PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Zapojení telematického systému vozidel MHD do úlohy optimalizace průjezdu křižovatkou Zdeněk Schimmer Dopravní podnik města Brna, a. s. © říjen 2007

PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Veřejná doprava v Brně (přibližná čísla) obyvatel registrovaných motorových vozidel 120 řízených křižovatek 560 vozidel MHD v dopravní špičce pracovního dne cest vozidly MHD v pracovním dni

Pasivní preference vozidel MHD Založená na pravidelném přidělování volna pro obvyklý průjezd vozidla MHD Nebere ohled na aktuální stav provozu, neboť nerozezná příjezd vozidla MHD. PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Jednoduchá aktivní preference Založená na přenosu jednobitové informace: - přiděluje preferenci pouze přítomnému vozidlu MHD, - nedokáže stanovit objektivní potřebu, - nedokáže rozhodnout mezi více vozidly MHD, - nedokáže (až na výjimky) rozeznat trajektorii průjezdu. Zatěžuje diagram signalizace neproduktivními časy: - dává volno i vozidlu, které je aktuálně nepotřebuje, - zbytečně čeká na vyklízení.

Dynamická preference Založená na přenosu dat z vozidla MHD na řadič SSZ: - přiděluje preferenci pouze vozidlu, které ji aktuálně potřebuje, - detailně rozlišuje mezi vozidly, trakcemi, linkami, směry jízdy atd., -respektuje místně stanovenou hierarchii práv na preferenci -pracuje se všemi místně dosažitelnými daty. Respektuje oprávněné požadavky všech účastníků provozu: -vozidel MHD všech trakcí, -individuální dopravy a chodců. Dokáže hospodařit s každou sekundou signálního plánu: - minimalizuje zdržení vozidel před semaforem, - optimalizuje nezbytnou dobu signálu volno pro vozidla MHD, - nedává zbytečně volno nepřítomnému vozidlu, - izolované větve otevírá pouze pro skutečný průjezd vozidla MHD, - umožňuje zajistit další funkce SSZ závislé na provozu MHD. PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Co nabízíme projektantovi SSZ: - znalost fyzické polohy (GPS), - znalost logické polohy na lince (podle zastávek), - znalost odchylky od jízdního řádu v reálném čase, - znalost provozního stavu vozidla (např. jízda, stání, otevření dveří apod.), - schopnost komunikovat na vzdálenost v řádu stovek metrů, a to i opakovaně. Hardwarová výbava brněnského vozidla MHD (výčet pouze části pro potřeby preference): -palubní počítač, -přijímač GPS, -radiomodem 900 MHz pro komunikaci s řadičem SSZ, -signály z vozu (brzdy, dveře, tlačítka aj.) Databáze v počítači vozidla: -trasy linek s definicí křižovatek, -GPS rovnice komunikačních bodů, -popis přihlašovacích a odhlašovacích bodů, -popis datových paketů. DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Všechna vozidla DPMB jsou vybavená shodným telematickým systémem: Tramvaje 274 řídících vozů, trolejbusy 143, autobusy 295 (říjen 2007).

Editace dat pro palubní počítač: Křižovatky DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Výhybky Zastávky

TELEMATICKÝ SYSTÉM BRNĚNSKÉHO VOZIDLA MHD

Datová komunikace: Informace předávané na řadič SSZ: -dosažení GPS polohy (přihlášení za jízdy, odhlášení po průjezdu), -příjezd do zastávky, -otevření dveří (i opakované), -uzavření dveří, -odjezd ze zastávky, -průjezd zastávkou „Na znamení“ Obsah paketu: - identifikace vozidla (číslo vozu), - typ trakce (tramvaj, trolejbus, autobus), - kódy palubní informatiky (linka, cíl) - trasa průjezdu (větve křižovatky), - hodnota odchylky od jízdního řádu (zpoždění i podjetí), - informace definované pro konkrétní místo a situaci TELEMATICKÝ SYSTÉM NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Podmínky přidělení preference: Hierarchie priorit pro okamžité rozhodování mezi přijíždějícími vozidly MHD: 1.více zpožděné vozidlo má přednost před méně zpožděným, nelze-li rozhodnout 2.tramvaj má přednost před silniční MHD, nelze-li rozhodnout 3.jedoucí vozidlo má přednost před vozidlem stojícím. Základní zásady: -vozidlo MHD vysílá vždy úplné informace, -o preferenci rozhoduje výhradně řadič světelné signalizace, -izolované větve s provozem MHD se otevírají pouze na požadavek, -mezi souběžnými požadavky vozidel MHD se rozhoduje na základě priorit: TELEMATICKÝ SYSTÉM NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Řadiče SSZ komunikující s vozidly MHD (říjen 2007): TELEMATICKÝ SYSTÉM NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Vídeňská x VojtovaRybnická x Kamenice Okružní x Gen. PíkyTurgeněvova x Olomoucká Moravské nám. středJ. Babáka x Tábor Veveří x ŠumavskáChodská x Domažlická Hradecká x TáborŽabovřeská x Hlinky MÚK Táborská x BělohorskáHlinky x Hroznová Palackého x KosmovaBauerova x výjezd z BVV (u DPMB) Merhautova x ProvazníkovaKřenová x Koliště Bubeníčkova x KoperníkovaMendlovo nám. x Křížová Purkyňova x SkácelovaKřížová x Poříčí Kounicova x SlovákovaLesnická x Provazníkova Palackého x HusitskáTechnická x Královopolská Štefánikova x DomažlickáKounicova x Šumavská Sportovní x ŠumavskáKníničská x Bystrcká u kamenolomu Božetěchova x KřižíkovaBauerova - přechod u Riviéry Křižíkova x rampy na Sportovní x výjezd VUT Bauerova x Bítešská u tunelu Hlinky - přechod ED v podjezdu 33 křižovatek, z toho jedna dvojitá = 34 řadičů SSZ

