Systémy řízení silniční dopravy Přednáška Využití prostředků řízení silniční dopravy1 Doc. Ing. Miloslav Řezáč, Ph.D. Katedra dopravního stavitelství, Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava

Organizace, regulace a řízení dopravy Obecně: organizace dopravy – uspořádání celé dopravní soustavy. Organizace dopravy – opatření širšího významu s dlouhodobou platností. Regulace (řízení) dopravy – operativní zásahy do dopravního děje (zákazy a příkazy), obvykle krátkodobějšího charakteru. Organizační, případně i regulační opatření dlouhodobého a trvalého charakteru: uspořádání provozu na komunikačních sítích vyšších urbanistických celků (zvýšení homogenity na dopravních tazích), organizace a regulace dopravy v prostoru křižovatek, opatření směřující k zvýšení homogenity dopravního proudu, prostředky preference vozidel MHD, popř. další skupin vozidel. Organizační a regulační opatření přechodného a krátkodobého charakteru: opatření snižující rozpor mezi intenzitou a kapacitou komunikace v době dopravních špiček, výběr a vyznačení dočasných objízdných tras, regulační opatření v době mimořádné koncentrace dopravy (rekreační špičky, akce).

Inteligentní dopravní systémy (ITS) Počátky inteligentních dopravních systémů (ITS) lze datovat do 60. a 70. let 20. století v Tokiu. Základním úkolem bylo dynamicky řídit provoz na komunikacích. Z technického hlediska se jednalo antény zabudované v povrchu vozovky, které fungovaly jako komunikační linka mezi vozidly a infrastrukturou. ITS v moderním pojetí představují spojení informačních a komunikačních technologií s vozidly a dopravními sítěmi. U nás se ITS někdy označuje pojmem dopravní telematika - spojení slov telekomunikace a informatika. ITS má optimalizovat dopravní toky a zvýšit tak plynulost dopravy i bezpečnost provozu. Optimalizací dopravy zároveň dojde k její vyšší efektivitě. ITS má být účelným nástrojem pro zlepšení dopravní situace bez dalšího rozšiřování komunikační sítě.

Inteligentní dopravní systémy (ITS) Smyslem zavádění ITS je zlepšit každý článek dopravního řetězce, snížit dopad jeho vlivů na životní prostředí a optimalizovat jeho řízení. Dopravně – přepravní řetězec – soubor objektů přepravy, dopravních prostředků, dopravních cest a terminálů

Definice ITS

Definice Architektura ITS – definuje základní uspořádání zkoumaného systému v prostoru a je spolu s vytýčením rozhraní výchozím stupněm identifikace, resp. kompozice systému. Prvky systému chápeme jako nosiče dílčích systémových funkcí (služeb), vazby systému definují možnosti řetězení prvků a tedy též možnost existence procesů. Zjednodušeně se jedná o popis typové strukturu systému dopravní telematiky, jehož jednotlivé prvky lze definovat jako referenční, funkční, informační, fyzické komunikační a organizační a které mezi sebou vzájemně komunikují. Detektor – zařízení pro zjišťování nebo identifikaci vstupních dat a informací pro systémy dopravní telematiky. Měření probíhá pomocí čidel - senzorů. Aktor – výkonný prvek (zařízení) systému dopravní telematiky, zajišťující vizuální předání příkazu nebo poskytnutí informace účastníkům provozu (jedná se o např. o informační tabule, uzavíratelné brány na komunikacích nebo proměnné dopravní značky).

