KURZUS: Közlekedéstechnika III.

MODUL: A közúti közlekedés irányítási rendszerei

5. lecke: A városi közlekedés forgalomirányítása

Tanulási célok

A lecke elsajátítása után Ön képes lesz:

  • meghatározni, hogy mi a számítógép vezérelt forgalomirányító rendszer fő feladata a közúti tömegközlekedésben.
  • felsorolni a forgalomirányító rendszer fő feladatait.
  • helyesen értelmezni a forgalomirányító rendszert zárt szabályozó körként értelmező ábráját, és az egyes ábrarészletekhez a megfelelő műveletet, funkciót hozzárendelni.
  • felsorolni a számítógéppel vezérelt tömegközlekedési forgalomirányító rendszer négy fő funkcionális egységét, és saját szavaival megfogalmazni ezek fő feladatait.
  • felsorolni különböző működési és telepítési jellemzők mentén a járműérzékelő detektorokat.
  • helyesen értelmezni a forgalombefolyásoló fényjelző készülékek működési elvét centralizált és decentralizált rendszerben.
  • felsorolni legalább négy olyan funkciót ahol a ZTV eredményesen alkalmazható a forgalomirányítási rendszerben.
  • felsorolni a ZTV rendszer eszközcsoportjait.
3.1. Számítógéppel vezérelt tömegközlekedési forgalomirányító rendszer
1.

A nagyvárosi forgalom zsúfoltsága és bonyolultsága megköveteli a szolgáltatás színvonalának folyamatos növelését. E feladat kielégítésére legalkalmasabb a számítógéppel vezérelt forgalomirányító rendszerek alkalmazása. A számítógép vezérelt forgalomirányító rendszer olyan információs és diszpozíciós rendszer, amely a tömegközlekedésben a forgalmi folyamatok előkészítésének és végrehajtásának optimalizálására szolgálnak.

Az ilyen rendszerek jellemzői:

6.
  • járművek mindenkori tartózkodási helyének automatikus meghatározása
  • az információk automatikus cseréje a forgalomirányító központ és a tömegközlekedési jármű között
  • a központba érkezett információk automatikus feldolgozása a diszpécser központban
  • a forgalom automatikus vezérlése a mindenkori forgalmi állapotnak megfelelően
A városi közúti közforgalmú közlekedés forgalomirányításának szintjei és alapfeladatai
1.Felsőszintű forgalomirányítás - Központi diszpécserszolgálat:
    • A forgalmi folyamat jellemzők átfogó és folyamatos figyelemmel kisérése, az adatok és események regisztrálása
    • A szükséges operatív beavatkozások (-utasítások kiadása)
    • Kapcsolattartás más szervekkel
2.Középszintű forgalomirányítás -diszpécser alközpontok (A közforgalmú közlekedési hálózatból lehatárolt területi egységek)
    • Az alközpont hatáskörébe tartozó területen az utazási igények és a rendelkezésre álló járműkapacitás összehangolása
    • A területen lebonyolódó járatok és a több körzetet érintő viszonylatok menetrendjének figyelemmel kisérése.
    • Szükség esetén a kapcsolódó körzetekkel közös vagy a központi diszpécserszolgálat által elrendelt operatív intézkedések végrehajtása.
3.Alsószintű forgalomirányítás - Végállomási menetirányítás; Vonalközi forgalomirányítás
    • A végállomási menetirányító fő feladata a menetrendekben rögzített tervek mennyiségi és minőségi végrehajtásának elősegítése
    • A vonalközi forgalomirányító a kritikus vonalakon, csomópontokon, vagy egyéb rendkívüli helyzetekben segíti a zavarok feloldását és informálja az érintett járatok végállomásait, vagy az illetékes diszpécsert.
Járműtelephelyek üzemviteli műveletei
  • Járművek érkeztetése.
  • Szükség szerinti karbantartási, javítási feladatok elvégzése.
  • Üzemanyag ellátás.
  • Forgalombiztonsági műszaki ellenőrzés.
  • A járművek forgalomba adása.

