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Staus in einer kleinen Stadt für ein kleines Budget bekämpfen: Ergebnisse von 6 Monaten des Projekts



Die gute alte sowjetische Ampel hat zwei Modi: Sie funktioniert und funktioniert nicht. Die erste Optimierung besteht darin, dem Relais Nacht- und Tagesmodi hinzuzufügen. Die zweite ist dieselbe: Fügen Sie morgens, abends und nachmittags hinzu, was sich in unterschiedlichen Verzögerungen des Lampenschalt-Timers unterscheidet. Und dann alles. Als nächstes benötigen wir Sensoren und externe Informationsflüsse oder sogar ein verbundenes Netzwerk.

Das einfachste Beispiel dafür, was mit einer banalen Induktionsschleife auf der Straße oder einem Infrarotsensor getan werden kann, besteht darin, die Ampel nicht in die Richtung zu schalten, in der sich gerade niemand befindet. Dies ist sehr praktisch in dem Schema "eine große Hauptstraße durch die Stadt und viele Nebenstraßen".

Aber wir sind noch ein bisschen weiter gegangen: In der Stadt Nowomoskowsk (120.000 Einwohner) haben wir Kameras an Ampeln angebracht, alle Steuerungen ausgetauscht und alles in einem Netzwerk verbunden. Die Stadt hat ein kleines Budget, daher sind die Regeln bisher heuristisch, ohne jeglichen Platz wie Data Mining und maschinelles Lernen. Es gibt nicht so viele Ampeln (weil selbst das Aufstellen von 21 Kameras bereits teuer ist), aber wir konnten sehr spezifische Ergebnisse erzielen.

Die Geschwindigkeit an den Kreuzungen mit unseren „intelligenten Ampeln“ und an regelmäßigen Kreuzungen in der Nähe hat zugenommen. Wir haben gelernt, wie man den morgendlichen Fluss von Autos zu einem großen Werk priorisiert, Transitwagen zählt und verarbeitet und sogar den GLONASS-Sensoren des Krankenwagens winkte, um mögliche Staus vor ihnen zu beseitigen.


Motion Control Platform-Schnittstelle.



Wie gehen Sie mit Staus um?


Es gibt drei grundlegende Ansätze, wie Transportkollaps durchgeführt werden können:

  1. Der Ausbau von Straßen und der Bau neuer Infrastrukturen sind der teuerste Weg.
  2. : – , — 25–35 % .
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Ich möchte sofort darauf aufmerksam machen, dass „intelligente Ampeln“, die mit einem Netzwerk koordinierten Verkehrs verbunden sind, nicht nur die Aufgaben lösen, „damit es weniger Staus gibt“, sondern auch spezifischere. In unserem Beispiel für Nowomoskowsk ist es beispielsweise eine wichtige Aufgabe, dass jeder morgens pünktlich zum Werk kommt. Wir können Bedingungen schaffen, unter denen die Optimierung zum Durchgang dieses bestimmten Stroms führt. In Experimenten mit der Priorisierung des Krankenwagens ist es offensichtlich, dass die durchschnittliche Durchflussrate abnimmt, aber ein Auto mit einem dringenden Patienten (und alles daneben, da wir mit Clustern von etwa der Größe eines Viertels arbeiten) wird acht bis neun Minuten schneller sein.

Welche Probleme können in einer kleinen Stadt auftreten?


Verkehrskollaps ist nicht nur für Megastädte, sondern auch für Kleinstädte typisch. Viele unserer Städte wurden nach den Prinzipien der 60er Jahre wieder aufgebaut und umgestaltet. Die Straßeninfrastruktur war einfach nicht bereit für die Ströme der 2010er Jahre. Je kleiner die Stadt, desto seltener sind Sie im Stau, aber wenn Sie 10-15% der Reisezeit gewinnen können (dies ist ein praktisches Beispiel) - warum dann nicht? Dies wird es uns ermöglichen, die Straße nicht zu erweitern, wo es physisch noch unmöglich ist, sie zu erweitern, und dies wird es uns ermöglichen, sogar viel Gutes zu bekommen.

