul în buclă închisă este de obicei de 30 – 50 secunde şi este definit

ca având lungimea maximă posibilă, în funcţie de complexitatea problemei

intersecţiei. În orice caz, este suficient de lung pentru a conţine sosirile

predicţionate pe baza numărătorilor de trafic efective. Pentru a se introduce o

stabilitate suplimentară în schema de control globală, controlul local acţionează

conform unui ordin de prioritate decis la nivel zonal. UTOPIA constituie un

sistem de trafic optimizat pe baza fluxurilor de trafic, nu a vehiculelor

individuale. UTOPIA răspunde situaţiilor reale din intersecţii, dar „nu uită”

situaţia intersecţiilor învecinate. Obiectivele strategiei pot fi importate şi

schimbate cu uşurinţă, folosind o infrastructură flexibilă. Această

infrastructură face posibilă şi comunicarea cu alte sisteme dinamice de trafic.

UTOPIA poate controla intersecţiile din reţele variate, de la cele mici (3-10

intersecţii), la intersecţii foarte mari. UTOPIA este un sistem robust, care necesită un control minim din partea

operatorului. Faptul că unitatea SPOT controlează direct controlerul de trafic, şi nu

semaforul, face posibilă implementarea sistemului UTOPIA oriunde, independent

de configuraţia controlerului de trafic.

Diagrama de timp a programului

SPOT

Sistemul UTOPIA-SPOT este flexibil şi are fată de sistemul SCOOT

avantajul că nu încarcă reteaua de comunicatii cu mesaje, deoarece

procesarea se face la nivel local sau zonal. De asemenea, acest sistem

mai are următoarele proprietăti:

• Poate identifica şi recunoaşte în timp real variatiile în conditiile de trafic;

• Acordă suficientă independentă fiecărei intersectii pentru a permite modificarea strategiilor locale de semnalizare în conformitate cu cerintele traficului şi a coordona intersectiile înlăntuite functie de dinamica traficului;

• Asigură fiecare intersectie cu capacitatea de a schimba informatiile necesare pentru calculul variatiilor coordonate din planurile de semnalizare;

• Permite auto-diagnosticarea prin intermediul unei monitorizări centralizate a stării întregii retele de semafoare;

• Cotinuă să functioneze şi în cazul întreruperii unei componente fundamentale a retelei;

• Asigură un grad înalt de modularitate şi posibilitatea expansiunii rapide cu intersectii adiacente

În plus, toate aceste facilităţi realizează în ansamblu şi alte beneficii, cum ar fi:

• Supervizarea întregii reţele de drumuri, controlul automat al condiţiilor de trafic şi identificarea/reprezentarea potenţialelor puncte critice în reţea cu incidenţă repetată a evenimentelor;

• Analiza detaliată a caracteristicilor traficului în zona observată, pe baza datelor statistice înmagazinate automat de către sistem;

• Avantaje considerabile în mentenanţă, datorită sistemului avansat de

management al defectărilor şi posibilităţii de intervenţie facilă

pentru modificarea şi completarea planurilor de semnalizare la semafoare.

UTOPIA funcţionează pe baza unei structuri ierarhice atât în relaţia cu

funcţiile de control cât şi în procesul de monitorizare a reţelei. Există două

niveluri: nivelul central şi nivelul local. Este de remarcat faptul că aceste

două niveluri operează în mod independent, cu toate acestea ele rămânând

coordonate. În timp ce nivelul central este responsabil pentru monitorizarea şi

controlul reţelei privită în ansamblu, nivelul local controlează intersecţiile

singulare în coordonare cu intersecţiile adiacente şi de asemenea, cu nivelul

central.

Arhitectura ierarhizată face posibilă, de asemenea, integrarea sistemului cu

arhitecturi având un grad mai mare de complexitate, ce pot dispune de niveluri

superioare de control şi monitorizare. Facilităti de nivel superior

Din punctul de vedere al controlului întregii reţele, nivelul central este cel

care determină criteriul general de control. Pentru diferitele zone ale reţelei, şi pe

baza cererii de trafic determinate prin măsurare, precum şi pe baza istoricului,

nivelul central calculează un plan sta{ionar optim, care este utilizat ca referinţă

pentru automatele de trafic. În plus, nivelul central furnizează celui local criteriile

de optimizare pe care trebuie să le aplice în reglarea traficului. Aceste criterii de

optimizare constau în:

• Factori de ponderare care se aplică algoritmului de optimizare calculat de automatele locale de trafic;

• Profilele cozilor de vehicule aşteptate în reţea ce influenţează

costurile (duratele de tranzit) ale legăturilor.