A forgalomirányító rendszerek felépítését, és azok lokális működését számos tényező befolyásolja. Egy nagyváros esetében sokszor egymás mellett található a technika legfejlettebb eszközeit alkalmazó automatikus forgalomirányítás és a közvetlen emberi beszéden, jelzéseken alapuló utasításrendszer.

3.2. A rendszer működési elve
2.

A forgalomirányító rendszer zárt szabályozó körként írható le. (3-1. ábra). Zavar esetén a forgalomirányító rendszer a zavar jellegét feldolgozza és beavatkozik a forgalmi folyamatba. Igyekszik visszaállítani az eredeti állapotot. Amennyiben az eltérések, zavarok szisztematikusak, akkor azokat figyelembe lehet venni megelőző intézkedések formájában is.

Forgalomirányító rendszer, mint szabályozási kör
3-1. ábra
3.

A fizikai helymeghatározáshoz a közlekedési útvonal mentén ún. helykódadókat helyeznek el, amelyek saját kódjukat sugározzák a mellettük elhaladó járműnek, amelynek alapján azonosítható a jármű helyzete (a megkövetelt pontosság cca. egy jármű hossz). Két helykódadó között a távolságmérés kerékfordulatszám mérés segítségével történik. A fordulatszám mérőt minden helykódadónál lenullázzák.

Ha valahol - technikai okok miatt - nagyobb távolságokban vannak a helykódadók elhelyezve, közben van több megálló is, ott a rendszer a megállókat ajtónyitás révén értékeli. Ez a rendszer a járműnek tartózkodási helyét, mindig a helykódadóhoz, vagy az elhagyott megállóhoz viszonyítva méri.

4.

Bonyolultabb rendszerek a forgalomirányító jelzőlámpák befolyásolására is alkalmasak.

Centralizált rendszerben a kommunikáció a forgalomirányító rendszer és a városi forgalmi rendszer (jelzőlámpa vezérlő berendezés) között zajlik, decentralizált rendszerben pedig a jármű és a helyi jelzőlámpa vezérlő berendezés között. A 3-2. ábrán az utóbbi kapcsolat van feltüntetve.

6.

Az itt tárgyalt rendszerek közül - függetlenül a bonyolultsági fokától - bármelyiknek rendelkeznie kell az alábbi statisztikai kiértékelési lehetőségekkel:

  • jegyzőkönyvek készítése a napi eseményekről
  • statisztika készítése a forgalmi adatokról
  • statisztika készítése a tervezéshez
5.3.3. A rendszer technikai megoldásai

Vizsgálatainkat a 3-2. ábra alapján végezzük. amely szerint az alábbi csoportosítást végezhetjük.

Számítógéppel vezérelt forgalomirányító rendszer lényegesebb elemei
3-2. ábra
3.3.1. Forgalomirányító központ berendezései

Ide tartozik a szerverként működő központi számítógép, a szükséges perifériák, rádiókészülék és a forgalomirányítók munkahelye. A számítógép végzi a forgalom irányítását és az adatok feldolgozását.

3.3.2. Rádiórendszer
7.

Rádiórendszer teremt kapcsolatot a központi számítógép és a járművek, esetleg a megállók, ill. az autóbusz utasai között.

3.3.3. Járműveken található - mobil - berendezések

a) Fedélzeti mikroszámítógép

8.

Ez koordinálja az összes járműoldali rendszerösszetevő munkáját és vezérli az összes rádió-adatátvitellel és beszédátvitellel megvalósított információcserét a jármű és a diszpécserközpont között. A fedélzeti mikroszámítógép végzi az automatikus helymeghatározást, jelzőlámpa befolyásolást, automatikus útvonal kijelzését.

3.3.4. Útvonal mentén elhelyezett berendezések
3.

A kiépített útvonalhálózat fontosabb pontjain helykódadókat telepítenek. Ezek infra, vagy URH adók, amelyek lehetnek állandóan sugárzók, vagy félaktívak, (amelyek a jármű elhaladásakor, annak lekérdezésére mintegy válaszként adják a saját kódjukat, amelynek helyét a számítógép azonosítja.)

