Hierarchiczna struktura zarządzania ruchem
W procesie ruchu w mieście można wyróżnić podprocesy zachodzące w różnych horyzontach czasowych [1,15]. I tak będą to procesy stosunkowo szybkie (sek.), związane z bieżącymi decyzjami przy poruszaniu się na odcinku ulicy czy skrzyżowaniu ulic (np. wybór pasa ruchu na wlocie skrzyżowania). Wolniejsze procesy (min.) wiążą się z wyborem jednej z alternatywnych tras przejazdu do celu podróży, a także poszukiwaniem wolnych miejsc parkingowych. Najwolniejsze (godz.), to procesy wynikające z decyzji o przemieszczaniu, w tym wyboru środka transportu. Z tak zdekomponowanym procesem ruchu można skojarzyć sposoby oddziaływania na niego, które swym zasięgiem obejmują coraz szerszy horyzont czasowy. Wyodrębnimy, więc (rys.2) zarządzanie operacyjne, zarządzanie taktyczne i zarządzanie strategiczne.
Zarządzanie operacyjne
Zarządzanie operacyjne to bezpośrednie oddziaływanie na ruch (podproces szybki) w celu jego szeroko pojętej stabilizacji w przedziale roboczym koncentracji. Stabilizacja będzie polegała na zregulowaniu odchyleń ruchu od wartości pożądanych, przede wszystkim za pomocą sygnalizacji świetlnej. Działanie to dotyczy nie tylko pojazdów osobowych, ale także transportu publicznego, w przypadku odchyleń od rozkładu jazdy, oraz transportu towarowego. Poprzez kompresję ruchu (znaki zmiennej treści), w drodze obniżenia prędkości ruchu zapobiega się przesyceniom, stabilizując ruch w przedziale roboczym. Znaki zmiennej treści wykorzystywane są także do dynamicznego przydziału pasów ruchu do kierunku ruchu lub środka ruchu. Oddziaływania za pomocą sygnalizacji świetlnej dotyczą parametrów cyklu sterującego, a więc wydłużania i skracania długości cyklu (w szczególności cykle podwójne albo połówkowe), zmiany offsetów i splitów, a także sekwencji sygnałów, łącznie z podwójnym zapaleniem w cyklu.
Inne, adaptacyjne podejście do sterowania ruchem [13, 25] definiuje tzw. okno czasowe, w ramach którego jest wyświetlany sygnał zielony. Okno czasowe wąskie jest obligatoryjne i przy braku zgłoszeń na detektorach realizuje się okresowo ze stałym cyklem bazowym Cb. Natomiast przy zapotrzebowaniu na dłuższą obsługę, niż gwarantuje okno wąskie, sygnał zielony może rozpocząć się wcześniej, w dowolnym momencie f pomiędzy fs i fw oraz zakończyć później, w dowolnym momencie pomiędzy fw+gw i fs+gs, czyli początek i czas trwania sygnału zielonego są zmienne. W kolejnych cyklach sterowania początki i końce sygnałów zielonych będą następowały ze zmiennym cyklem, oscylującym w dużym zakresie wokół stałej wartości Cb. Istotną różnicą pomiędzy oknami czasowymi, a tzw. akomodacją jest zmienność długości cyklu wokół wartości bazowej, która umożliwia bilansowanie ruchu w horyzoncie czasowym obejmującym kilka cykli sterowania, uwzględniając naturalne wahania natężenia ruchu z cyklu na cykl (bazowy).
Istniejące podejścia do sterowania ruchem można podzielić na mikrosterowanie, makrosterowanie i sterowanie hierarchiczne [1]. Sterowanie stałoczasowe (makrosterowanie), jako szczególny przypadek sterowania w ramach okien czasowych wystąpi, gdy okna szerokie i wąskie są identyczne. Sterowanie niczym nieograniczone (mikrosterowanie) będzie miało miejsce, gdy okno wąskie będzie dopełnieniem okna szerokiego, a okno szerokie będzie dostatecznie długie (np. równe długości cyklu). Możemy wtedy mówić o ujemnej szerokości okna wąskiego, która oznacza, że moment najpóźniejszego zapalenia sygnału zielonego pokrywa się z końcem okna szerokiego, a moment najwcześniejszego zgaszenia sygnału zezwalającego na ruch pokrywa się z początkiem okna szerokiego. A więc, sterowanie w ramach okien czasowych jest sterowaniem pośrednim pomiędzy obu klasycznymi sposobami sterowania, będąc ich uogólnieniem.
System okien czasowych stanowi, więc kompromis pomiędzy całkowitą swobodą mikrosterowania, a sztywnością makrosterowania. Zapewniając stabilność sterowania, umożliwia jednocześnie jego adaptacyjność, które to cechy łącznie nazwiemy elastycznością. Elastyczna koordynacja ruchu różni się istotnie również od klasycznego podejścia hierarchicznego, gdyż nie rozdziela optymalizacji splitów od optymalizacji offsetów, a z optymalizacją bazowej długości cyklu wiąże wyznaczanie optymalnych struktur sterowania w sieci ulic.