Příklady řešení: Okružní x Generála Píky Tramvaj na separované trati přejíždí jednu z větví křižovatky. Volno pro tramvaj se přidělí pouze přítomnému vozidlu. Tramvaj se přihlašuje z dálky po dosažení GPS polohy. Z opačného směru se přihlašuje v zastávce po uzavření dveří. Zpravidla dostává volno tak, že křižovatku projíždí bez zastavení. Autobusy mají v jedné větvi zastávku na hraně křižovatky. Zde odesílají informaci o ukončení nástupu cestujících a uzavření dveří. Poté se pro ně zajišťuje volno. DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Příklady řešení: Táborská x Jamborova Zastávka za křižovatkou je u hrany chodníku. Vozidlo MHD v zastávce tak zastavuje provoz za sebou. Po vjezdu vozidla MHD do křižovatky se zastaví vjezd dalších vozidel - je možno pouze odbočit vpravo. Zabrání se tak zablokování křižovatky stojícími vozidly. Vozidlo MHD postupně posílá na řadič SSZ informace: - dosažení GPS polohy (z dálky), - dosažení GPS polohy při vjezdu do křižovatky, - zastavení v zastávce, - odjezd ze zastávky. Komunikace tramvají a autobusů je rovnocenná. Pro přihlašování z dálky se ale mezi nimi rozlišuje, a to s ohledem na rozdílné dynamické vlastnosti kolejového a silničního vozidla. DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Příklady řešení: Kosmova x Palackého tř. V zastávce na hraně křižovatky je použito žluté výzvové světelné návěstidlo, slangově „pařát“. Návěstidlem se signalizují dva stavy: Přijetí žádosti o preferenci Trvale svítící úsečka ukazuje požadovaný směr jízdy přihlášeného vozidla. Příprava na odjezd Úsečka bliká, řidič může zavřít dveře. Za několik sekund dostane volno. DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Příklady řešení: Kosmova x Palackého tř. Služební tramvaj „nezná“ trasu jízdy, proto nemůže na řadič SSZ předat potřebnou informaci automaticky. Řidič vozu musí před křižovatkou prostřednictvím palubního počítače odeslat náhradní paket s informací, kam jede (vlevo, rovně, vpravo). Pokud na této křižovatce chce jet do běžně nepoužívaného směru, řadič SSZ mu poskytne čas na ruční přestavění výhybky. Řadič SSZ si pamatuje poslední akci a podle požadavku na směr jízdy následující tramvaje i jí může poskytnout čas na ruční přestavění výhybky do žádaného směru. DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Příklady řešení: Moravské náměstí Do jedné větve ústí linky tramvají ze dvou směrů. Následující zastávky ale nejsou společné – tramvaje linek 3 a 11 nástupiště ostatních linek projíždějí. Při časovém souběhu požadavků jsou tramvaje linek 3 a 11 preferovány před ostatními linkami odjíždějícími do stejné větve křižovatky. Vozy před křižovatkou předávají informace o zastavení v zastávce a o ukončení nástupu cestujících a uzavření dveří, a to i opakovaně. DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE 6 3

Výpis dat na řadiči: Moravské náměstí Preference linky 11 před linkou 7: Linka 11 přijela později ale odjíždí dříve.

