В этой серии статей подробно рассматриваются адаптивные системы управления дорожным движением (ATCS). В этой статье основное внимание уделяется затратам на внедрение, преимуществам и ограничениям ATCS.

Стоимость развертывания АТКС

Средняя стоимость установки системы ATCS на перекрестке составляет примерно 44 000 долларов США, в диапазоне от 10 000 до 120 000 долларов США. Такой широкий диапазон можно объяснить разнообразием потребностей каждой установки ATCS. Выбранное программное обеспечение ATCS, объем совместимой инфраструктуры, которую можно повторно использовать, управление трафиком для строительства новой инфраструктуры, решение об использовании собственного персонала или внешнего консультанта для внедрения системы, а также размер системы могут повлиять на стоимость системы (FDOT, 2016).

После установки ATCS возникают затраты на эксплуатацию и обслуживание аппаратного, программного обеспечения и инфраструктуры системы. Обслуживание инфраструктуры может быть более дорогим, поскольку ATCS имеет более высокие потребности в инфраструктуре, такие как большее количество детекторов или более новые средства связи. Существуют затраты, связанные с перенастройкой параметров ATCS, несмотря на распространенное мнение, что повторная синхронизация планов синхронизации сигналов трафика не требуется после установки ATCS. Эти расходы могут быть значительными из-за отсутствия собственного опыта для корректировки параметров ATCS в соответствии с новыми эксплуатационными требованиями.

Стоимость операционных лицензий для такой системы может увеличить общую стоимость установки на 10–15 %. Поскольку лицензионные права для различных пакетов пересечений продаются отдельно, затраты на лицензирование обычно не являются единовременными затратами. Если агентство желает расширить систему, ему, вероятно, потребуется приобрести лицензионные права на более крупную коллекцию перекрестков (Стеванович, 2010 г.).

Преимущества

ATCS лучше, чем традиционные операции синхронизации светофора с планами TOD во многих отношениях. Основным преимуществом установки ATCS является повышение эффективности операций. Об этом свидетельствует снижение задержек, остановок и других негативных показателей эффективности движения. Развертывание ATCS также повышает безопасность движения, хотя и косвенно. Например, меньшее количество остановок снижает вероятность наезда сзади (Стеванович, 2010).

Stevanovic (2010) также обнаружил, что после внедрения ATCS 60% пользователей ATCS заметили, что время в пути и задержки сократились. Развертывание ATCS сократило количество остановок в 37% случаев, задержки на перекрестках в 37% случаев и длину очередей в 23% случаев.

Преимущества ATCS можно резюмировать следующим образом (FHWA, 2010):

· ATCS сокращают время в пути в среднем более чем на 10%. В областях с особенно устаревшей синхронизацией сигналов улучшения могут достигать более 50 %.

· ATCS реагируют на неожиданные события, такие как аварии и особые случаи.

· Исследования показывают, что улучшение синхронизации сигнала может снизить количество несчастных случаев на 15%. Это также может уменьшить заторы на перекрестках, которые являются основной причиной аварий.

· ATCS собирают различные данные, которые транспортные агентства могут использовать для измерения и мониторинга производительности.

· Внедрение ATCS может привести к прямой экономии затрат за счет повышения эффективности планов синхронизации сигналов трафика и уменьшения частоты повторной синхронизации сигналов вручную.

· Заторы и задержки влекут за собой значительные расходы для участников дорожного движения. ATCS косвенно способствуют экономии средств за счет уменьшения заторов и задержек.

Из-за уникальных характеристик каждого развертывания ATCS преимущества, получаемые от успешного развертывания ATCS, различаются. Каждое развертывание имеет характерные существующие условия, уровни существующей оптимизации времени, а также трафик и геометрические характеристики с различной степенью пригодности ATCS (FDOT, 2016). В системах с чрезвычайно устаревшей синхронизацией сигнала и условиями насыщения улучшение может достигать 50%. В районах, где спрос на трафик стабилен и предсказуем в обычные дневные часы, где производительность регулярно контролируется и где синхронизация сигнала хорошо поддерживается, улучшение может быть не таким значительным (Стеванович, 2010).

