Адаптивное управление. Основные алгоритмы

Параметры управления должны учитывать как суточное изменение интенсивности, так и ее колебания в один и тот же период времени (случайное прибытие транспортных средств к перекрестку). Это возможно при использовании адаптивного управления, имеющего обратную связь с транспортным потоком. Она реализуется с помощью детекторов транспорта, расположенных в зоне перекрестка и обеспечивающих непрерывную информацию о параметрах потока.

По способу переработки этой информации алгоритмы адаптивного управления делятся на три группы:

1. Алгоритмы, предусматривающие переключение сигналов светофора по информации о состоянии перекрестка в данном цикле регулирования.

2. Алгоритмы статистической оптимизации, позволяющие по информации о состоянии перекрестка в данный момент определить параметры управления на следующий момент времени на основе вероятного прогнозирования этого состояния.

3. Алгоритмы случайного поиска. Параметры управления изменяются случайно с одновременным анализом критерия эффективности (например, задержки). Управление считается оптимальным при достижении максимума или минимума критерия эффективности (минимума задержки).

Для локального управления получили распространение алгоритмы 1-й группы, которые отличаются сравнительной простотой. К ним относятся:

1. Алгоритм поиска разрыва в транспортном потоке в направлении действия разрешающего сигнала при фиксированных значениях управляющих параметров (время, определяющее разрыв в потоке, минимальная и максимальная длительность разрешающего сигнала). Сигнал переключается с разрешающего на запрещающий при обнаружении временного интервала между прибывающими к перекрестку автомобилями, большего или равного заданному. В противном случае длительность разрешающего сигнала продлевается на длительность заданного интервала.

2. Алгоритм поиска разрыва при переменных управляющих параметрах, зависящих от условий движения. Такой способ управления является более гибким, т.к. при этом используется большая информация о параметрах потока. В частности, интервал времени, определяющий разрыв в потоке, задается в зависимости от скорости прибывающих к перекрестку автомобилей, минимальная и максимальная длительности разрешающего сигнала зависят от очереди автомобилей соответственно в рассматриваемом и конфликтующем направлениях.

3. Алгоритмы сравнения транспортной задержки на подходе к перекрестку в направлении разрешающего сигнала с транспортной задержкой в конфликтующем направлении. Разрешающие сигналы пропорциональны задержкам в прямом и конфликтующем направлениях. Минимизация общей задержки на перекрестке.

4. Алгоритм, предусматривающий лишь пропуск очередей, образовавшихся в период действия запрещающего сигнала. Сигналы переключаются сразу после проезда стоп-линии последним автомобилем очереди. Реализация алгоритма основана на информации о потоках насыщения на всех подходах к перекрестку. По потоку насыщения определяют временной интервал между автомобилями очереди, покидающей перекресток. Превышение этого интервала означает, что интенсивность движения стала меньше потока насыщения, следовательно, наступил момент смены сигналов.

5. Алгоритм, предусматривающий перераспределение длительности фаз внутри цикла на основе анализа текущих фазовых коэффициентов в конфликтующих направлениях. Длительность разрешающих сигналов при этом способе управления соответствует фактической загрузке направлений движения. Возможно применение этого алгоритма как с постоянным циклом регулирования, так и с переменным, рассчитываемым заново на каждом шаге управления.

8. ДЕТЕКТОРЫ ТРАНСПОРТА