Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» icon

Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті»




НазваКонспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті»
Сторінка1/5
Дата30.06.2012
Розмір0.58 Mb.
ТипКонспект
  1   2   3   4   5


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ


ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА


КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

з дисципліни

«АВТОМАТИЗОВАНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ

НА ТРАНСПОРТІ»


(для студентів 4 курсу всіх форм навчання

напряму підготовки 1004 «Транспортні технології»)


Харків – ХНАМГ- 2007

Конспект лекцій з дисципліни «Автоматизовані системи управління на транспорті» (для студентів 4 курсу всіх форм навчання напряму підготовки 1004 «Транспортні технології»). Укл.: В.С. Віниченко – Харків: ХНАМГ,

2007. – 68 с.


Автор: В. С. Віниченко


Рецензент: доц. А.М. Горяїнов


Рекомендовано кафедрою транспортних систем і логістики,

протокол № 9 від 05. 01. 2007 р.





ВСТУП


В загальній проблемі підвищення ефективності транспортних процесів важливе місце належить впровадженню автоматизованих систем управління дорожнім рухом (АСУ-ДР) та автоматизованих систем диспетчерського управління (АСДУ), побудованих на базі сучасних засобів автоматики та обчислювальної техніки.

У відповідності до цього фахівець у галузі транспортних систем повинен знати: структуру автоматизованих систем управління (АСУ), основні функціональні задачі, способи управління транспортними процесами, принцип дії основних технічних засобів, алгоритми роботи систем; вміти: встановити характеристики об’єкту управління, визначити доцільні способи та режими управління і обрати комплекс технічних засобів для їх реалізації, скласти блок-схему алгоритму функціонування системи, організувати її експлуатацію; мати уявлення про сучасні тенденції в галузі автоматизації транспортних процесів.

Навчальний план з даної дисципліни передбачає проведення аудиторних лекційних і лабораторних занять, а також вимагає від студента самостійної роботи з основною та додатковою літературою, конспектом лекцій, підготовки до виконання лабораторних робіт.


РОЗДІЛ 1.


^ АВТОМАТИЗОВАНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ДОРОЖНІМ РУХОМ


Лекція 1. МЕТОДИ УПРАВЛІННЯ ТРАНСПОРТНИМИ ПОТОКАМИ


Основною метою впровадження автоматизованих систем управління дорожнім рухом (АСУ-ДР) є підвищення ефективності функціонування вулично-дорожньої мережі міста. Досягнення цієї мети потребує вирішення цілого комплексу технологічних, технічних та організаційних задач, пов’язаних з проектуванням, будівництвом та організацією експлуатації АСУ-ДР.

^ Технологічним об’єктом управління в АСУ-ДР є вулично-дорожня мережа та транспортні і пішохідні потоки на ній, а також інструкції, за якими здійснюються організація та управління дорожнім рухом. Управління дорожнім рухом - це методи й прийоми зміни параметрів транспортних потоків у часі.

Основним засобом управління дорожнім рухом є світлофорна сигналізація, яка призначена для почергового пропуску учасників дорожнього руху через певну ділянку вулично-дорожньої мережі, а також для позначення небезпечних ділянок вулиць (доріг).

Структура сучасних АСУ-ДР будується по ієрархічному принципу обробки інформації. Цей принцип передбачає при виборі загальної організації системи управління виділення декількох взаємно підпорядкованих рівнів управління: локальний, зональний, районний, загальноміський.

^ Локальне управління передбачає мінімізацію показників ефективності функціонування транспорту на одному перехресті із урахуванням обмежень, які надходять з верхніх рівнів управління. На цьому рівні визначається затримка кожного автомобіля та загальна затримка по кожному напрямку руху. Окрім цього, на даному рівні можливе прийняття рішення по керуванню кожним окремим транспортним засобом, що наближується до перехрестя.

^ Зональне управління включає в себе формування керуючих впливів для зони, що складається з декількох взаємопов’язаних перехресть. Це може бути магістраль або невелика мережа вулиць (мікрорайон) з перегонами відносно невеликої протяжності. На цьому рівні здійснюється корекція базового плану координованого управління , який надходить з верхнього рівня управління, з мінімізацією показника ефективності управління.