Architektura ITS - základní prvky celého systému: referenční architektura - identifikace základních účastníků (aktérů) a procesů v dopravním systému a dále důležitých subsystémů, které dále specifikují základní cílové charakteristiky systému a jeho vztahy s okolím, funkční architektura - provádí definici funkčnosti, která je nutná pro zajištění ITS služeb a zařízení, definovaných v uživatelských potřebách. Skládá se z funkcí, datových toků a databází, informační (datová) architektura - definuje základní principy tvorby struktury příslušného informačního systému. Zaměřuje se na charakter dat a to, jakým způsobem jsou zpracována, uchovávána a zabezpečena. fyzickou architektura - definuje fyzická zařízení, která vykonávají jednotlivé funkce tak, aby byla zajištěna funkčnost aplikací, tj. přiřazují jednotlivým prvkům, modulům a subsystémům definovaným ve funkční architektuře relevantní fyzická zařízení (hardware). komunikační architektura - popisuje způsob přenos informací v systému, a to v úzké relaci s fyzickou architekturou. organizační architektura - používá se především pro stanovení okruhu organizací, které budou vlastnit, provozovat nebo udržovat jednotlivé subsystémy.

Hierarchie ITS

Hierarchie ITS první úroveň – reprezentuje nejnižší hierarchickou úroveň (základnu) a tvoří ji detektory a výkonné prvky. Zde dochází ke sběru statických i dynamických dat o dopravní cestě, dopravních prostředcích nebo dopravních terminálech. druhá úroveň – představuje operativní řízení menších úseků dopravních cest nebo jednotlivých terminálů. Do této vrstvy patří oblastní ústředny velkých měst (např. městské obvody), ústředny tunelů a řízení pomocí dispečinků (MHD, TAXI apod.). třetí úroveň – představuje ucelenou dopravní síť velkých měst a urbanistických celků. Integruje především řídicí systémy druhé úrovně a vytváří jim centrální řízení (centrální dispečink města). čtvrtá úroveň – reprezentuje dopravní systém na úrovni státu. Zde je zahrnuto např. plánováním a financování dopravní infrastruktury, výběr dálničních poplatků apod. pátá úroveň – poslední úroveň je na evropské úrovni a integruje dopravní politiky jednotlivých států do jednoho velkého celku. Zahrnuje rozdělování dotací do jednotlivých regionů či států na úrovní celoevropského měřítka, financování a plánování cest evropského významu apod.

Hierarchie ITS na úrovni města Na městské úrovni má hierarchické uspořádání zpravidla tři úrovně: nejnižší úroveň zahrnuje detektory a aktory, které jsou představovány např. řadiči SSZ, proměnnými dopravními značkami, informačními tabulemi nebo parkovacími systémy. Tyto prvky mají přímý vliv na řízení dopravy. druhá úroveň zahrnuje samostatné řídicí systémy pro jednotlivé oblasti, které by měly být pokud možno uzavřenými celky s minimálním počtem vazeb na okolí. nejvyšší úroveň pak zahrnuje centrální řídicí systém integrující řídící subsystémy jednotlivých oblastí a monitorující dopravu ve městě.

Hierarchie ITS na úrovni města

Využití ITS aplikací v silniční dopravě Jednotlivé oblasti použití ITS jsou stanoveny především v závislosti na současných potřebách i aplikačních možnostech. Pozemní komunikace jsou dle tohoto kritéria členěny do následujících aplikačních skupin: - skupina 1 – dálnice, - skupina 2 – silnice I. třídy s neomezeným přístupem, směrově rozdělené, - skupina 3 – silnice I. třídy s neomezeným přístupem, směrově nerozdělené, - skupina 4 – silnice II. a III. třídy s neomezen. přístupem, směrově nerozdělené.

