Sisteme Inteligente de Management al Traficului și Monitorizare a Drumurilor

Lucrarea de faţă prezintă aplicaţii de gestiune a traficului şi monitorizare a drumurilor folosind ultimele generaţii de sisteme IT şi de telecomunicaţii mobile. Un sistem inteligent cu funcţie de auto-învaţare este propus pentru intersecţii semaforizate urbane. Acest sistem permite reglarea automată a timpilor de verde în funcţie de traficul din intersecţie precum şi în funcţie de traficul din intersecţiile din amonte şi aval.

Un sistem de montorizare de la distanţă a stării drumurilor este de asemenea introdus. Acest sistem face uz de echipamente moderne de comunicaţii pentru citirea şi transmiterea periodică la distanţă a unor parametrii: temperatura la nivelul carosabilului, umiditatea, intensitatea vântului şi greutatea vehiculelor.

1. Sistem inteligent de semaforizare

Sistemele tradiţionale de semaforizare constau în fixarea timpilor de verde pentru fiecare sens de mers în funcţie de măsurători de trafic. Aceşti timpi de verde rămân constanţi pe o perioada foarte lungă de timp. Această soluţie însă are dezavantajul major că nu ţine cont de condiţiile de trafic cotidiene, respectiv anumite vârfuri de trafic pe anumite perioade orare. In consecinţă, un sistem inteligent de semaforizare trebuie să ia în calcul valorile de trafic auto precum şi să îşi adapteze în permanenţă timpii de verde la aceste condiţii. Mai mult de atât, în stabilirea timpului de verde pentru un sens trebuie luate în considerare şi valorile de trafic de la intersecţiile din amonte şi aval.

Soluţia prezentă în această lucrare are două caracterisitici importante: o măsurare continuă a traficului în intersecţii şi o comunicare a valorilor de trafic între intersecţii pentru stabilirea timpului optim de verde.

Măsurarea traficului într-o intersecţie trebuie să ţină cont nu numai de numărul de vehicule cît şi de tipul lor, respectiv lungimea acestora. Astfel, senzorii bazaţi pe efect Doppler sunt cei mai recomandaţi, datorită capacitaţii de a da atât informaţii despre numărul de vehicule cât şi despre tipul acestora. Valorile de trafic astfel obţinute sunt transmise unei unitaţi de calcul (UC) a intersecţiei. O schemă de reprezentare funcţională a UC este prezentată în Figura 1

Unitatea centrală primeşte valorile de trafic din intersecţie precum şi de la intersecţii din aval şi/sau amonte. Aceste ultime valori funcţionează ca şi valori de corecţie pentru timpul de verde rezultat în urma indicatorului de trafic din intersecţie.

În urma măsuratorilor de trafic se poate caracteriza statistic o intersecţie prin densitatea temporală de probabilitate a numărului de vehicule. O astfel de informaţie statistică este utilizată de asemenea în calculul timpului de verde în special în faza de iniţializare a sa.

Figura 1: Modelul UC

NL – este numărul de vehicule măsurat în intersecţie;

N1a – este numărul de vehicule măsurat în prima intersecţie din aval;

N2a – este numărul de vehicule măsurat în a doua intersecţie din aval;

N1v – este numărul de maşini măsurat în prima intersecţie din amonte;

tv1 – este timpul de verde rezultat.

Sistemul prezentat funcţionează ca o buclă de revers (feedback) astfel că este adaptabil la condiţiile de trafic. Impunând nişte constrângeri referitoare la timpul maxim şi minim de verde se pot evita anomalii de funcţionare, respectiv verde permanent sau roşu permanent.

O schemă logică de funcţionare a algoritmului de adaptare este prezentată în Figura 2.

Noutatea sistemului prezentat constă în comunicarea informaţiilor de trafic între intersecţii astfel încât se creează o interdependenţă între acestea în ceea ce priveste alocarea timpilor de verde. Acest lucru duce la o optimizare a managementului de trafic şi evitarea blocajului în intersecţii.

Transmisia datelor de la UC a unei intersecţii la alta se face wireless, existând două posibilitaţi:

1. Transmisie de date GPRS folosind o reţea securizată VPN (Virtual Private Network)