Информация о системах активного управления полосой движения

Различные методы сглаживания транспортных потоков на загруженных автомагистралях Порталы над автомагистралью M42 в Великобритания показывает действующее ограничение скорости.

Активное управление дорожным движением(также управляемые полосы, интеллектуальные полосы, управляемые / интеллектуальные автомагистрали) — это метод увеличения пиковой пропускной способности и сглаживания транспортных потоков на загруженных основных автомагистралях . Методы включают в себя регулируемые ограничения скорости, бег с жесткой обочиной и измерение скорости, контролируемые накладными знаками сообщения с переменными значениями. Он был реализован в нескольких странах, включая Германию, Соединенное Королевство и США.

Соединенное Королевство

В настоящее время он работает на автомагистраль M42 к юго-востоку от Бирмингема и в Уорикшире. Схема изначально подвергалась критике со стороны некоторых из-за возможных проблем с безопасностью и окружающей средой, однако отчет Агентства автомобильных дорог за первые шесть месяцев реализации схемы показал сокращение количества аварий с более чем 5 в месяц до 1,5. в месяц в среднем. теперь он был расширен на другие дороги после первоначальной оценки на M42. Это рассматривается как менее дорогая альтернатива.

Технология

Участок дороги, на котором работает банкомат, контролируется контурами датчиков MIDAS, размещенными на дороге каждые 100 метров (328 футов) (что ближе, чем обычно) наблюдать за транспортными потоками. Компьютеризированная система отслеживает транспортные потоки и может установить оптимальное ограничение скорости для текущего потока движения и включить знаки ограничения скорости, установленные на порталах на расстоянии до 2 км (1,24 мили) до происшествия. Операторы также могут контролировать 150 камер видеонаблюдения вдоль маршрута и могут контролировать как ограничения скорости, так и информационные знаки. Накладные знаки с переменными сообщениями могут побуждать водителей использовать жесткую обочину в периоды высокой нагрузки.

Когда ограничение скорости снижено до 50 миль в час (80 км / ч) или ниже жесткого плечо можно открыть как дополнительную полосу. Чтобы облегчить это и при этом сохранить безопасность, были созданы ряд убежищ примерно через каждые 500 метров (1640 футов) на этом участке дороги. Они имеют форму лежаков сбоку от твердой обочины и содержат внутри себя телефоны SOS. В случае поломки автомобиля на обочине операторы могут закрыть его или перекрыть полосу движения, чтобы аварийные службы получили доступ к аварии. Жесткая обочина никогда не открывается на участках под перекрестком объездных и объездных дорог. Близко к перекресткам использование твердой обочины в качестве полосы ограничено для движения транспорта, выезжающего или въезжающего на этом перекрестке.

ATM включает преобразование жесткой обочины в обычную полосу в периоды интенсивного движения. для увеличения пропускной способности дороги и может уменьшить потребность в расширении автомагистралей. Подобные схемы уже реализованы в Европе.

. В системе используются камеры с автоматическим распознаванием номерных знаков, которые контролируют транспортные потоки и адаптируют систему. Цифровые камеры контроля являются также установлены на порталах и эксплуатируются полицией Уэст-Мидлендса для обеспечения соблюдения обязательных регулируемых ограничений скорости.

Будущее внедрение

На ряде автомагистралей в Соединенных Штатах установлены знаки с переменными сообщениями и регулируемые ограничения скорости. Нью-Джерси Тернпайк использует активные указатели с 1960-х годов, хотя системы со временем развивались по мере их развертывания в других районах страны. Современная реализация активного управления дорожным движением была активирована в 2010 году с использованием IRIS на Interstate 35W в Миннеаполисе, Миннесоте и его южных пригородах как часть Городской Соглашение о партнерстве. Активное управление полосами движения на I-35W объединяется с полосами платных дорог, к которым присоединится скоростная автобусная дорога . Схема банкомата была развернута 10 августа 2010 года в Вашингтоне.

В штате Вашингтон

Департамент транспорта штата Вашингтон (WSDOT) завершил разработку схем активного управления движением на нескольких автомагистралях в районе Сиэтла. Это первая юридически обеспеченная система в Соединенных Штатах. Несоблюдение ограничений скорости и инструкций по накладным расходам является правонарушением.

Системы ОрВД были активированы на 11,6 км (7,2 мили) проезжей части I-5 в северном направлении в августе 2010 года. В ноябре 2010 года система ОрВД была расширена до 12,4 км (7,7 мили) SR 520 в обоих направлениях. В марте 2011 года банкомат завершил испытания и начал работу на 14,3 км (8,9 миль) автомагистрали I-90 в обоих направлениях.