In unserem Fall liegt die Stadt zwischen M4 und M5, und sowohl innerhalb als auch auf der Straße kommt es zu Zusammenbrüchen. Die Abfahrt hat eine ausreichende Bandbreite, aber dort ereignen sich Unfälle. Innerhalb der Stadt verursachen Verkehr und Hauptverkehrszeiten Probleme.

Natürlich können Sie mehr Wachen einsetzen (die tatsächlich genau die Entscheidungen treffen, die die „intelligente Ampel“ treffen könnte), aber dies ist nicht der Trend des Ministeriums und es ist einfach wirtschaftlich nicht machbar. Und hier befinden wir uns in einer erstaunlichen Situation, in der eine kleine Stadt mit einem kleinen Budget einen Teil des Problems lösen kann. In einer Metropole benötigt ASUDD ein umfangreiches Netzwerk verwalteter Objekte, und die Probleme dort sind eher auf eine vollständige Überlastung als auf eine nicht optimale Flusskontrolle zurückzuführen. In Städten mit bis zu 200-300.000 Einwohnern sind die Hauptstraßen jedoch sehr einfach zu automatisieren. Und sehr billig. Was natürlich eine entscheidende Rolle spielte. Ich stelle separat fest, dass die Verwaltung zunächst sehr besorgt war, dass ein neuer Spezialist für die Verwaltung und Wartung des ASUDD erforderlich sein würde: Dies ist ein ungeplanter "zusätzlicher" Mitarbeiter. Jedoch,Um die Entscheidungsunterstützung durch die Integration in die intellektuelle Plattform der Stadt maximal zu automatisieren, mussten wir lediglich einen vorhandenen Mitarbeiter schulen.

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Das Wichtigste ist, dass jedes Ampelobjekt über eine Steuerung verfügt und möglicherweise über Sensoren verfügt, in unserem Fall meistens über eine Kamera. Dank spezieller Software erkennen Camcorder Fahrzeugkennzeichen und bestimmen die Dichte und die durchschnittliche Durchflussrate. Die gesammelten Daten werden an die Steuerung übertragen, die Entscheidungen zur Verkürzung oder Verlängerung der Dauer der grünen Ampel trifft. Weitere über einen Zeitraum von fünf Minuten gesammelte Statistiken werden zur Verarbeitung an einen zentralen Punkt übertragen. Nach der Analyse der statistischen Daten entscheidet das System automatisch über die Aufnahme der erforderlichen Koordinierungsprogramme an der Ampel. Der automatische Modus ermöglicht es Ihnen also, den Verkehrsfluss effektiv zu steuern und die Qualität der "grünen Wellen" zu verbessern.Gleichzeitig bleibt es möglich, Ampeln für die vorrangige Fahrt von Einsatzfahrzeugen und Sonderdiensten ("grüne Straße") manuell zu steuern.





Sie können verschiedene Arten von Sensoren verwenden: ein optisches Kabel in der Fahrbahn, Induktionsschleifen, Lasersensoren für das Vorhandensein von Fahrzeugen (ähnlich wie bei Geschwindigkeitsmessgeräten), verschiedene Durchflusssensoren (ähnlich wie bei sehr vereinfachten Halbblindkameras mit Trennschnittstellen) usw. Wir haben jedoch Kameras mit ausreichender Auflösung verwendet, um Nummernschilder automatisch zu erkennen, und wir planen, den Fahrzeugtyp (Passagier, Bus, Fracht, unverständlich) zu bestimmen.

Aufgrund des begrenzten Budgets haben wir diejenigen Kreuzungen identifiziert (der Regulierungscluster an der Kreuzung wird als „Ampelobjekt“ bezeichnet), die den größten Einfluss auf den Verkehr haben. Es stellte sich heraus, dass sie ungefähr 30% betrugen, hauptsächlich auf der Straße durch die Stadt, wo der Transitverkehr verläuft. Dann haben wir unsere Geräte so angeordnet, dass sie den größten Einfluss auf den Fluss haben, da Kameras nicht überall hängen bleiben können und gemäß den Daten zweier Kreuzungen der Zustand der „blinden“ Kreuzung zwischen ihnen wiederhergestellt werden kann.