^ Районне управління передбачає єдине координоване управління в декількох сусідніх зонах. Об’єднання зон у район може бути непостійним. В період стабільних параметрів дорожнього руху в районі діє єдиний план координації, сформований за критерієм мінімізації сукупних затримок і кількості зупинок транспортних засобів.

На загальноміському рівні управління виконується розрахунок базових планів координації, вирішуються задачі маршрутизації транспортних потоків, попередження та ліквідація заторів, виконуються спеціальні задачі по пріоритетному пропуску окремих транспортних засобів, контролюються показники якості та ефективності управління, справність технічних і програмних засобів АСУ-ДР.

Кожному рівню управління відповідає свій набір можливих структур систем управління, причому кожний нижній рівень є складовою частиною верхнього (рис. 1.1.). В загальноприйнятій класифікації структур АСУ-ДР виділяють в залежності від призначення системи трьох рівнів та в залежності від способів управління світлофорною сигналізацією системи трьох типів:

  • АСУ-ДР 1 – це системи першого (локального) рівня, призначені для застосування на окремому перехресті. Підрозділяються на АСУ-ДР 1 - 1 – системи жорсткого програмного управління без диспетчерського втручання; АСУ-ДР 1 - 2 – системи жорсткого програмного управління з можливістю оперативного втручання людини (оператора або інспектора ДАІ), що належить до верхнього рівня; АСУ-ДР 1 - 3 – системи адаптивного управління з можливою участю оператора;

  • АСУ-ДР 2 – це системи другого (зонального або невеликого району) рівня. Аналогічно системам першого рівня, підрозділяються на АСУ-ДР 2 – 1; АСУ-ДР 2 – 2; АСУ-ДР 2 – 3;

  • АСУ-ДР 3 – це системи третього рівня управління в великому районі або загальноміського рівня. Системи третього рівня не підрозділяють за типами, так як вони в обов’язковому порядку можуть реалізовувати всі вказані способи управління.

У зв’язку з постійним розвитком теорії та вдосконаленням технічних засобів управління транспортними потоками можливі зміни у класифікації АСУ-ДР.

Світлофорна сигналізація забезпечує роз'їзд транспортних засобів на перехресті вулиць шляхом почергового надання права руху конфліктуючим транспортним потокам.

Повна зміна всіх сигналів світлофорів зветься світлофорним циклом. Світлофорний цикл складається з тактів і фаз. Розрізнюють такти основні та проміжні. Основним тактом називають проміжок часу, протягом якого в одному напрямку включений сигнал «зелений», а в конфліктуючому напрямку - «червоний». Під час дії «зеленого» сигналу рух дозволений.

^ Проміжним тактом називається відрізок часу, протягом якого на світлофорах включений «жовтий» сигнал, або сполучення «жовтий-червоний». Проміжний такт призначений для того, щоб транспортні засоби, які в момент включення зеленого сигналу вже перетнули стоп - лінію, могли безперешкодно завершити проїзд перехрестя, а транспортні засоби, які перебувають перед стоп - лінією могли встигнути зупинитися до стоп - лінії.



Рис. 1.1. – Схема рівнів управління АСУ-ДР.


Фазою називають послідовність основного такту й наступного за ним проміжного. Мінімальне число фаз регулювання у світлофорному циклі дорівнює двом фазам. Таким чином, у загальному вигляді можна записати:

Тц = Ф1 + Ф2 + … Фi = tо1 + tпр1 + tо2 + tпр2 +… tоi + tпрi , (1.1)

де Фi – тривалість фази; toi – тривалість основного такту; tпрі – тривалість проміжного такту.

Припустимі параметри світлофорного циклу, с :

  • мінімальна тривалість основного такту - 6;

  • мінімальна тривалість проміжного такту - 3;

  • максимальна тривалість проміжного такту - 6;

  • мінімальна тривалість циклу - 20;

  • максимальна тривалість циклу - 120.

Структура світлофорного циклу, якого застосовано для регулювання дорожнього руху на світлофорному об’єкті (рис. 1.2.), може бути представлена графічно у вигляді діаграми світлофорного циклу (рис. 1.3.).




Рис. 1.2. – Схема світлофорного об’єкта.