Схемы банкоматов основаны на существующем арсенале интеллектуальных транспортных систем (ITS) WSDOT, которые поддерживаются петлями датчиков движения, встроенными в тротуар примерно через каждые 800 м (2640 футов) друг от друга. На участках автомагистралей с банкоматами порталы также расположены на расстоянии примерно 800 м (2640 футов) друг от друга. Основными стратегиями ATM, используемыми WSDOT, являются измерение скорости движения, защита очереди, жесткий переход на обочину, управление пересечением и сигнализация для конкретной полосы движения. Работа на автомагистралях в районе Сиэтла проводится в Центре управления дорожным движением Северо-Западного региона в Шорлайн, к северу от Сиэтла.

Измерение скорости движения

Стратегия измерения скорости движения автомобиля WSDOT направлена ​​на сокращение объема движения, выходящего на автомагистраль, и действует с начала 1980-х годов. Светофоры работают неполный рабочий день на объездных дорогах, которые используются для временной остановки движения. Затем на автомагистраль попадает одно транспортное средство в очереди за сигнальный цикл.

В отличие от других штатов США, WSDOT не имеет расписания учета по времени суток, а также не имеет жесткой ставки счетчика, поскольку считается слишком негибкой. Выделенные операторы визуально контролируют дорожную обстановку через систему видеонаблюдения и вручную включают и выключают счетчики. После включения счетчик автоматически определяется и обновляется каждые 20 секунд с использованием локального алгоритма реагирования на трафик, основанного на нечеткой логике. Алгоритм, названный алгоритмом измерения линейного изменения нечеткой логики, является преемником алгоритма узких мест.

Длина очереди на объездной дороге и занятость магистральных дорог, непосредственно окружающих объездную дорогу, вводятся в качестве входных данных в алгоритм, который определяет счетчик, который позволяет как можно меньшему количеству транспортных средств присоединиться к магистральной магистрали без переполнение очередей автомобилей на близлежащие магистральные улицы. В процессе эксплуатации рамповый учет полностью автоматизирован. При необходимости операторы настроят измерители рампы вручную. У них также есть возможность вмешаться при возникновении неисправности.

Производительность измерения линейного изменения методом нечеткой логики сопоставима с алгоритмом ALINEA, используемым несколькими европейскими агентствами.

Защита очереди

Переменные ограничения скорости, отображаемые на контрольных знаках над проезжей частью (LCS) над каждой полосой движения, используются для снижения скорости движения до точки скопления. Знаки с переменными сообщениями (VMS) сопровождают ограничение скорости, чтобы предупредить водителей о медленном движении. Скорости определяются автоматически и снижаются с помощью одного или двух порталов, расположенных выше по потоку, в зависимости от размера редукции. Обычны интервалы 8,0 км / ч (5,0 миль / ч) и 16,1 км / ч (10,0 миль / ч). В конце точки скопления ограничения скорости возвращаются к скорости по умолчанию. Основная цель защиты очереди — уменьшить количество столкновений сзади.

Жесткая обочина и контроль перекрестков

В рамках схемы замены моста SR 520 и HOV WSDOT планирует реализовать контроль перекрестков через тяжелый бег по плечу. В зависимости от условий движения, банкомат откроет обочину в качестве вспомогательной полосы на проезжей части SR 520 в западном направлении через мост Портадж-Бэй, что превратит участок автомагистрали с проезжей части 3 + 2 в проезжую часть 3 + 3. Дополнительная пропускная способность позволит транспортным потокам с перекрестка Montlake Boulevard больше места для слияния. Бег по плечу также можно активировать для управления инцидентами. Аналогичная схема разрабатывается для проезжей части I-5 в северном направлении в Мэрисвилле.

Специальная сигнализация для полосы

В случае закрытия полосы движения из-за столкновения или дорожных работ на знаках LCS будет отображаться красный крестик над закрытой полосой на месте происшествия. Портал, расположенный непосредственно выше по течению, будет направлять автомобилистов на выезд на соседние полосы движения. Водителям разрешается освободить полосу движения на расстоянии примерно 800 м (2640 футов), или один портал. Закрытие полосы движения осуществляется вручную при вмешательстве оператора. Операторы также имеют возможность отменять обозначение HOV над полосами HOV, открывая его для обычного трафика, если это необходимо.