Příklady řešení: Tábor x Jana Babáka Tramvaje a trolejbusy projíždějí křižovatkou obousměrně 3 větvemi. V pracovní den v době od 7 do 8 hodin projede zastávkou Klusáčkova, která leží ve společné větvi všech linek, v jednom směru 43 tramvají a trolejbusů. Jízda vozidla MHD je na řadiči semaforů detekována několika datovými pakety. Například při jízdě tramvaje ve směru do Králova Pole se odesílají mj. informace: - zastavení a otevření dveří v zastávce Klusáčkova (85 m před křižovatkou), - uzavření dveří a odjezd ze zastávky Klusáčkova, - GPS průjezd okolo návěstidla před křižovatkou (25 m před křižovatkou), - GPS průjezd křižovatkou, - GPS průjezd přes řízený přechod pro chodce u školy za křižovatkou. Trolejbus jedoucí do Žabovřesk se odhlašuje po úspěšném odbočení vlevo. Z opačného směru se odesílají obdobné informace, začíná se zastavením tramvaje u zastávky Tererova již 330 m před přechodem pro chodce u školy. DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Příklady řešení: Tábor x Jana Babáka DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Grafická definice komunikačních bodů na podkladu kalibrované ortofotomapy: Hranice zjišťované pomocí GPS jsou definovány čtverci a polorovinami. Na obrázku jsou vidět všechny GPS hranice použité pro řízení této křižovatky. Žlutý čtverec a polorovina definují hranici průjezdu okolo návěstidla 30 m před stopčárou křižovatky Body definované technologickými událostmi, např. zastavením v zastávce, na mapě pochopitelně vidět nejsou. Ulice Tábor Ulice J. Babáka Ulice Kounicova zastávka Klusáčkova

InterniCisloKrizovatky 21 MorseAdresaKrizovatky $699782CC BkomCisloKrizovatky 716 Odhlasovani ano ;Ul. Kounicova ED zastávka Klusáčkova příjezd KodPrihlasovacihoMista 22 Vetev 3 KodNaslednehoPrihlasovacihoMista 23 ;Ul. Kounicova ED zastávka odjezd KodPrihlasovacihoMista 23 Vetev 3 KodNaslednehoPrihlasovacihoMista 24 ;Ul. Kounicova ED předsignál 25 m před stopčárou KodPrihlasovacihoMista 24 Vetev 3 KodNaslednehoPrihlasovacihoMista 25 ;Ul. Kounicova ED stopčára KodPrihlasovacihoMista 25 Vetev 3 ;Ul. J. Babáka ED přechod u školy směr Kr. Pole KodOdhlasovacihoMista 2 Vetev 1 Příklady řešení: Tábor x Jana Babáka DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE Výtah z textového popisu komunikace: Identifikace křižovatky Sekvence komunikačních bodů Rovnice komunikačních bodů RovniceMista 22 ; PrijezdDoOdjezdoveZastavky RovniceMista 23 ; OdjezdZeZastavky RovniceMista 24 ; Ctverec StredX StredY Strana 102 and Polorovina PX PY QX QY RovniceMista 25 ; Ctverec StredX StredY Strana 107 and Polorovina PX PY QX QY

Přednosti brněnského systému: -Popis datové komunikace vozidla na konkrétní křižovatce je součástí databáze tras v palubním počítači vozidla MHD. Při změně jízdních řádů či tras se změna okamžitě přenáší na řadič SSZ a tím do procesu optimalizace. -Projektant může navrhnout jakékoliv řešení, aby dosáhl optimálního výsledku řízení provozu na konkrétní křižovatce. Je vázán pouze přítomností požadované informace v palubním systému vozidla MHD. -Data zachycená z vozidel MHD je možno účinně využít pro další optimalizaci provozu na křižovatce. -Systém nevyžaduje, s výjimkou radiomodemu ve skříni řadiče, žádnou pozemní infrastrukturu. -Radiomodem 900 MHz ve vozidle se využívá i pro automatickou údržbu dat palubního systému vozidel MHD v garážích a ve vozovnách. Anténa a radiomodem v plastové skříni řadiče SSZ DYNAMICKÁ PREFERENCE MHD NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Závěr: Dynamická preference založená na komunikaci inteligentního vozidla s inteligentním řadičem je jedním z mnoha kroků umožňujících koexistenci všech účastníků dopravy bez nadměrného omezování. Dynamická preference - neboli optimalizace - tak významně šetří čas, peníze a nervy všem! OPTIMALIZACE PROVOZU NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

datová rádiová komunikace MORSE mezi vozidlem MHD a řadičem SSZ zařízení světelné signalizace CROSS, interface MORSE - Siemens HW, SW a data palubního počítače, grafické rozhraní pro editaci komunikace zařízení světelné signalizace Siemens Řešitelé OPTIMALIZACE PROVOZU NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE

Děkuji za pozornost OPTIMALIZACE PROVOZU NA ŘÍZENÉ KŘIŽOVATCE