Budapesten üzemeltetett AVM (Automatikus Vonali Megfigyelő) rendszer működése.

3.3.5. AVM forgalomirányító rendszer
3.3.5.1. A rendszer felépítése és működése
9.

Ezt a rendszert itt csak röviden tárgyaljuk. A részletes tárgyalását a Jármű azonosítás és helymeghatározás c. tantárgyban végezzük.

A központ hardware felépítése
3-3. ábra

A 3-3. ábrán látható az AVM rendszer forgalomirányító központjának hardware felépítése, a 3-4. ábra pedig a vezeték nélküli hírközlő rendszer.

Adatátviteli rendszer felépítése
3-4. ábra

A 3-5. ábra mutatja a fedélzeti berendezés általános felépítését.

8.
Fedélzeti berendezések rendszere
3-5. ábra
7.
a)Diszpécserközpont (3-3. ábra)
Itt helyezkednek el a számítógépek, és minden periféria és a kommunikációs berendezések szinkronegysége.
b)Rádiós átviteli rendszer (3-4. ábra)
Jelenleg az AVM rendszerben két bázisállomást építettek ki. Az egyik a Nagyvárad téren, a másik az Őrs vezér téren van. Ezekhez kapcsolódik:
    • szinkronizáló egység (diszpécser központban);
    • járművek adó-vevő berendezése;
    • út mentén lévő helykód adók.
3.
c)Járművek berendezései (3-5. ábra)
Feladatuk, hogy az automatikus helymeghatározás során a központi egység rádiós rendszerén kért és küldött információt megadja, illetve feldolgozza. A központból közölt információkor az adó-vevő része veszi, illetve a jármű közlendőit az adó-vevő, adó része adja a központnak. Az információáramlás tehát oda-vissza irányú. Itt van elhelyezve a logikai egység, amely jeleket ad, vesz és rendez. Ezek áramlása a mozgásérzékelőtől, vészkapcsolótól, műszerfali paneltől és kézi kezelőről történik. Ugyanakkor jelek adhatók a távmérőnek az utastéri és járművezetői hangszórónak, írásos üzenet küldése esetén műszerfali panelnak.
d)Útvonali berendezések
Az AVM rendszerbe bevont viszonylatok útvonalain bizonyos helyeken helykódadókat (markereket) helyeznek el, amelyek az adott csomópont azonosítási kódját másodpercenként sugározzák URH frekvencián az ott elhaladó járművek felé.
10.3.3.5.2. Viszonylatok megjelenítése

a) Hálózati állapot (3-6. ábra)

Az ábrázolás különböző grafikus megjelenítéssel történhet:

  • Hálózati
  • Linearizált
  • Földrajzi
  • Személyes megjelenítéssel

Erre mutat példát a jegyzet 3-6; 3-7; 3-8; 3-9. ábra.

3.3.5.3. Beszédkapcsolat almenű

A beszédkapcsolat az alábbi viszonylatokban valósulhat meg az AVM és a jármű között:

JárművezetőiUtastájékoztatói
Adott viszonylattalXX
Összes járművelXx
3.3.5.4. Utastájékoztatás almenű

Az AVM rendszer képes az utastájékoztató berendezés működtetésére is. A központból adott software alapján működtetik az ún. FOKGYEM által gyártott kiírótáblát. A program billenő mágneseket működtet, ahol a billenő zászlócskák két oldala különböző színű, így elforduláskor az élénk szín kiírja a szükséges adatokat.

11.3.4. Dinamikus közlekedést befolyásoló rendszerek

A közlekedés forgalomtól függő befolyásolása megköveteli a forgalom állapotának, állapotváltozásának és azok főbb jellemzőinek megismerését, amelyeknél a feldolgozó berendezések mellett érzékelőkként detektorokat használnak.

Ezek végzik a járművek jelenlétének, mozgásának, nagyságának stb. felismerését, meghatározását.

12.3.4.1. A detektorok fajtái

a) Hurokdetektor

Jelenleg ez a leggyakoribb detektortípus, amely az útpályák burkolatában van elhelyezve és speciális vezeték köti össze a kiértékelő egységgel.