Последствия

Хотя WSDOT не публиковал данные о производительности внедрения банкомата, низкий уровень соответствия с регулируемым ограничением скорости и инструкциями над головой заметна среди водителей Вашингтона. Отчасти проблема заключается в том, чтобы дать водителям больше времени для адаптации к системе, а другая часть — это плохое исполнение со стороны патруля штата Вашингтон и отсутствие автоматизированного контроля, такого как те, которые используются в Англии.

Система помощи движению по полосе (ассистент движения по полосе) – система безопасности, которая мониторинг движения автомобиля по полосе. Позволяет избежать столкновения с другими транспортными средствами в момент перестроения. Распознают активную и пассивную систему безопасности, пассивная система только подает сигнал о съезде с полосы, активный вариант системы может управлять рулевым колесом или притормаживать в случае необходимости.

Что такое ассистент движения по полосе

Ассистент движения по полосе или так же хорошо известна, как система помощи при движении по полосе – предназначена для контроля и мониторинга передвижения автомобиля по полосе дороги. В основу системы входят механизмы для считывания, обработки информации и механизмы сообщения. Специалисты выделяют два основных типа ассистента движения по полосе: пассивный и активный. Пассивный вариант относится к более старым модификациям и сегодня применяется только на бюджетных автомобилях.

Основная суть работы пассивной системыВ зависимости от типа помощи движению по полосе – мониторить и обнаружить отклонение от дорожной разметки и сообщить об этом водителю. Никаких других действий данный подвид не предпримет. Что касается активного варианты помощи движению по полосе, то её принцип и устройство сильно отличается. Помимо определения выезда автомобиля за пределы полосы движения, система подает сигналы водителю в виде вибрации на рулевом колесе, звуковой сигнал в салоне автомобиля, а так же индикации на панели приборов.

Если же системы видит, что столкновение неизбежно или водитель не реагирует на предупреждения, то весь механизм берется под автоматическое управление. Система самостоятельно подруливает руль до вывода автомобиля на центр полосы. Так же система может полностью остановить автомобиль в случае необходимости.

Стоит отметить, что эффективность работы ассистента движения по полосе допустима только не федеральных трассах, автобанах и прочих дорогах, где отчетливо просматривается дорожная разметка и нет изъянов. На сегодня систему помощи движению по полосе можно найти практически в любом современном автомобиле известных марок. Каждый производитель называет систему по своему, но при этом отличий в строении и принципе работы практически нет. Среди самых популярных брендов можно отметить:

Это минимальный перечень самых известных производителей автомобилей, на борту которых можно найти ассистент помощи при движении по полосе. Не исключен вариант появления подобного механизма у других производителей и под другим названием. Как показывает статистика, принцип работы и реагирования системы будет тем же, но новые разработки могут задействовать и другие системы безопасности, которые так же способны обезопасить пассажиров и избежать столкновения с другими автомобилями на дороге.

Как устроен ассистент движения по полосе

В зависимости от типа (активного или пассивного) системы помощи движению по полосе зависит и устройство механизмов. Пассивная система устроена на порядок проще и включает минимум механизмов. В стандартный набор такого варианта входит кнопка включения, видеокамера и исполнительные устройства, которые будут информировать водителя.

Кнопка может быть расположена на рычаге переключателя поворотов, на центральной панели или же на рулевом колесе. Функции такой кнопки стандартные, включить или отключить действие системы движения по полосе. Видеокамера, можно сказать, выполняет основную роль в работе механизма, как правило, камера монохромная, за счет чего лучше передается и распознается изображение разметки на дороге.

В момент оцифровки, таким образом, лучше передается градация серого цвета, а значит и распознание разметки будет точней. В свою очередь камера напрямую связана с блоком управления, который управляет и обрабатывает полученную информацию. Казалось бы, что это громоздкий механизм, который требует пространства и спрятан где-то под передней панелью. На самом же деле он небольшой и зачастую располагается за центральным салонным зеркалом.

Исполнительным устройством для пассивной системы помощи движению по полосе является лампа индикатора на панели приборов. Она информирует водителя о смене полосы движения. Помимо лампы внимание водителя может привлекать вибрация в рулевом колесе, за счет встроенного вибро двигателя. Сравнивать ощущение можно с мобильным телефоном, который перевели в беззвучный режим. Не исключен и звуковой сигнал, в виде коротких гудков.

