Оптимизация управления дорожным движением: АСУДД

Цель
Создание алгоритма управления дорожным движением, методов сбора, представления и анализа данных о дорожном трафике, а также нахождение закономерностей поведения пешеходов.

Задачи для выполнения цели
сбор статистических данных;
их анализ;
нахождение закономерностей;
описание требований;
создание алгоритма на основе полученных данных.

Объект и предмет исследования
Объект: методы оптимизации управления дорожным движением.
Предмет: АСУДД, основанная на синхронных светофорах, включающая в себя:
устранение понижения скорости, связанной со стоящими на светофоре машинами;
реализация философии «одна остановка за один путь» или приближение к таковой;
уменьшение загруженности дорог;
уменьшение времени пути (=> и количества потраченного топлива);
уменьшение продолжительности стояния в пробках.

Положения, выносимые на защиту:
метод динамического сбора данных о «пучках» машин;
метод внедрения АСУДД в города с разной планировкой;
алгоритм управления светофорами;
закономерность поведения пешеходов на наземном пешеходном переходе;
метод распределения данных между светофорами.

Актуальность
1. Создано множество моделей АСУДД, но:
в алгоритмах не используются многие важные данные;
в рекомендациях не (или не точно) описаны способы внедрения;
отсутствует информация о пешеходах;
часто присутствуют только рекомендации.
2. При внедрении АСУДД на основе планирования:
увеличится пропускная способность;
повысится общая надежность и безопасность;
упростится сбор статистики.

По данным Яндекс.Пробки: загруженность
Часы пик: 8:00, 18:00.
Наибольшая загруженность дорог (часы пик) происходит, когда люди едут на работу и с работы.
приоритет дорог в это время должен быть изменен, а также нужны поправочные коэффициенты для таймеров.
В выходные дни средняя загруженность ниже.
оценка загруженности проводится отдельно.

По данным Яндекс.Пробки: аварии
Аварий больше всего на мостах, в центре города и на КАДе.
Аварии чаще всего происходят на перекрестках и в местах наибольшего скопления машин.
нужна большая отказоустойчивость светофоров;
нужна разгрузка дорог.

Динамический сбор данных о «пучках» машин
Всё чаще на дорогах появляются камеры-радары, определяющие скорость отдельно взятой машины.
Они также могут определять количество машин.
Светофоры на перекрестках собирают данные о «пучках» и передают их своим перпендикулярным соседям.
На основе этих данных создается карта «пучков», движущихся в направлении данного перекрестка.

Внедрение АСУДД
Так как для планирования используются только дороги, создающие перекресток, для внедрения в город с другой планировкой потребуется только калибровка радаров, но не изменение алгоритма.

Высокая эффективность
Низкая эффективность

Алгоритм планирования: расчет
t1 – время до начала пропуска потока
t2 – время до конца пропуска потока
x – расстояние до перекрестка
U – средняя скорость
ts – время для набирания скорости машинами, стоящими на светофоре
l – протяженность потока
S – количество полос

Алгоритм планирования: дополнительно
При пересечении интервалов таймеров параллельных потоков:
объединить эти записи в таблице с наименьшим началом и наибольшим концом.
При завершении времени t2 удалить соответствующую запись в таблицу. Выполнить планирование заново.
Каждые N (опционально) выполнять планирование.
В случае необнаруженния/отсутствия/etc переход в «обычный режим».

Де[пешеходы]лы
Нужно расстреливать на месте делать задержку между переключениями светофоров для машин и для этих маньяков пешеходов;
Удалить примерно 6 секунд с каждой стороны временного промежутка.

Распределение (передача) данных
Сбор данных с камер
Принятие данных
Передача собранных данных

Предположения
Ожидаемой линейной зависимости не наблюдается.
загруженность зависит от популярности дороги
от её местоположения.

Заключение
Таким образом, для создания АСУДД был разработан алгоритм управлением светофорами и даны рекомендации для дальнейшего развития этой сферы.

Развитие