Із збільшенням кількості фаз регулювання в світлофорному циклі зменшується кількість конфліктних крапок між конфліктуючими транспортними потоками на перехресті, що сприяє підвищенню рівня безпеки руху, але при цьому різко зростають затримки транспортних засобів. Тому найбільш часто застосовують двох - та трьохфазні світлофорні цикли.



Світлофори

Час, с

1,3













2,4















Ф1 Ф2

Тц







- зелений - жовтий



- червоний - жовтий з

червоним


Рис. 1.3. – Діаграма 2-х фазного світлофорного циклу.



Сучасні технічні засоби АСУ-ДР дозволяють реалізувати наступні основні способи управління світлофорною сигналізацією:

  • ручне управління – здійснюється інспектором ДАІ в окремих випадках на локальному перехресті (затор, дорожньо–транспортна пригода та ін.);

  • однопрограмне жорстке управління – здійснюється дорожнім контролером, що працює в автоматичному режимі та виконує безперервне повторення світлофорного циклу з незмінною структурою;

  • багатопрограмне жорстке управління – здійснюється дорожнім контролером, в якій закладено дві або три програми жорсткого управління, розрахованих на різні періоди доби. Зміна програм може здійснюватися в ручному режимі особою, яка є відповідальною за роботу системи, або автоматично у завданий час;

  • адаптивне (гнучке) управління на локальному перехресті – здійснюється дорожнім контролером, до якого підключені детектори транспорту, що вимірюють параметри транспортних потоків на підходах до перехрестя. Тривалість основних тактів світлофорного циклу при цьому способі є змінною і залежить від параметрів транспортних потоків;

  • координоване управління – здійснюється групою системних дорожніх контролерів, об’єднаних в АСУ-ДР магістрального або загальноміського рівнів. В залежності від технічної складності системи можливе «жорстке» та адаптивне координовані управління;

  • диспетчерське управління – здійснюється оператором управляючого пункту АСУ-ДР в окремих випадках (заторова ситуація, дорожньо–транспортна пригода, технічна несправність окремих пристроїв системи та ін.;

  • пріоритетний пропуск транспортних засобів через перехрестя вулиць, в разі обладнання їх спеціальним комплектом апаратури;

  • включення «зелених вулиць» - оперативна організація маршрутів.



  • Контрольні запитання:



  1. Що є об’єктом управління в АСУ-ДР?

  2. Які рівні управління дорожнім рухом виділяють в АСУ-ДР?

  3. Які критерії ефективності управління дорожнім рухом можуть бути застосовані в АСУ-ДР?

  4. З яких структурних елементів складається світлофорний цикл?

  5. Які способи управління світлофорною сигналізацією застосовуються на локальному рівні управління?



Лекція 2. КЛАСИФІКАЦІЯ ТЕХНІЧНИХ ЗАСОБІВ АСУ-ДР


Для побудови АСУ-ДР використовується комплекс технічних засобів (КТЗ), який складається з окремих функціональних пристроїв із взаємоузгодженими характеристиками. До складу комплексу входить периферійне та центральне обладнання АСУ-ДР.

^ Периферійне обладнання розміщується безпосередньо на вулично–дорожній мережі. До його складу входять: дорожні контролери; детектори транспорту; виносні пульти керування, покажчики швидкості руху; керовані знаки; табло виклику пішохода; комплекти апаратури пріоритетного пропуску.

^ Центральне обладнання розташовують в центральному управляючому пункті (ЦУП) АСУ-ДР. До його складу входять: пульти контролю та управління, координатори; управляючий обчислювальний комплекс; комплект контрольно –діагностичної апаратури.

^ Дорожні контролери (ДК) призначені для переключення сигналів світлофорів за заданою програмою та поділяються на локальні і системні.

Дорожні контролери локальні (ДКЛ) застосовують для управління рухом транспортних потоків на окремому перехресті. Дорожні контролери системні застосовуються в системах координованого управління.

^ Детектори транспорту (ДТ) призначені для автоматичного вимірювання характеристик транспортних потоків і використовуються для реалізації адаптивного способу управління транспортними потоками.

^ Виносний пульт керування (ВПК) призначений для ручного управління світлофорною сигналізацією на локальному перехресті вулиць через ДКЛ.