Процентное улучшение и типичные затраты на ATCS приведены в таблице ниже. Здесь отрицательный знак означает, что производительность ухудшилась, а положительный знак означает, что производительность улучшилась.

Ограничения

Крайне важно понимать, что развертывание ATCS не может решить все проблемы с трафиком. ATCS следует рассматривать как инструменты, способствующие оперативному контролю и управлению транспортной сетью с целью уменьшения загруженности дорог. Даже успешное развертывание ATCS в подходящем месте с условиями движения, благоприятными для ATCS, имеет свои ограничения. Ниже приводится сводка этих ограничений (FDOT 2016):

· ATCS — это всего лишь инструмент для управления дорожным движением: он не увеличивает пропускную способность дороги и не устраняет условия перенасыщения.

· ATCS требуют надзора: хотя ATCS могут снизить потребность в ручном обновлении планов синхронизации, для обеспечения эффективной работы требуется надзор.

· Инфраструктура ATCS сложна: процессор ATCS требует тщательной начальной настройки, периодической калибровки и регулярного обслуживания, чтобы максимизировать преимущества системы. ATCS имеют более высокие потребности в инфраструктуре для обнаружения, при этом большинству систем также требуется предварительное обнаружение в восходящем направлении. Агентства должны проводить периодическое техническое обслуживание системы обнаружения, чтобы система работала с максимальным потенциалом.

· Системы ATCS реагируют быстро, но не сразу: системам ATCS требуется, чтобы проблема (например, повышенная занятость детектора) существовала в течение нескольких минут, прежде чем она начнет действовать. ATCS работает значительно быстрее, чем ручное составление нового временного плана, но имеет ограничения. Когда система обнаруживает состояние трафика, которое необходимо смягчить, она часто изменяет время цикла на несколько секунд. Полное внедрение «улучшенного» тайминга может занять несколько минут. Триггерное событие может исчезнуть к тому времени, когда будет реализована новая оптимизированная синхронизация, и системе необходимо вернуться к предыдущему состоянию трафика, которое снова медленное.

Рекомендации

  1. Стеванович, А. (2010). Адаптивные системы управления дорожным движением: отечественный и зарубежный опыт. https://doi.org/10.17226/14364.
  2. Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) (2010 г.). Технологии адаптивного управления сигналами. Получено с https://www.fhwa.dot.gov/innovation/everydaycounts/edc-1/pdf/asct_brochure.pdf.
  3. Департамент транспорта Флориды (FDOT) (2016 г.). Усовершенствованная технология управления сигналом. Получено с https://www.fdot.gov/docs/default-source/traffic/its/arterialmanagement/FDOT_ATCS.pdf.
  4. Федеральное управление автомобильных дорог (FHWA) (2018 г.). Адаптивное управление сигналом. Получено с https://www.fhwa.dot.gov/publications/research/randt/evaluations/17007/17007.pdf
  5. Чжао Ю. и Тянь З. (2012). Обзор использования адаптивной системы управления сигналами в Соединенных Штатах Америки. Прикладная механика и материалы, 178–181, 2591–2598. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/amm.178-181.2591.
  6. Чандра, Р., Грегори, К. (2012). Технология InSync Adaptive Traffic Signal: искусственный интеллект в режиме реального времени, обеспечивающий реальные результаты. Получено с https://trafficbot.rhythmtraffic.com/wp-content/uploads/2018/10/InSync_Whitepaper.pdf

Последняя статья этой серии посвящена рекомендациям по выбору ATCS. Следите за обновлениями!

Спасибо за чтение! Я надеюсь, что эта статья была полезной. Следуйте за мной, чтобы узнать больше о кодировании, машинном обучении и управлении трафиком. Если у вас есть какие-либо сомнения или вам нужны дополнительные разъяснения, оставьте комментарий ниже или свяжитесь со мной в LinkedIn.