CC BY
39Решетневскце чтения
УДК 658. 7
В. С. Горошко, Я. И. Шамлицкий
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
АЛГОРИТМЫ АДАПТИВНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ДОРОЖНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
Приведены недостатки транспортной инфраструктуры современных российских городов. Рассмотрены основные применяемые алгоритмы адаптивного управления дорожным движением.
Бурный процесс автомобилизации с каждым годом охватывает все большее число стран, постоянно увеличивается автомобильный парк, количество вовлекаемых в сферу дорожного движения людей. Рост автомобильного парка и объема перевозок ведет к увеличению интенсивности движения, что в условиях городов с исторически сложившейся застройкой приводит к возникновению транспортной проблемы. Особенно остро она проявляется в узловых пунктах улично-дорожной сети (УДС). Здесь увеличиваются транспортные задержки, образуются очереди и заторы, что вызывает снижение скорости сообщения, неоправданный перерасход топлива, повышенное изнашивание узлов и агрегатов транспортных средств, повышается уровень загрязнения воздушного бассейна города продуктами неполного сгорания топлива, количество дорожно-транспортных происшествий.
В течение длительного времени в нашей стране приоритет в развитии транспортного обслуживания отдавался общественному пассажирскому транспорту, и в качестве расчетного значения для городов уровень автомобилизации принимался равным 60 автомобилей на 1000 жителей. Именно на этот уровень автомобилизации и была создана вся транспортная инфраструктура и система управления дорожным движением современных российских городов.
Обеспечение быстрого и безопасного движения в современных городах требует применения комплекса мероприятий архитектурно-планировочного и организационного характера. Механическое развитие УДС города увеличением ширины проезжей части магистральных улиц, пропускной способности пересечений не может решить проблему городского движения. Для удовлетворения спроса на поездки по городу на автомобиле только для сегодняшнего уровня автомобилизации требуется увеличение пропускной способности УДС не менее чем в 5 раз [1].
При решении проблемы организации городского движения и управления транспортными потоками в международной практике широко используется система интеллектуальной транспортной инфраструктуры, способной эффективно управлять существующей улично-дорожной сетью дорог с учетом ее плотности и пропускной способности.
Наблюдаемое в течение суток изменение интенсивности движения требует соответствующего изменения длительности цикла и разрешающих сигналов. В противном случае задержка транспортных средств неоправданно возрастает. Многопрограммное жесткое управление способствует снижению задержки, однако
не является оптимальным. Оно не способно учитывать кратковременные случайные колебания в числе автомобилей, подходящих к перекрестку.
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 можно разделить 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 вероятностного 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. Проще и их техническая реализация. Из алгоритмов данной группы на практике широкое применение получил алгоритм поиска разрыва в потоке при фиксированных значениях управляющих параметров. Это объясняется простотой алгоритма, для отработки которого требуется минимум информации о параметрах потока. В любой момент времени важен лишь факт наличия или отсутствия транспортных средств на подходе к перекрестку. При этом информация не накапливается: с прибытием к перекрестку очередного автомобиля информация о предыдущем автомобиле не требуется. В силу этого работа по указанному алгоритму меньше подвержена влиянию погрешности детекторов транспорта (нет накопления ошибок). Один детектор может быть использован для нескольких полос обслуживаемого на -правления движения. К достоинствам алгоритма относится также обеспечение необходимого уровня безопасности движения, так как при появлении
Логистика в аэрокосмической отрасли
разрыва в потоке в момент выключения разрешающего сигнала есть гарантия отсутствия автомобиля в зоне перекрестка.
Алгоритм поиска разрывов в потоке по сравнению с жестким управлением обеспечивает снижение задержки на 10-60 %. Это во многом определяется загрузкой перекрестка. Высокая эффективность алгоритма наблюдается при малоинтенсивном движении, что достигается за счет снижения числа ненасыщенных направлений движения.
Однако применения одного алгоритма, как правило, оказывается недостаточно в условиях пиковых
нагрузок на УДС, тем более, если речь идет об объединении перекрестков, регулируемых с помощью АСУДД, в сеть. Отсюда вытекает задача поиска оптимального алгоритма (или нескольких алгоритмов) для управления дорожным движением в рамках достаточно определенных условий работы УДС.
Библиографическая ссылка
1. Клинковштейн Г. И., Афанасьев М. Б. Организация дорожного движения : учебник для вузов. 5-е изд., перераб. и доп. М. : Транспорт, 2001.
V. S. Goroshko, Ya. I. Shamlitskiy Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
ALGORITHMS OF ADAPTIVE TRAFFIC COORDINATION SYSTEMS
Disadvantages of Russian urban transport infrastructure are shown. Main adaptive traffic coordination algorithms are considered.
© Горошко В. С., Шамлицкий Я. И, 2012
УДК 658. 07
Т. А. Громова, А. В. Селиванов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ЛОГИСТИКА ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
Использован инструментарий логистики для ведения образовательного процесса, дано определение понятия «образовательная логистика».
В российском обществе продолжается новый этап модернизации образования. Работа по повышению качества образования связана с системой достоверных знаний о процессах образования, их управлении, организации, перепроектировании и перепрограммировании, а это требует привлечения возможностей логистики. Решить подобные задачи можно на основе системного подхода, учитывая действия принципов логистики в образовательной сфере с учетом интересов работодателей.
В современных условиях все возрастающей глобализации экономики логистика позволяет синхронизировать материальные потоки и минимизировать затраты в бизнесе, при этом, постоянно развиваясь, она захватывает все новые сферы приложения, что стало возможным благодаря передаче и обработке огромного количества информации через Всемирную паутину [1].
В отличие от логистики промышленных предприятий, на сегодняшний день нет четкого определения понятия образовательной логистики, но для применения инструментария логистики в образовании необходим поиск такого универсального понятия [2].
Так, в работе Ю. В. Крупнова предлагается следующее определение: «Образовательная логистика есть наука и техника организации и соорганизации образовательных функций (позиций) и процессов с
точки зрения повышения эффективности образовательной деятельности в целом» [3].
Известный экономист В. М. Лившиц предлагает использовать термин «педагогическая логистика». Педагогическая логистика управляет (синхронизирует) такими потоками, как знание, психология, обучение, здоровье, информация, оборудование. Целью педагогической логистики является нахождение оптимума путем компромисса [1].
В исследованиях О. В. Андрюшкиной, М. В. Лега-на, Т. А. Яцевича предлагается определение: «Педагогическая логистика - это наука управления многопотоковой системой развития образования, так как педагогическая логистика позволяет синхронизировать педагогическую систему, управляя потоками знания, обучения, психологии, здоровья, информации и оборудования» [4].
Еще одно определение предлагает В. А. Денисенко: «Образовательная логистика - это наука и искусство синтеза научных приемов и методов изучения и исследования массовых образовательных потоков с их процессами для сквозной организации и управления ими в целях достижения эффективного приращения в социальном пространстве и времени вектора культуры личности у потокообразующих субъектов образовательной деятельности» [5].