Als Ergebnis wurde die Mindestausstattung für den ersten Teil des Projekts festgelegt. Folgendes haben sie zum Beispiel verwendet:

Crossing Str. Arbeitsreserven - st. Kuibyshev (Adresse: 15a, Kuibyshev st.)

Nr. P / p



Name der Ausrüstung



Menge



1



Camcorder (Typ 1)



3



2



Camcorder (Typ 2)



1



3



Linse



1



4



Schaltschrank (Typ 2)



1



5



Schalter (Typ 1)



1



6



PoE Extender



1



7



Blitzschutz



8



8



Scheinwerfer



1



9



Netzteil (Typ 1)



1



10



Netzteil (Typ 2)



1



elf



Optischer Transceiver (Typ 1)



1



12



Optischer Transceiver (Typ 2)



1



dreizehn



Einbausatz



1


Beispiele für bestimmte Modelle: Controller , Videokamera , Zoom-Teleobjektiv , eine andere Kamera (Typ 2).

Was macht Software ASUDD?


Durch die Kameras sehen wir das Vorhandensein von Transportmitteln, messen die Durchflussrate und bestimmen die Überlastung jedes Streifens. Auf dieser Grundlage können Sie entscheiden, wie die Ampel gewechselt werden soll.

Jede Ampel verfügt über ein ausfallsicheres Programm auf der Steuerung für den autonomen Betrieb. In unserer Implementierung erfolgt die Hauptsteuerung jedoch über den zentralen Knoten - den Verkehrskoordinationsserver. Das heißt, alle Daten fließen in ein Modell, und auf deren Grundlage wird entschieden, wie und was reguliert werden soll.

Irgendwo hier könnte ich die Worte über die gesammelten Big Data, über die neuronalen Netze und andere Dinge sagen, aber ich erinnere mich, dass das Budget streng begrenzt war. Daher haben wir die eingebauten neuronalen Netze der Mitarbeiter des Straßendienstes verwendet. Sie saßen mit Statistiken zusammen, versuchten sorgfältig verschiedene Regulierungssysteme auf Papier und kamen dann - in der Praxis - zu bestimmten Schlussfolgerungen darüber, was und wie zu tun ist. Das Ergebnis war ein Satz von 24 Heuristiken für verschiedene Situationen.



Tatsächlich wurden die ersten zwei Monate berechnet (oder intuitiv ausgewählt) und die optimale Dauer der Ampelphasen in jeder Situation bestätigt: im Nebel am Morgen, im Regen am Wochenende, bei gutem Wetter am Montagabend und so weiter. Wir haben die Hauptphasen für Ampeln ohne Detektoren gefunden, die sich viermal am Tag ändern.


Sie können die Statistiken sehen.

Welche weiteren Vorteile bietet ein solches System?


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  7. Zählte die Arbeiter des Fahrzeugs. Für Statistiken über die Organisation öffentlicher Verkehrsmittel (wie Buslinien oder Bahnhöfe) ist es sehr wichtig zu wissen, wie viele Menschen außerhalb der Stadt zur Arbeit gehen. Die gleiche Nummernerkennung zusammen mit der Regel „vier- bis fünfmal pro Woche abreisen und nach 8 bis 14 Stunden zurückkehren“ ermöglichte es, die Details und Anweisungen zu verstehen.

Alle Systemdaten werden addiert, und eines Tages wird es möglich sein, sie mit komplexeren Methoden zu verarbeiten. So wurde beispielsweise der Arbeitsschichtverkehr innerhalb der Stadt von Menschen sowohl zur Optimierung als auch zur Schätzung der erforderlichen Anzahl und Häufigkeit von Bussen geschätzt, dies wird jedoch weiterhin automatisch möglich sein. Darüber hinaus sind die Daten nützlich, um bei Bedarf den Ausbau von Straßen in der Stadt und in der Region zu planen.

Experimente


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Hier ist die Pressemitteilung . Wenn Sie einem der Verkehrsexperten in Ihrer Stadt davon erzählen möchten, lassen Sie einfach den Link zu Habr fallen und senden Sie sofort - über meine E-Mail VBabiy@technoserv.com - Fragen zum System, zu Budgets und Fristen.

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