Nivelul central poate fi integrat, la rândul său şi coordonat de un alt

nivel, superior (Supervizor). Se poate lucra astfel într-un context cooperativ.

Strategiile de mobilitate globale (debite şi viteze dorite ale traficului) sunt folosite

pentru a determina planurile de referinţă, precum şi criteriile de optimizare pentru

nivelul local. Toate aceste metodologii intră în categoria controlului cooperativ.

UTOPIA are un răspuns de tip adaptiv la variaţiile de trafic. Prin

monitorizarea continuă a cererii de trafic – atât a traficului privat, cât şi a

transportului public urban, sistemul aplică tehnici de optimizare destinate

minimizării duratelor de timp de parcurgere a reţelei şi a numărului de opriri la

semafoare. Pentru a se obţine acest deziderat, sistemul aplică controlul în buclă

închisă la ambele niveluri funcţionale. Un bloc funcţional are sarcina de a

achiziţiona datele de trafic şi de a realiza un estimator de stare al zonei controlate.

Un al doilea bloc calculează strategia optimă de control pentru reglarea unei

singure intersecţii din reţea, pe baza stării estimate.

Strategiile de control al semnalizărilor pentru reţea sunt rezultatul unui

proces de optimizare. Sistemul actualizează politica de control, care constă

în minimizarea funcţiilor de cost. Principalii termeni consideraţi sunt duratele

de tranzit pe reţea şi numărul de opriri la semafoare a vehiculelor, atât

particulare cât şi celor destinate transportului public de călători. Funcţia de cost

reprezintă o funcţie de starea estimată a reţelei şi este influenţată la nivel local

de o serie de factori de ponderare ce determină criteriul de control (coordonare

{intă).

Strategia de control optimizat cooperativă, în buclă închisă de la sistemul

UTOPIA

Aşa cum s-a precizat anterior, la fiecare pas (adică la trei secunde), sistemul

local aplică algoritmul de optimizare pentru a determina cea mai bună

politică de control în intersecţie, pentru un orizont de timp de două minute.

Această strategie de control se aplică trei secunde, înainte de a fi recalculată pe

baza datelor provenite din trafic. La acest nivel se adoptă principii ca:

interac{iunea intensă, previziunea şi coordonarea-{intă. De fapt, algoritmul de

optimizare ţine cont de efectele politicii de control în ceea ce priveşte

intersecţiile din amonte (coordonarea-ţintă). Se ia în considerare şi politica de

control adoptată de intersecţia din aval (previziune).

Funcţia de cost adoptată de automatul local de trafic constă dintr-o varietate de elemente atât pentru legăturile de intrare, cât şi pentru cele de ieşire. Aceste elemente sunt:

• Durata de parcurgere a legăturii de către traficul particular;

• Numărul de opriri la semafoare pentru traficul particular;

• Protecţia funcţie de capacitatea de stocare a legăturilor;

• Durata de parcurgere a legăturii de către vehiculele transportului public;

• Numărul de opriri la semafoare pentru transportul public;

• Profilul dorit al cozii, funcţie de lungimea ciclului.

Pentru fiecare dintre aceste valori se asociază un factor de cost, precum şi

profilul dorit al cozii pentru toate legăturile din intersecţie, de la nivelul central,

funcţie de politica de control adoptată la nivelul întregii reţele. Acest

mecanism stă la baza aplicării principiului „coordonării-ţintă”.

Capacitatea de a reacţiona aproape imediat la schimbările de trafic din

intersecţie

face controlul foarte eficient, prin reacţie imediată la perturbaţiile locale cauzate

de acordarea priorităţii pentru mijloacele de transport în comun. Optimizarea se

extinde pe un orizont de timp de 45-60 secunde. Pentru a lua în considerare

efectele acestei politici de trafic pe termen mai lung se aplică un alt criteriu de

evaluare: costul terminal. Acest criteriu compară starea predicţionată a intersecţiei

la sfârşitul orizontului de timp cu starea predicţionată pentru toată zona din care

face parte intersecţia.