Využití ITS - sledování pozemních komunikací Monitoring technického stavu a bezpečnosti - sledování technického stavu komunikací zahrnuje především monitorování technického stavu vozovek, přítomnost nerovností, výtluků nebo lokálních opotřebení. Získaná data se pak využívají především pro plánování údržby. Sledování bezpečnosti pak zahrnuje monitoring vybraných komunikací a silničních objektů na dopravní síti (tunely, mosty). Slouží tak např. k automatické identifikaci dopravních nehod, požárů, kouře v tunelech, nebezpečného větru na mostech apod., kdy v případě nebezpečí lze prostřednictvím aplikace ITS nebezpečné úseky uzavřít nebo na nich omezit provoz. Sledování klimatických a povětrnostních podmínek a reakce pozemní komunikace na meteorologické podmínky na vozovce (námraza, ledovka) je důležitou činností ITS. Z hlediska dopravně–bezpečnostního se jedná o účinný způsob jak předcházet dopravním nehodám. Nezbytným předpokladem je vybavenost příslušnou technickou infrastrukturou, jako jsou měřící aparatury, zařízení pro přenos dat do vyhodnocovacího centra a informační tabule nebo varovné značení. Dovybavení adekvátním zařízením lze dále umožnit sledování dopadů dopravy na životní prostředí (hluk, emise, smog), kdy aplikace ITS může následně odklonit dopravu do náhradních tras.

Využití ITS - sledování pozemních komunikací Sledování, řízení, hodnocení provozu a údržby technických zařízení dopravních cest - dopravní značky, detektory apod., zahrnuje jejich nepřetržitý monitoring (fungují / nefungují). S tím souvisí i sledování stavu telekomunikačních systémů podél dopravních cest, kdy je nutno znát, zda – li správně či nesprávně přenášejí požadovaná data. Funkčnost těchto systémů pak přímo souvisí s hodnocením a řízením provozu, neboť přenos dat o dopravním zatíţení z pevných nebo mobilních měřicích zařízení vyţaduje jejich komunikaci s řídícím centrem. Z takto získaných dat lze pak dálkově řídit provoz prostřednictvím proměnlivého dopravního značení nebo SSZ. Plánování a rozvoj dopravních cest - prostřednictvím vhodných aplikací lze variantně posuzovat jejich budoucí uspořádání, a to i s prognózami směrové poptávky nebo historickými údaji, včetně nehodovostí. Sledovat lze rovněž jednotkové náklady časů cestujících a provozu vozidel a historické zatížení komunikací. V rámci plánování lze rovněž optimalizovat pořadí údržby úseků komunikací podle např. ekonomických požadavků.k

Využití ITS - sledování pozemních komunikací Sledování dopravních terminálů - parkoviště nebo parkovací garáže, ale i autobusová nádraží. V rámci služeb ITS lze sledovat např. jejich fyzický stav parkoviště včetně obsazenosti vozidly, bezpečnost nebo monitorovat dopravní podmínky na příjezdových komunikacích a na samotném parkovišti nebo autobusovém nádraží. Díky údajům z ITS lze např. plánovat nová parkoviště nebo stanovovat parkovací tarify v zónách, které umožní zvýšit efektivitu parkovacích systémů.

Využití ITS - individuálních vozidel Dva základní úkoly, které by měla vozidla vybavena ITS řešit: Zhodnocení a predikci možných krizových situací s automatickým zabráněním nehodě a s řešením veškerých manévrů automobilu (rozpoznání chodce, překážky, dopravní značky, složité křižovatky aj. rychleji než řidič, a to i za snížené viditelnosti nebo tmy a upozornit řidiče, případně snížením rychlosti nebo přímo zastavením. Přinést novou kvalitu řízení s použitím pokročilých navigačních systémů - informačních systémů, kdy automobil prostřednictvím příslušného zařízení (např. RDS/TMC) přijímá informace z centrálního zdroje o dopravní situaci, dále pokročilejší navigační systémy (např. dynamická navigace vozidel, kdy vozidlo přijímá informace o stavu provozu a výskytu kongescí a omezení na komunikační síti a podle toho upravuje optimální trasu) a systémy automatického vedení vozidla, které udržují odstup od ostatních vozidel nebo vodících proužků, případně s funkcí automatického rozpoznávání dopravních značení, na jehož změny pak mohou reagovat (např. omezení rychlosti).

Hierarchie ITS na úrovni města

Hierarchie ITS na úrovni města

Hierarchie ITS na úrovni města

Hierarchie ITS na úrovni města

Hierarchie ITS na úrovni města

Hierarchie ITS na úrovni města