Model dopravní mikrooblasti

Model dopravní mikrooblasti pro popis a řízení délek kolon v křižovatkách pomocí světelné signalizace

Městské dopravní mikrooblasti • křižovatky + spojovací komunikace • měření dat pomocí detektorů • SSZ v některých křižovatkách

Měřená data, řízení • intenzity dopravního proudu (počet aut za periodu vzorkování) • obsazenosti (poměr doby, kdy byl detektor obsazen, lomený délkou sledování) • poměr zelené (doba zelené v určité fázi lomená dobou cyklu)

Vztah kolona - intenzita • jedno rameno křižovatky

Stav ramene křižovatky • Kolona je (na konci zelené) Itzt + qt > Kt ....  = 1 • Kolona není (na konci zelené) Itzt + qt < Kt ....  = 0

Průjezd z ramene do křižovatky • závisí na stavu křižovatky • kolona je Pt = Kt = Stzt • kolona není Pt = Itzt + qt • lze zapsat pomocí  • Pt =  Stzt + (1-)(Itzt + qt)

Vztah kolona - intenzita • Princip: kolona je, jaká byla, plus to, co přijelo, minus to, co odjelo. qt+1 = qt + It - Pt nová stará příjezdová průjezd do kolona kolona intenzita křižovatky

Vztah kolona - obsazenost • Princip: „v blízkosti“ detektoru je obsazenost přímo úměrná délce kolony. Ot+1 = a1Ot + a2qt + a3 nová slabá lineární závislost obsazenost autoregrese na koloně

Výstup z křižovatky • pro dva vstupy a jeden výstup yt = P1;t + P2;t

Stavový model • stavová rovnice (jedno rameno) • výstupní rovnice (jedno rameno)

Odhadování • známé parametry modelu => lineární odhad stavu (qt a Ot) • nebude-li vztah q-O lineární • lze využít jiný, pevný, vztah • lze tento vztah odděleně odhadovat • lze se vrátit k nelineárnímu KF • pro řízení použijeme bodové odhady délek kolon

Řízení • pomocí lineárního programování na odhadech z modelu. • definujeme • a dostaneme omezení ve tvaru rovnosti - - vyjadřují podmínky průjezdu křižovatkou.

Řízení • Lineární programování • kritérium: cXt -> min; c=[1 0 0 0] • omezení rovnosti MXt=Nt, z1;t+z2;t=1 • omezení nerovnosti Xt>0; ut(ud, uh) !!! kolona, obsazenost, zelené - omezení přírůstků - omezení z nadřazeného regulátoru

Shrnutí k modelu mikrooblasti • Pozorovatelnost: nový model je plně pozorovatelný. • Korekce poruch: kolona se počítá z měřených intenzit, koriguje se z odhadované a měřené obsazenosti. • Jednoduchost: model může fungovat čistě jako počítadlo aut v koloně, ale lze jej rozšířit na odhadovač. • Nic nebrání vrátit se k původnímu nelineárnímu odhadování.

Nadřazený regulátor • Stejný jako lokální, ale v analogii křižovatka - mikrooblast • saturovaný tok = (vážený) součet minimálních saturovaných toků směrem do sousední oblasti • podíl zelené = (průměrný) podíl zelených ve směru mezi oblastmi, nebo „kolmo“ • směrové vztahy = podíly odbočení mezi oblastmi (z ij jako podm. pr. ve stromu)

...pokračování • délka kolony = součet délek kolon ve směru k sousední oblasti (množství aut, směřující k sousední oblasti) • vstupní intenzity = měřené intenzity ve všech oblastech • výstupní intenzity = měřené výstupy ve všech oblastech, nebo měřené vstupy v sousedství

Druhy řízení v hierarchii • základem je podíl zelených podle dopravního návrhu - základní nastavení • lokální řízení dává optimální odchylky kolem základního nastavení (přidává nebo ubírá zelené v jedné křižovatce) • nadřazené řízení mění (pomalu a v určitém rozsahu) základní nastavení

Řízení nadřazeným regulátorem • lokální řízení je optimální, nadřazené koordinační => výsledek optimalizace dá určité hodnoty podílů zelené; my v tomto směru budeme realizovat jen malý přírůstek => změna intenzity přesunu aut mezi oblastmi

Experiment 1 • mikrooblast (supina mikrooblastí) Zborovská, Svornosti

Experiment 2 • dvě mikrooblasti (fikce)

Závěr • nový model mikrooblasti • bez odhadování parametrů (lze zahrnout) • lokální řízení i více oblastí • pracuje se na koordinaci • všechny experimenty v digitální simulaci

Model dopravní mikrooblasti