Működése azon alapul, hogy a hurok felett elhaladó járművek megváltoztatják annak mágnesterét, így impulzusok jönnek létre, melyeket azután feldolgoznak.

b) Passzív infravörös detektor

Olyan érzékelőből áll, amely hő érzékelésére reagál. Ezek lehetnek tükör (parabola) vagy lencserendszerrel ellátottak.

c) Ultrahang detektor

Egyetlen házba elhelyezett adó-vevő egységből áll. Az adó által kibocsátott ultrahangok a járművekről visszaverődnek. Ezt érzékeli a vevő és a kiértékelő. Az alkalmazott frekvencia 16...40 kHz között mozog. Az ultrahangos rendszerek két csoportra oszthatók: impulzus és Doppler módszerre.

d) Radar detektorok

Nagy pontosságú sebességmérésre használják. A rendszer mikrohullámon és Doppler frekvencia mérésének elvén működik. A sebesség mérése már 1 km/h-tól lehetséges.

e) Piezó detektor

Speciális anyagból felépített detektor a pályafelület alatt vannak elhelyezve. Működésük azon a fizikai jelenségen alapul, hogy bizonyos kristályokban nyomásra feszültség változás - és viszont - jön létre. Ezt az alkalmazott elektronika méri és feldolgozza.

f) Video képdetektor

Két részből, a kamera egységből és feldolgozó számítógépből áll. Hátránya, hogy függ az időjárás viszonyoktól. (pl. köd, kevés megvilágítás stb.)

g) Fénysugár és aktív infradetektor

A rendszer adó-vevő egységből, illetőleg egy esetleges fényvisszaverő prizmából áll. Az utóbbi esetben az adó-vevő egymás mellett vannak elhelyezve. Amikor nincs visszaverő prizma, akkor az adó és a vevő külön egység és egymással szemben helyezkednek el. Ha a detektor zónájában jármű, vagy más test megszakítja a fénysugár, vagy infrasugár útját, egy jel jön létre, amelyet a feldolgozó egység kiértékel.

h) Felsővezeték detektor (villamos)

A munkavezetékkel párhuzamosan elhelyezett szigetelt vezeték szakaszból áll, amely egy relével van összekötve. A villamos érkezésekor az áramszedő kapcsolatot létesít a két vezeték között. A keletkezett jelet használják működtetésre.

11.3.4.2. Jelzőlámpás forgalomirányítás módjai

A forgalmi igények változásához történő igazodás mértéke szerint az irányítási módok a következők lehetnek.

a) Rögzített idejű jelzésterv szerinti működés

Ez különböző időintervallumokra (pl. reggeli vagy délutáni csúcsforgalom) egy hétre beprogramozhatóan fix programmal rendelkezik. Itt a program egy korábbi forgalomszámolás alapján készült.

b) Forgalomtól függő jelzőlámpás forgalomirányítás

Ennek lényege, hogy a forgalmat valamilyen kiegészítő berendezéssel folyamatosan figyelemmel kísérjük és a szabad áthaladást a forgalom igényeinek megfelelően tesszük lehetővé. A fogalomtól történő függés lehet részleges, vagy teljes.

  • Részleges (csak a kijelölt útvonalat figyeli)
  • Teljes (az összes forgalomirányt figyeli)

Itt a vezérlőberendezés a szabad jelzés periódusát szükségesnek megfelelően változtatja, de ki is hagyhat egyes fázisokat.

13.3.5. Zártláncú TV alakalmazása a forgalom ellenőrzésében

A ZTV-ket kezdetben vagyonelleni bűncselekmények megelőzésére vagy annak bekövetkeztekor riasztásra alkalmazták. Ma már elterjedten alkalmazzák a közlekedésben is, főként csomópontok ellenőrzésekor.

Egy ilyen lehetséges rendszertechnikát mutat a 3-13. ábra, azzal a megkötéssel, hogy nekünk jelenleg csak többkamerás figyelőrendszert kell figyelembe venni. Kizárólag forgalom ellenőrzésre alkalmazott rendszer a 3-14. ábrán látható.