Graficul întârzierii provocate de acordarea prioritătii mijloacelor de

transport în comun

În figura de mai sus este prezentat cazul real înregistrat în Roma2, în care

a fost indusă prioritate pentru mijloacele de transport în comun, situaţie în care

traficul particular este afectat de o perturbaţie, pe care sistemul încearcă să o

atenueze cât mai rapid. Prioritatea acordată mijloacelor de transport în comun

afectează în mod notabil conflictele de trafic, însă întârzierea provocată de această

prioritate „forţată” este recuperată în cel mai scurt timp posibil prin intermediul

algoritmului de control. Figura de mai jos prezintă cererile de acordare a

priorităţii (pătratele roşii) şi evloluţia lungimii cozilor în aceeaşi direcţie cu sensul

de deplasare a mijloacelor de transport în comun (graficul de culoare roşie) şi cele

conflictuale (graficul de culoare neagră). Blocurile de culoare neagră şi roşie

reprezintă fazele de semnalizare favorabile fiecărei direcţii.

Graficul recuperării întârzierilor produse de perturbarea traficului prin

acordarea prioritătii pentru mijloacele de transport în comun

Funcţia de control la nivel central are sarcina de a determina orizonturile de

timp pentru câteva minute, planul de referinţă pentru întreaga reţea, care ţine

cont de strategia de control globală (de exemplu, axe cu prioritate, strategii de

management pentru macro- congestii) şi strategii pentru managementul mobilităţii.

Funcţia de control poate gestiona aceste strategii după cerere şi cu viteza dorită de

implementare, de la un nivel de control superior.

Pe baza acestor informaţii, se calculează planul de referinţă comun pentru

mai multe zone din care este formată reţeaua. Acest plan este ulterior translatat

în parametri de control (factori de ponderare pentru legături, profile estimate

pentru cozi) necesare pentru coordonarea în mod adaptiv a reţelei şi transmiterea

ordinelor către automatele de trafic. De asemenea, nivelul central de control

este capabil să recepţioneze în timp real informaţii privind eventualele

anomalii şi congestii de trafic şi să comute strategiile de management conform

acestor date de intrare.

Spre deosebire de alte sisteme similare, UTOPIA este diferit prin aceea că

permite acordarea priorităţii pentru mijloacele de transport in comun pe

baza utilizării previziunilor privind momentele de sosire în intersecţie a acestora.

Această funcţie presupune utilizarea unor senzori dedicaţi pentru mijloacele de

transport în comun şi a unei logici de predicţie a intervalului de sosire în

intersecţie. Fiecare nouă detecţie produce o nouă previziune de timp pentru

intersecţia următoare.

Implementări mai recente nu mai folosesc senzorii montaţi în apropierea

drumului pentru vehiculele de transport în comun, ci sisteme AVM3 ce comunică cu nivelul central şi algoritmii de optimizare. Se remarcă următoarele avantaje pentru această configuraţie:

• Nu necesită echipament suplimentare nici la bord şi nici la sol (senzori sau transmiţătoare), evitând astfel problemele legate de mentenanţă;

• Permite previziuni de timp mult mai precise (sistemul SAE-AVM conţine mai multă informaţie);

• Permite acordarea diferenţiată a priorităţii pentru anumite

categorii de vehicule: fie prioritate absolut pentru întreaga linie, fie

prioritate limitată pentru un vehicul special la un moment dat şi orizont

topologic (adică, de exemplu, numai pentru vehiculele întârziate pe traseu);

• Exploatează sistemul la potenţialul complet al acestuia, de asemenea pentru direcţiile cu care se încrucişează arterele controlate;

• Este posibilă integrarea priorităţii la semafoare cu

necesităţile parcului de transport auto urban (de exemplu, pentru

regularizarea serviciului, pentru managementul vehiculelor întârziate);

• Permite acordarea unor politici de management diferenţiate:

de exemplu, dacă există congestii de trafic, strategia de control urmăreşte

nu atingerea graficelor de drum pentru transportul în comun, ci

regularizarea acestora pe traseu, astfel încât intervalele între vehicule să fie

cât mai uniforme.

Exemplu de ecran de control UTOPIA pentru o intersectie