Если рассматривать устройство активной системы помощи движению по полосе, то основное устройство такое же, но есть и отличия. В частности в ветровое стекло, точней по периметру крепежа камеры расположен специальный нагревательный элемент. Он не дает запотевать или замерзать стеклу, чтоб камера могла отрабатывать свою задачу без ошибок.Основное отличие активной системы от пассивной – возможной первой управлять автомобилем, а не только информировать водителя. Например, подруливать автомобиль, выводя его на нужную траекторию движения или подтормаживанием колес с одной из сторон. В случае, неизбежного столкновения, система просчитывает оптимальные условия, чтоб уменьшить силу удара. Зачастую такие механизмы способны распознавать состояние водителя, тем самым определяя его способность управлять автомобилем.

Как видим устройство и функции системы несложные, но при этом каждая деталь механизма важна и выполняет свою отведенную роль. Не исключена ситуация, когда ассистент движения по полосе может паразитировать на других системах безопасности, например, мониторинге слепых зон или системе кругового обзора. За их счет блок управления получает больше информации о ситуации вокруг автомобиля.

Принцип работы ассистента движения по полосе

Разобрав устройство ассистента движения по полосе, можно с легкостью понять его принцип работы. Специалисты выделяют 4 основные фазы работы данной системы, первый это считывание информации за счет камеры и распознавание траектории. Второй шаг – визуальное информирование работы системы (за счет индикаторов). Третий шаг – корректировка движения автомобиля, для активной системы, для пассивной этот шаг пропускают. Завершает последний 4-ых шаг – информирование водителя.

Теперь же рассмотрим более подробно, как работает ассистент движения по полосе. Все начало стартует с момента считывания камерой ситуации (изображения) впереди автомобиля. Стоит отметить, что обзорный градус работы камеры зачастую не меньше 120 или даже 150 градусов. Далее, полученное изображение преобразуется в черно-белое и передается в электронный блок управления для обработки.

Таким образом, алгоритм электронного блока управления лучше определяет место расположения разметки на дороге, а так же расположение автомобиля относительно разметки. Именно на основе этих данных система рассчитывает траекторию движения авто, после чего осуществляет передачу сигнала на рулевое управление, тормозную систему или другие механизмы управления транспортным средством.

Многие сразу же думаю, что когда система берет на себя управление рулевым колесом, то сделать нечего нельзя. Нет, это весьма не так, крутящий момент рулевого колеса не велик, и в любой момент водитель может взять на себя управления, при этом система реагирует мгновенно, и не будет препятствовать водителю.

Все же есть и те моменты, которые система учтет, и будет следить постоянно. Если вы все же преднамеренно хотите перестроиться с одной полосы на другую, вам необходимо включить поворот. В ином случае система попросту не даст вам перестроиться на другую полосу, в принудительном порядке возвращая автомобиль на свою траекторию.

Преимущества и недостатки ассистента движения

Как и любой механизм или современная система, ассистент движения по полосе имеет свои преимущества и недостатки. Чтоб понять, в чем плюсы и минусы, рассмотрим в деталях для начала положительную сторону. Первое, на что чаще всего обращают внимание водители, в особенности при использовании активной системы – полный контроль движения автомобиля. Чем выше скорость, тем более точно система контролирует перемещение автомобиля, а так же мониторит состояние водителя. Связано это в первую очередь с тем, что чем выше скорость, тем больше вероятность резкого перестроения с полосы и возможности столкновения с другим транспортным средством.

Второй плюс, это постоянное общение с водителем. Система контролирует водителя и ситуацию вокруг машины. Современные ассистенты движения по полосе могут не только подруливать автомобиль, но и вести полный контроль ситуации. По утверждениям производителей в таком случае задействуется система экстренного торможения, контроль слепых зон и система распознавания дорожных знаков и пешеходов.

Если же говорить о недостатках ассистента движения по полосе, то главным считается работа механизма только на идеально разграфленной дороге. Если же разметка постоянно прерывается, отсутствует или грязная, система попросту деактивируется. Не меньше влияет ширина полосы, чем она уже, тем система хуже распознает разметку, а значит и результат управления так же будет в худшую сторону. Система попросту деактивируется уходя в пассивный режим работы. Специалисты разных производителей данной системы выделяют три основных режима работы активного ассистента движения по полосе:

Как не крути, но получается, что идеальная работа ассистента движения по полосе будет эффективной только на специальных дорогах, автобанах или тех дорогах, где идеально выдержаны все необходимые стандарты.

Видео принцип работы ассистента движения по полосе:

https://youtube.com/watch?v=T8sJwuZyVAY%3Ffeature%3Doembed

https://youtube.com/watch?v=D4Z3DR9ruaE%3Ffeature%3Doembed