ZTV rendszer általános felépítése
3-13. ábra
3-14. ábra
3.5.1. Alkalmazott elemek egy általános rendszerben
14.

a) Videokamerák
Ma már igen érzékeny mikroprocesszor vezérlésű színes kamerákat alkalmaznak, amelyek lehetnek fixen kiépítve, vagy forgatható kivitelűek és már két lux megvilágítás felett kitűnően működnek.

b) Jelfeldolgozó egység
A videokamerák jeleit fogadja. Általában 8-tól több mint 1000 kamera csatlakoztatható hozzá - pl. 1024 db - de vannak ennél nagyobb rendszerek is. Szoftveres jelkiértékelő (pl: rendszám azonosító) funkciók kapcsolódhatnak a rendszerhez.

15.

c) Monitorok
Felépítése megegyezik bármely közönséges színes monitoréval attól semmiben nem különbözik. Vannak azonban olyan kialakítások is, amely a képernyőt négy részre osztja. Ekkor egyidejűleg négy különböző helyről hozható a kép. A monitorok minden alkalmazott méretben csatlakoztathatók a rendszerhez.

16.

d) Time - lapse recorder
Videomagnó, amely a szokásos funkción túl alkalmas 24 órán keresztül felvételt készíteni kb. 6 kép/sec sebességgel. Napi és heti programozási lehetőséggel rendelkezik.

e) Videoprinter
A szolgáltatott kép színes kinyomtatására alkalmas berendezés. A képet mátrixnyomtatóhoz hasonlóan pontokból állítja össze és árnyalatok alkalmazására is alkalmazható.

Összefoglaló kérdések

1. Miért szükséges a forgalomirányító rendszerek fejlesztése?

2. Ismertesse a forgalomirányítás zárt szabályozási körét.

3. Mi a helykódadó feladata?

4. Hogyan alakul az információáramlás a centralizált és decentralizált rendszerben?

5. Melyek a számítógépes folyamatirányító rendszer főbb elemei?

6. Sorolja fel a forgalomirányítórendszer főbb feladatait.

7. Mi a rádiórendszer feladata?

8. Ismertesse a járműveken található mobil berendezéseket.

9. Ismertesse a forgalomirányító központ felépítését.

10. A viszonylatok milyen megjelenítési formáit ismeri?

11. Mi a dinamikus közlekedést befolyásoló rendszerek lényege?

12. Ismertesse a detektorok főbb típusait.

13. Mia ZTV feladata?

14. Milyen kamerákat alkalmaznak általában?

15. Mi monitor feladata?

16. Mi a videomagnó és videoprinter szerepe?

Ellenőrző feladatok
1. Az AVM forgalomirányító rendszerben milyen technikai megoldásokkal tudják a menetrendszerinti járati útvonalon haladó jármű helyét azonosítani?
a) Az útvonal mentén elhelyezett helykódadók segítségével
b) A helykódadók és a jármű által megtett kerékfordulások száma alapján.
c) A helykódadók és az állomáshelyeken történő ajtónyitással, valamint a kerék  fordulatszámok számlálásásval.
2. Milyen pontossággal tudja azonosítani az AVM rendszer a jármű helyzetét?
a) kb. 20-30 méter
b) kb. 1 járműhossz
c) kb. 2-3 méter
3. Párosítsa, kapcsolja össze az alábbi fogalmakat!

a) utastájékoztatás (hang és írott formában)
b) helymeghatározáshoz szükséges viszonyítási pontok
c) a jármű egy helyben való tartózkodásának forgalmi minősítése
d) a viszonyítási pontokhoz képest történő eltávolodás

ajtónyitás érzékelés
jármű fedélzeti számítógép
jármű kerékfordulatszám mérése
helykódadók

4. Mit értünk a forgalomtól részlegesen függő forgalomirányítás alatt?
a) csak a nagy járművek forgalmát érzékeli
b) csak bizonyos időközökben mérik a forgalmat
c) csak valamelyik (legtöbbször a legforgalmasabb) irányt figyelik detektorokkal