Покажчик швидкості руху (ПШР) призначений для інформування водіїв про рекомендовану швидкість руху на магістральних вулицях із координованим управлінням світлофорною сигналізацією. Інформація до ПШР надходить каналами зв’язку з ЦУП.

^ Керований знак призначений для оперативної організації об’їзного руху на вулично – дорожній мережі міста. Даний пристрій має набір дорожніх знаків, зміна яких може здійснюватися в ручному режимі інспектором ДАІ, або за командою з ЦУП.

^ Табло виклику пішохода (ТВП) призначене для реалізації способу управління, який полягає в тому, що переключення сигналів світлофорів на локальному перехресті або регульованому пішохідному переході відбувається за запитами пішоходів. Даний спосіб регулювання застосовується при інтенсивному русі транспортних потоків та малих за інтенсивністю пішохідних потоках.

^ Комплект апаратури пріоритетного пропуску (КАПП) призначений для організації оперативного пропуску через перехрестя вулиць спеціальних транспортних засобів. Складається він зі стаціонарного комплекту апаратури (СКА), який розміщується на перехресті вулиць і підключається до ДК, та пересувних комплектів апаратури (ПКА), якими обладнуються спеціальні транспортні засоби.

^ Пульт контролю і управління (ПКУ) є робочим місцем оператора ЦУП.

За допомогою ПКУ оператор контролює функціонування АСУ-ДР та, при необхідності, може втручатися в процес управління. Координатор призначений для здійснення жорсткого координованого управління на магістральній вулиці за попередньо розрахованим планом.

^ Управляючий обчислювальний комплекс (УОК) забезпечує прийом інформації, яка надходить до ЦУП від периферійного обладнання, обробляє її та розраховує плани координації, що реалізуються АСУ-ДР нижчого рівня. Використання УОК дає можливість перейти до адаптивного координованого управління транспортними потоками у реальному масштабі часу.

^ Комплект контрольно–діагностичної апаратури (КДА) призначений для налагодження та експлуатації технічних засобів АСУ-ДР. Комплект КДА -П використовується для контролю працездатності периферійного обладнання, а при виникненні відмов - для пошуку несправних блоків в технічних засобах. Комплект КДА-П розміщується у пересувній лабораторії на базі мікроавтобуса. Комплект КДА–УП забезпечує контроль справності обладнання ЦУП, а при виникненні відмов – пошук несправного блоку.

Всі технічні засоби реалізовані з використанням елементів цифрової техніки. Обмін інформацією між ЦУП та периферійним обладнанням відбувається у двійкових кодах по радіальних провідних каналах зв’язку або по каналах радіозв’язку.

Контрольні запитання:

  1. Назвіть склад периферійного обладнання АСУ-ДР.

  2. Назвіть склад центрального обладнання АСУ-ДР.

  3. Яке призначення мають дорожні контролери?


Лекція 3.^ ДОРОЖНІ КОНТРОЛЕРИ


ДКЛ призначений для управління дорожнім рухом на окремому перехресті. Може працювати в режимах жорсткого програмного управління, адаптивного управління, ручного управління (при підключенні ВПК), у викличному режимі (при підключенні ТВП), у режимі жовтого миготіння.

Основними функціональними блоками ДКЛ є програмно-логічний пристрій (ПЛП) та виконавчий пристрій (ВП) (рис. 3.1.).





Рис. 3.1. – Структурна схема ДКЛ.


ПЛП складається з схеми автозапуску (САЗ), генератора тактових імпульсів ( ГТІ ), лічильника імпульсів ( СТ2), задатчика тривалості основних і проміжних тактів; компаратора (К); формувача сигналів включення основних і проміжних тактів ( F ).

У початковий момент включення ДКЛ спрацьовує САЗ, яка ініціює через формувач F і виконавчий пристрій ВП включення жовтих сигналів на всіх світлофорах. Далі, після закінчення часу проміжного такту, формувач F починає виробляти сигнали включення основних і проміжних тактів у відповідності з «жорсткою» програмою, параметри якої завдаються задатчиком тривалості основних і проміжних тактів.

