Artykuły

Podsumowanie i perspektywa rozwoju

Celem projektu badawczego było polepszenie przebiegu ruchu drogowego w mieście Ingolstadt. Przeprowadzono dwa różne działania: online-optymalizacja całej sieci sygnalizacji ulicznej przy pomocy genetycznych algorytmów i komunikacja pomiędzy sygnalizacją świetlną i pojazdem dla indywidualnej informacji kierowcy.

Pierwszym punktem wyjściowym było wynalezienie genetycznego algorytmu (GA) do optymalizacji całej sieci sygnalizacji ulicznej, który został zaimplementowany do adaptacyjnego sieciowego sterowania ruchem BALANCE, jako alternatywa do istniejącego algorytmu Hill-Climbing.

Znaczną część sieci głównych ulic miasta Ingolstadt podłączono do systemu adaptacyjnego sterowania. Istniejący BALANCE z optymalizacją Hill-Climbing był skuteczniejszy od sterowania bazowego o 12%. Poprzez BALANCE i GALOP czasy oczekiwania zmniejszyły się o dodatkowe 10%. Czasy strat na sygnalizacjach świetlnych w okresach szczytu popołudniowego, między godziną 15 i 19 zmniejszono o 32%. Ilość zatrzymań zmniejszyła się w ciągu dnia o 17%.

Dla środowiska oznacza to, że poprzez wprowadzenie adaptacyjnego sterowania sieciowego BALANCE, zużycie paliwa, które jest spowodowane poprzez czasy oczekiwania i rozruszania pojazdów przy sygnalizacjach świetlnych w sieci, zmniejszono o 19%. Przeliczając to na skalę roku jest to oszczędność rzędu 700.000 litrów paliwa albo 1.600 ton CO₂.

Drugi temat w projekcie TRAVOLUTION pokazuje techniczną możliwość komunikacji między pojazdem i sygnalizacją świetlną. Na trzech wysoko obciążonych węzłach wyposażono sygnalizację świetlną tak, żeby przybliżające się pojazdy otrzymały informacje o stanie sygnalizacji w najbliższym czasie.

Te dwa realizowane projekty, „Informacja o pozostałym czasie czerwonym i dynamiczna fala zielona”, wymagają, jako warunek konieczny, niezawodnej prognozy schematów świateł. Prognoza dla innych niż stało czasowo sterowanych sygnalizacji jest zagadnieniem bardzo złożonym. Prawdopodobieństwo pojawienia się zielonego światła oblicza się co sekundę i poprzez moduł komunikacyjny w sygnalizacji świetlnej przekazuje się tę informację do pojazdu, zostaje ona tam przetwarzana i poprzez system informacji dla kierowcy wyświetlana. Wymienione metody obliczeń zalecanej prędkości, uwzględniające zatory albo samochody jadące przed pojazdem z wbudowanym systemem o pozostałym czasie czerwonym, wymagają dalszych badań.

Czy wprowadzenie takiego systemu będzie sensowne, zależy nie tylko od zagadnień technicznych i komunikacyjnych, ale również od ekonomicznych i politycznych. Możliwe scenariusze wprowadzenia komunikacji infrastruktura-pojazd ukazały się w publikacjach (porównaj MENIG, WISCHHOF et al., 2008), jednak trzeba je dostosować do komunikacji sygnalizacji świetlnej z pojazdem.

Sukces projektu badawczego komunikacja sygnalizacji świetlnej z pojazdem i adaptacyjne sterowanie siecią pozwolił na jego rozbudowę na następnych sygnalizacjach świetlnych. Wynalezione technologie znajdą ponadto swoje zastosowanie w już rozpoczętym projekcie badawczym SIM-TD (Sichere Intelligente Mobilität – Testfeld Deutschland / bezpieczna inteligentna mobilność – obszar testów Niemcy). Technologia będzie implementowana w systemach sterowania ruchem innych producentów i dalej rozwijana.

Herwig Wulffius

Przypis:
³Dane kluczowe do obliczeń: natężenia ruchu drogowego według pomiarów ruchu na rozpatrywanych trasach, 20ml zużycia paliwa na jedno rozruszenie pojazdu, 1,8l zużycie paliwa na jedną godzinę czekania (dane pochodzą z Audi-Motorentechnik jak i z Schnabel/Lohse, Grundlagen der Straßenverkehrstechnik, Verlag für Bauwesen, Berlin 1997)

Literatura (PDF)

Tweet