Потрібна тривалість тактів світлофорного циклу забезпечується наступним чином. ГТІ безупинно виробляє послідовність електричних прямокутних імпульсів з періодом слідування 1с. Лічильник імпульсів СТ2 підраховує кількість імпульсів, що надійшли на його вхід від ГТІ й перетворює кількість зареєстрованих імпульсів у двійковий код. Компаратор порівнює код числа зареєстрованих імпульсів (А) з кодом тривалості діючого такту (В) від задатчика. У момент рівності кодів (А=В) на виході компаратора з'явиться сигнал, по якому формувач F випрацює сигнали включення потрібної комбінації світлофорних сигналів у наступному такту, а дані на виході лічильника СТ2 буде встановлено у 0. Після цього почнеться відлік тривалості наступного такту.

ДКЛ може мати схему контролю цілісності ниток накалювання ламп червоних сигналів світлофора. При перегорянні нитки накалювання лампи червоного сигналу, схема контролю видає у формувач F сигнал, по якому ДКЛ автоматично перемикається в режим жовтого миготіння або відключається.

ВПК та ТВП - зовнішні пристрої, при підключенні яких до ДКЛ можлива реалізація відповідних способів управління світлофорною сигналізацією.

При адаптивному управлінні тривалості основних тактів можуть змінюватися в межах від мінімально припустимого до максимально припустимого значення, залежно від інтенсивності транспортних потоків. Адаптивне управління найбільш часто здійснюють за методом пошуку розриву в транспортному потоці. Відповідно до цього методу, на всіх підходах до перехрестя перед стоп-лінією розміщують чутливі елементи (ЧЕ) детектора транспорту (ДТ), які контролюють появу на підходах до перехрестя транспортних засобів. Структуру ДКЛ доповнюють блоком місцевого «гнучкого» регулювання (БМГР), до якого надходять сигнали від ДТ (рис. 3.2.).



ПЛП




ВП




БМГР




ДТ


  1   2   3   4   5

Схожі:

Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconКонспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» для студентів 4 курсу всіх форм навчання
Конспект лекцій з дисципліни «Автоматизовані системи управління на транспорті» (для студентів 4 курсу всіх форм навчання напряму...
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconН. І. Кульбашна конспект лекцій з дисципліни «організація та управління на транспорті»
Кульбашна Н.І. Конспект лекцій з дисципліни «Організація та управління на транспорті» (для студентів 5 усіх форм навчання напряму...
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconВ.І. Петраш конспект лекцій з дисципліни «транспортне право»
«Транспортні технології» спеціальностей 100402 – «Транспорті системи», 100401 – «Організація І регулювання дорожнього руху», 100403...
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconКонспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом»
Конспект лекцій з дисципліни «Системи управління транспортом» (для студентів 5 курсу всіх форм навчання напряму підготовки 1004 «Транспортні...
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconМіського господарства методичні вказівки
Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни «Автоматизовані системи управління на транспорті» (для студентів 4 курсу всіх...
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconКонспект лекцій з дисципліни " Стратегічне управління" для студентів спеціальності
Затверджено на засіданні кафедри як конспект лекцій з дисципліни „Стратегічне управління”
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconКонспект лекцій з дисципліни „ Управління інноваційним розвитком для студентів факультету економіки та менеджменту
Конспект лекцій з дисципліни „Управління інноваційним розвитком” / Укладачі: С. М. Ілляшенко, О. А. Біловодська. – Суми: Вид-во СумДУ,...
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconКонспект лекцій з дисципліни „ Управління інноваційним розвитком" для студентів факультету економіки та менеджменту спеціальності 050100 „Маркетинг"
Конспект лекцій з дисципліни „Управління інноваційним розвитком” / Укладачі: С. М. Ілляшенко, О. А. Біловодська. – Суми: Вид-во СумДУ,...
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconКонспект лекцій з дисципліни «Управління міськими територіями»
Конспект лекцій з дисципліни «Управління міськими територіями» (для студентів 5 курсу денної та 6 курсу заочної форм навчання спец....
Конспект лекцій з дисципліни «автоматизовані системи управління на транспорті» iconКонспект лекцій з дисципліни «Економіка та управління знаннями» для студентів спеціальності
Конспект лекцій з дисципліни «Економіка та управління знаннями» для студентів спеціальності 000014 «Управління інноваційною діяльністю»...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи