scoot tema

26
Master ITS Tudose Catalina SCOOT – Split Cycle Optimization Technique 1. Introducere în SCOOT Laboratorul de Cercetări în Transporturi (TRL) în colaborare cu furnizorii de sisteme de trafic din Marea Britanie au realizat sistemul de control al traficului urban SCOOT (Split Cycle Offset Optimisation Technique). SCOOT este acum deţinut de Peek Traffic Ltd, TRL Ltd şi Siemens Traffic Controls Ltd. Primele sisteme au fost testate în Glasgow la sfârşitul anilor ’70. SCOOT a fost folosit pentru prima oară în Coventry, primele sisteme comerciale fiind instalate în 1980 pe Maidstone. SCOOT este folosit în acest moment în peste 170 de oraşe din lume. SCOOT permite reglarea adaptivă a traficului pe baza măsurării acestuia cu ajutorul unor detectoare amplasate în amonte pe legăturile care aduc flux de trafic în intersecţii. Se creează planuri de semaforizare optimizate pentru un anumit interval de timp şi la fiecare ciclu se recalculează durata optimă de semnalizare. SCOOT poate răspunde rapid la modificările de trafic, dar nu întotdeauna pentru că poate deveni instabil; acesta evită fluctuaţiile mari în comportamentul controlului ca rezultat al schimbărilor temporare a tipului de trafic. SCOOT nu numai că reduce întârzierile şi congestiile, dar conţine şi alte facilităţi de management al traficului, cum ar fi prioritatea autobuzelor care se realizează cu ajutorul detectoarelor sau prin sistemul de localizare automată a autovehiculelor, precum şi detecţia automată a incidentelor. Beneficiile pe care le-a avut SCOOT asupra sistemelor de timp fix sunt reducerea întârzierilor autovehiculelor în medie cu 27% pe strada Foleshill din Coventry – o reţea radială din Coventry cu lungimi mari a legăturilor. În Worcester folosirea SCOOT în schimbul sistemelor UTC cu timp fix a dus la economisirea a 357.000 lire sterline la nivelul economic din 1985. Înlocuirea sistemelor de control izolate cu SCOOT în acelaşi oraş a dus la economisirea în acelaşi an a 750.000 lire sterline. În Southampton, beneficiile economice, excluzând pe

Upload: catalina-tudose

Post on 29-Jun-2015

64 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

SCOOT – Split Cycle Optimization Technique

1. Introducere în SCOOT

Laboratorul de Cercetări în Transporturi (TRL) în colaborare cu furnizorii de sisteme de trafic din Marea Britanie au realizat sistemul de control al traficului urban SCOOT (Split Cycle Offset Optimisation Technique). SCOOT este acum deţinut de Peek Traffic Ltd, TRL Ltd şi Siemens Traffic Controls Ltd. Primele sisteme au fost testate în Glasgow la sfârşitul anilor ’70. SCOOT a fost folosit pentru prima oară în Coventry, primele sisteme comerciale fiind instalate în 1980 pe Maidstone. SCOOT este folosit în acest moment în peste 170 de oraşe din lume.

SCOOT permite reglarea adaptivă a traficului pe baza măsurării acestuia cu ajutorul unor detectoare amplasate în amonte pe legăturile care aduc flux de trafic în intersecţii. Se creează planuri de semaforizare optimizate pentru un anumit interval de timp şi la fiecare ciclu se recalculează durata optimă de semnalizare. SCOOT poate răspunde rapid la modificările de trafic, dar nu întotdeauna pentru că poate deveni instabil; acesta evită fluctuaţiile mari în comportamentul controlului ca rezultat al schimbărilor temporare a tipului de trafic.

SCOOT nu numai că reduce întârzierile şi congestiile, dar conţine şi alte facilităţi de management al traficului, cum ar fi prioritatea autobuzelor care se realizează cu ajutorul detectoarelor sau prin sistemul de localizare automată a autovehiculelor, precum şi detecţia automată a incidentelor.

Beneficiile pe care le-a avut SCOOT asupra sistemelor de timp fix sunt reducerea întârzierilor autovehiculelor în medie cu 27% pe strada Foleshill din Coventry – o reţea radială din Coventry cu lungimi mari a legăturilor. În Worcester folosirea SCOOT în schimbul sistemelor UTC cu timp fix a dus la economisirea a 357.000 lire sterline la nivelul economic din 1985. Înlocuirea sistemelor de control izolate cu SCOOT în acelaşi oraş a dus la economisirea în acelaşi an a 750.000 lire sterline. În Southampton, beneficiile economice, excluzând pe cele din accidente şi incendii, au totalizat 140.000 de lire sterline din anul 1984 doar pentru zona Portswood/St. Denys.

Cercetărilor din 1986 sugerau că SCOOT poate obţine o reducere de 3% a întârzierilor în fiecare an odată cu îmbătrânirea planurilor de timp fix. Deoarece SCOOT este proiectat să se adapteze automat pentru a compensa îmbătrânirea şi efectul incidentelor, este rezonabil să se aştepte ca sistemul să economisească mai mult de 20% din întârzieri.

SCOOT a dat rezultate mult mai bune decât sistemele de timp fix. În tabelul următor sunt prezentate rezultatele utilizării SCOOT în cinci oraşe din momentul introducerii acestuia :

Locaţia Control anterior

% Reducerea timpului de călătorie

% Reducerea întârzierilor

      Ora de vârf dimineaţa

În afara orei de vârf

Ora de vârf după-amiază

Ora de vârf dimineaţa

În afara orei de vârf

Ora de vârf după-amiază

Page 2: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

Glasgow   Timp fix - - - -2 14 10

Coventry Foleshill Timp fix 5 4 8 23 33 22

(1981) Spon End

Timp fix 3 0 1 8 0 4

Worcester (1986) Timp fix 5 3 11 11 7 0

    Semafoare activate de vehicul

18 7 13 32 15 23

Southampton (1984,5)

Semafoare activate de vehicul

18 - 26 39 1 48

Londra (1985) Timp fix În medie 8% maşini, 6% autobuze

În medie 19%  

În 1993 SCOOT a fost prezentat în Toronto ca un proiect demonstrativ. Acesta a redus timpul de călătorie în medie cu 8% şi întârzierile vehiculelor cu 17% faţă de sistemele existente cu planuri de semaforizare de timp fix. În timpul serilor din cursul săptămânii şi sâmbăta, întârzierile vehiculelor au fost reduse cu 21% şi 34%. În condiţii neobişnuite, în urma unui meci de baseball, întârzierile au fost reduse cu 61%, demonstrând că SCOOT poate reacţiona la evenimente neprevăzute.

Un studiu realizat în 1997 în Sao Paulo a arătat că SCOOT a redus întârzierile vehiculelor în medie cu 20%, iar într-o zonă cu sisteme de semaforizare cu timp fix TRANSYT au fost reduse cu 38%. Beneficiile economice ca urmare a acestor reduceri acumulau în total un milion şi jumătate de dolari pe an.

Studii asupra sistemelor de prioritate a transportului public din cadrul SCOOT au avut loc în oraşul Camden şi pe strada Edgeware din Londra în 1996. Reţeaua Camden conţine 11 noduri şi 28 de linkuri. Zona străzii Edgeware este o reţea liniară care conţine 8 noduri şi 2 treceri la nivel. Rutele autobuzelor au fost urmărite între orele 7:00 – 12:00 şi 14:00 – 19:00. Rezultatele oferite au arătat că se obţin beneficii mai bune acolo unde nivelul de saturaţie a traficului este mai redus.

Obiective Comentariu

EFICIENŢĂ

Câştigurile economice şi reducerea timpului de călătorie au fost semnificative în Worcester şi Southampton.

PROTECŢIA MEDIULUI ÎNCONJURĂTOR

Reducerea întârzierilor şi a opririlor a dus la scăderea consumului de carburant. În proiectul din Toronto, a avut loc o reducere a consumului de carburant în medie cu 5,7%, a emisiilor de hidrocarburi cu 3,7% şi a emisiilor de monoxid de carbon cu 5% faţă de

Page 3: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

sistemele cu timp fix existente.

ECHITATE ŞI INCLUZIUNE SOCIALĂ

Acordarea priorităţii transportului public a făcut mult mai ecologic transportul şi a redus posibilele excluderi sociale datorită lipsei unei maşini.

SIGURANŢĂ

SCOOT nu oferă caracteristici specifice de siguranţă, cu toate acestea, sistemul asigură tehnici standard, cum ar fi treceri de la o stare la alta suficient de lungi, timp de verde minim şi eliminarea incompatibilităţilor.

CREŞTERE ECONOMICĂ Nu au avut loc studii.

COSTURIInstalarea SCOOT costă între 20.000 – 25.000 de lire sterline pe intersecţie.

2. Cum funcţionează un SCOOT

Software-ul kernel (softul central al sistemului, prin kernel se înşelege termenul de „motor” cu sensul de motor software) ce stă la baza unui sistem SCOOT este standard la orice instalare. Software-ul adiţional, şi dezvoltările cerute de client sunt specifice fiecărui implementator.

SCOOT trimite informaţii la echipamentele de pe stradă prin linii telefonice dedicate. Aceste instrucţiuni sunt interpretate şi sunt luate decizii în legătură cu semnalele de trafic ce trebuiesc schimbate sau adaptate. Apoi echipamentul generează un răspuns pentru sistemul central în care confirmă acceptarea instrucţiunii, detaliind o eroare sau o condiţie în cazul în care nu a putut fi executată instrucţiunea.

SCOOT obţine informaţii despre fluxurile de trafic de la detectoare. Ca şi sistem adaptiv, SCOOT depinde foarte mult de informaţii de calitate (sau de acurateţe) despre situaţia reală a traficului, obţinute de la detectoare. Detectoarele sunt în mod normal instalate la nivelul fiecărei intersecţii, la nivelul fiecărei legături mai exact. Locaţia detectoarelor este de o importanţă crucială şi de obicei sunt poziţionate în amonte faţă de intersecţie.

Sunt folosite cu precădere buclele inductive. În momentul în care vehiculul trece peste detector, SCOOT converteşte informaţia în „link profile units” (unităţi de profil de legătură/intersecţie),(notate lpu mai departe), unitatea în sine este un hibrid între fluxul de curgere al intersecţiei şi ocuparea ei de către vehicule. Aceasta este principala unitate de măsură a sistemului SCOOT, iar cu ajutorul ei se fac toate calculele necesare luării deciziilor. Sunt construite profile pentru optimizarea traficului la nivelul fiecărei legături. O reţea SCOOT este divizată în regiuni, fiecare regiune conţinând un număr de noduri (joncţiunile semnalizate şi trecerile pentru pietoni rulează acelaşi ciclu de timp pentru coordonare). Anumite noduri pot avea doi cicli (spre exemplu dacă operează pe jumătate de ciclu regional) pentru trecerile de pietoni cu joncţiuni sub saturate. Graniţele dintre regiuni se stabilesc în zone de legătură suficient de lungi, astfel încât lipsa de coordonare să nu mai impacteze traficul.

Page 4: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

SCOOT are 3 proceduri de optimizare cu ajutorul cărora ajustează timpii de semnalizare – optimizare pentru decalare pe faze, optimizare pentru divizare, optimizare pentru durata ciclului (Split, Offset, Cycle Time – de unde vine şi denumirea SCOOT – Split Cycle Time Optimization Technique).

Fiecare dintre aceşti 3 parametri estimează efectul unor schimbări incrementale minore în timpii de semnalizare asupra traficului din întreaga zonă. Este folosit un indice de performanţă, bazat pe predicţia întârzierilor vehiculelor din fiecare legătură.

3. Descrierea celor 3 parametri

3.1 Divizarea pe faze – split – durata fazelorOptimizarea divizării pe faze : Optimizarea divizării pe faze este rulată pentru un nod, într-un punct optim, înaintea

fiecărei schimbări de faze. Se ia în considerare efectul scurtării, prelungirii sau menţinerii schimbării de fază şi efectul acestei schimbări asupra gradului de saturaţie pe braţele de legătură. Gradul de saturaţie este definit ca raportul dintre fluxul maxim şi fluxul mediu de trafic ce poate trece peste o linie de oprire.

În termeni SCOOT, aceasta se traduce prin raportul între cererea de flux şi fluxul de eliberare maxim posibil. În practică înseamnă raportul între cererea profilului de trafic şi rata de eliberare (sau gradul de ocupare la saturaţie) multiplicat cu durata de verde efectiv. Optimizarea divizării pe faze va încerca să minimizeze gradul maxim de saturaţie pe arterele care se apropie de nod. Dacă gradul mediu de saturaţie pe o perioadă de cinci minute este mai mare decât cel dorit (de obicei 90%) atunci durata ciclului va creşte, pentru a oferi o capacitate mai mare în nodul critic. S-a dovedit că prin aceasta sunt minimizate întârzierile. Dacă o arteră de legătură are traficul congestionat este inclusă cu gradul de saturaţie folosit de optimizare, în momentul luării deciziei. Termenul congestie va permite unei legături congestionate să încerce să obţină un timp de verde mai mare, indiferent de gradul de saturaţie arătat de model, permiţând configurarea factorului de importanţă a congestiei pentru artera de legătură.

3.2 Decalajul – offsetOptimizarea decalajului (diferenţa între timpii de start de fază dintre noduri) O dată pe ciclu, optimizarea decalajului foloseşte profilul de trafic pentru predicţia opririlor şi întârzierilor din timpul ciclului, pentru toate legăturile din amonte şi aval ale unui anumit nod. Prin aceasta se obţine cel mai bun decalaj general pentru nod, iar momentul de start pentru nod este ajustat astfel încât să se apropie de acest punct ideal. Optimizarea realizează această predicţie pentru fiecare legătură şi apoi le însumează pentru un nod. După aceea este făcută alegerea pentru o deplasare spre decalaj, stabilindu-se întârzierea şi opririle minime. Congestia pe o artera este folosită şi ea în optimizarea decalajului, astfel încât o legătură congestionată primeşte prioritate faţă de legăturile fără congestie. Gradul de prioritate este legat de factorul de pondere al congestiei.

3.3 Durata ciclului – cycle timeOptimizarea duratei ciclului – cycle timeOptimizarea duratei ciclului operează asupra unei regiuni de noduri între care este de

aşteptat să exista trafic variabil. Inginerul de trafic alege această grupare. Optimizarea duratei

Page 5: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

rulează de obicei la fiecare cinci minute pentru fiecare regiune, deşi acest interval poate fi variat de utilizator în versiunile 4 şi cele ulterioare. În cadrul SCOOT există prevederea ca această optimizare să fie rulată de două ori mai des, dacă se observă o tendinţă de creştere sau scădere a fluxurilor de trafic. În acest moment, se calculează gradul de saturaţie pentru toate legăturile, pentru fiecare nod din regiune. Dacă vreunul dintre acestea este egal cu nivelul de saturaţie ideal (configurabil de utilizator, dar în general 90%), durata minimă a ciclului este crescută în trepte mici fixate. Dacă toate valorile sunt sub nivelul de saturaţie ideal, durata minimă efectivă a ciclului este redusă în trepte mici fixate. Optimizarea ia în calcul toate duratele ciclurilor, de la durata minimă efectiva cea mai mare a ciclului în nodul critic, la durata maximă a ciclului din regiune, care este funcţională în momentul respectiv.

Acestea sunt considerate durate de încercare ale ciclului. Pentru reducerea întârzierilor în intersecţiile cu încărcare foarte mică, optimizarea ciclului poate dubla ciclul în noduri, dacă prin această acţiune se reduce întârzierea în reţea. Deoarece o astfel de schimbare poate produce reduceri ale întârzierilor dacă durata ciclului este schimbată cu valori mari, optimizarea ciclului este singura optimizare care urmăreşte efectul schimbărilor mari.

4. Descrierea unui sistem tipic SCOOT

O instanţă tipică a unui sistem SCOOT bazat pe UTC trebuie să conţină o unitate centrală de procesare, echipamente de transmisie şi terminale PC pentru operatori şi imprimante.

Page 6: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

La sistem sunt legate mai multe staţii (terminale adaptate pentru a lucra cu sistemul, PC-uri) şi mai multe seturi de imprimante specializate pentru a genera istorice specifice şi rapoarte de analiză. Specificaţiile detaliate depinzând de nevoile particulare ale proiectului. Există un terminal special, pentru ca operatorii UTC să poată accesa sistemul când nu sunt în camera de control. În camera de control trebuie aşezate toate echipamentele necesare controlului sistemului şi a managementului bazelor de date pe care funcţionează sistemul.

Sistemul SCOOT este mai departe ajutat de alte 2 sisteme : Fault Management – managementul erorilor; şi Remote Monitoring System – sistem de monitorizare de la distanţă. Aceste 2 sisteme ajută operatorul să intervină asupra sistemului oricând apare o eroare. Pentru a ajuta şi mai mult o eventuala intervenţie în cazul incidentelor de trafic, împreuna cu senzorii tip bucla inductivă se folosesc pe scară largăcamere CCTV.

Caracteristicile principale ale sistemului de management al traficului SCOOT

Esenţa funcţionării optimizate a unui ansamblu de semafoare dintr-o reţea rutieră urbană este dată de exploatarea coordonată a acestora.

Sistemele coordonate mai vechi lucrau cu planuri de semnalizare fixe. Timpii fazelor erau calculaţi conform măsurătorilor de trafic realizate pentru vârful de trafic de dimineaţă, pentru cel de seară şi pentru perioadele din afara vârfurilor de trafic. Cea mai bună metodă de calcul offline a planurilor de semaforizare cu faze fixate este de aceea de a utiliza programe software specializate, la care datele introduse se bazează pe măsurarea traficului în orele de vârf. Aceasta este acceptată pe plan internaţional ca cea mai bună metodă de calcul a setărilor semaforizării fixe.

SCOOT este o metodă dinamică de control în timp real a semafoarelor. SCOOT măsoară în mod continuu cererea de trafic pe toate drumurile din reţeaua coordonată şi optimizează timpii fazelor de semnalizare în conformitate cu traficul măsurat. Aceasta este o metodă mai bună decât utilizarea timpilor calculaţi cu programul TRANSYT, care se bazează pe istoricul de fluxuri de date măsurate la un anumit moment, în trecut. Oricum, rezultatele obţinute din programul de determinare a timpilor de semnalizare este un set de timpi fixaţi, în timp ce SCOOT actualizează în permanenţă aceşti timpi, oferind o soluţie mult mai bună pentru semnalizarea rutieră.

Sistemul SCOOT a fost testat şi s-a demonstrat că lucrează corect în diverse tipuri de reţele rutiere, cum ar fi pentru sisteme giratorii sau cu sens unic, precum şi faptul că poate suporta modele comportamentale diferite de conducere a vehiculului. Din rapoartele efectuate rezultă că aplicarea controlului prin sistemul SCOOT realizează în mod obişnuit o reducere de aproximativ 15% a întârzierilor, în comparaţie cu un sistem care ar utiliza temporizările calculate cu programul TRANSYT.

Pentru locaţiile unde nu există coordonarea semnalului, sistemul SCOOT poate să funcţioneze ca orice alt sistem adaptiv şi poate oferi excelente reduceri la întârzieri. Cum SCOOT măsoară în mod continuu fluxul de trafic, temporizările calculate de acest sistem sunt în permanenţă actualizate. SCOOT are un model al comportamentului în trafic pe fiecare legătură şi este posibil să se obţină statistici utile de trafic, pentru realizarea cărora ar fi necesare în alte condiţii, măsurători de trafic separate.

Modelul SCOOT permite inginerilor de trafic să încerce diferite strategii şi tactici în abordarea problemelor specifice reţelei şi să studieze rezultatele. Modelul poate fi schimbat, în

Page 7: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

funcţie de condiţiile locale specifice. Exista mai multe motive principale pentru care SCOOT poate fi considerat un sistem bun pentru controlarea traficului în oraşe.

Foloseşte un model de trafic în timp real al comportamentului traficului, pe baza unor date obţinute în mod continuu de la detectoarele din stradă, pentru a prezice opririle şi întârzierile din cadrul reţelei;

Este un sistem adaptiv la trafic, care s-a dovedit a aduce mari beneficii, în raport cu alte sisteme adaptive similare;

Funcţionează fără probleme într-un număr mare de oraşe foarte diferite, din întreaga lume;

Baza funcţionarii optimizate a sistemului SCOOT este obţinerea duratelor optime pentru semafoare şi implementarea oricărei schimbări astfel încât să se producă o perturbare minimă a traficului. Predicţia întârzierilor şi opririlor de trafic pentru un anumit tipar de fluxuri de trafic care există într-o reţea necesită existenţa unui model de trafic şi a diverselor rutine de optimizare, care să poată prezice traficul pentru o anumită perioadă, în viitor.

SCOOT are la bază un model de trafic care produce o predicţie pentru o perioadă scurtă în viitor, pentru a oferi o estimare a cererii de trafic pentru următorul ciclu de semaforizare şi pentru o perioadă mai mare, pentru schimbarea timpilor unui ciclu. În continuare, rutinele de optimizare folosesc acest model pentru a realiza o predicţie a efectului schimbărilor minore aplicate setărilor curente ale semafoarelor. Sunt luate în considerare separat : divizarea pe faze, decalajul şi durata ciclului semnalelor şi sunt aleşi cei mai buni timpi de semnalizare ce pot fi folosiţi. Cum schimbările rezultate sunt constante, dar mici, perturbarea traficului este minimizată.

Aceste date sunt procesate şi utilizate pentru stabilirea profilelor de trafic – câte unul pentru fiecare arteră; divizate în intervale de patru secunde. În aceste profile este înmagazinat volumul de trafic predicţionat a traversa linia de stop din aval în fiecare interval.

Modelul include toate liniile de stop din sistemul de control al traficului. Fiecare linie de stop este reprezentată de nodurile şi fazele SCOOT. Acestea reprezintă automatele de trafic ale semafoarelor şi fazele lor. Utilizarea informaţiei Roşu – Verde la liniile de stop şi a volumului de trafic din profile permite predicţia cozilor de vehicule care se vor forma pentru un timp de verde specificat. Deci, modelul conţine o reprezentare a cererii de trafic, a fazelor, opririlor şi întârzierilor.

Congestiile de trafic sunt măsurate direct, prin intermediul detectoarelor. Dacă detectorul este plasat dincolo de capătul normal al cozii de vehicule de pe bandă, el nu este niciodată acoperit de trafic staţionar, bineînţeles cu excepţia cazului în care apar congestii. Dacă oricare dintre datele obţinute la patru secunde indică trafic staţionând pe detector pentru un interval întreg, atunci această situaţie este înregistrată.

De asemenea, este înregistrat şi numărul de intervale de congestie de pe fiecare ciclu. Nivelul procentual de congestie este calculat cu formula : Nr. Intervale de congestie X 4 X 100 durata ciclului în secunde. Acest procentaj de congestie poate fi vizualizat şi, ceea ce este şi mai important pentru optimizare, poate fi luat în calcul.

Interconectarea sistemului SCOOT cu alte sisteme :Un sistem SCOOT poate funcţiona împreună cu alte sisteme de management şi control al

traficului. Panourile cu mesaje variabile (VMS – Variable Message Signs) sunt folosite intensiv pentru a oferi o gamă foarte largă de informaţii şoferilor. Aceste sisteme pot fi legate cu uşurinţă la sistemele SCOOT.

Emergency Green Wave Routes – Linii de verde în cazuri de urgenţă

Page 8: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

Astfel de cerinţe în sistem pot fi implementate la momentul instalării sistemului şi pot fi “create” în trafic la cererea autorităţilor competente, sau se poate oferi acces autorităţilor la un portal cu ajutorul căruia să poată trimite o cerinţă pentru un anumit tronson de verde. De obicei aceste tronsoane sunt create special pentru pompieri sau servicii de ambulanţă şi intervenţie (se evită folosirea pe scară largă a rutelor de verde, ele sunt dedicate autorităţilor şi situaţiilor de urgenţă şi intervenţie specială).

Pentru uşurinţă se implementează o cerinţă de urgenţă, practic în secţia de pompieri este un buton, iar la acţionarea lui sistemul primeşte cerinţă pentru a crea tronsonul de verde. Nivelul de prioritate al cerinţelor de urgenţă este maxim în sistemul SCOOT.

Fault identification and management – managementul şi identificarea erorilor : Sistemele bazate pe UTC pot fi integrate cu astfel de sisteme, şi pot de asemenea recunoaşte apariţia erorilor şi împreună cu detectarea apariţiei erorilor, sistemul trimite o avertizare către contractorul de service autorizat.

Sistemul SCOOT poate de asemenea accepta instrucţiuni dintr-o sursa externă, pentru a crea abateri predeterminate (spre exemplu în cazul podurilor mobile, acest subsistem a reprezentat baza începerii dezvoltării sistemului de gating în SCOOT, descris în detaliu în cele ce urmează).

Sistemul SCOOT poate funcţiona şi cu planuri fixe de timp dacă este nevoie într-o anumită zonă de o astfel de implementare (poate fi forţat să accepte funcţionarea bazată pe date fixe şi nu neapărat pe baza datelor din propria bază de date; acest lucru a fost permis pentru a oferi utilizatorului un control complet asupra sistemului).

Unde se poate folosi SCOOTSCOOT a fost dezvoltat şi realizat special pentru zone urbane foarte dense şi în general

oraşe mari. De la dezvoltarea sistemului şi până în prezent s-au făcut foarte multe analize ale

avantajelor şi dezavantajelor implementărilor de sisteme UTC – SCOOT. Rezultatele sunt aceleaşi : sistemul răspunde prompt în cazul oricăror schimbări bruşte ale tiparelor de trafic şi se adaptează excelent la orice incidente de trafic pot apărea. Drept urmare s-au realizat implementări şi în oraşe de dimensiuni mai mici.

Sistemul SCOOT s-a remarcat prin eficacitatea în zonele în care traficul este imprevizibil (spre exemplu zone turistice).

SCOOT a fost implementat cu succes în complexul aeroportului Heathrow. Acel sistem conţine doar 4 noduri, dar fluctuaţiile de trafic sunt foarte greu de prezis. Alte sisteme SCOOT de dimensiuni reduse au mai fost implementate în Suffolk, Dumfries etc.

Monitorizarea permanentă a reţelelor mai mici de trafic este singurul dezavantaj al folosirii sistemului SCOOT. Luând chiar şi acest lucru în calcul utilizarea unui sistem SCOOT amortizează investiţia în doar câţiva ani de la implementare.

O altă problemă ce a apărut de curând în cazul sistemelor implementate în zone reduse ca trafic este managementul traficului după anumite ore din zi, când practic traficul se reduce la câteva maşini pe fiecare sens. Deşi sistemul este conceput pentru a se adapta schimbărilor din trafic ar putea fi mai utilă o semnalizare bazată pe planuri fixe de semnalizare.

Obţinerea celor mai bune rezultate cu SCOOTFilozofia de la care s-a pornit în dezvoltarea sistemului şi a algoritmilor pe baza cărora

funcţionează sistemul s-au păstrat de-a lungul dezvoltării sale. Partea cea mai importantă rămâne faptul ca versiunile ulterioare ale sistemului au încercat dezvoltarea extensivă a părţii de modelare a traficului din cadrul sistemului SCOOT. Este clar ca pentru rezultate cât mai bune

Page 9: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

sistemul are nevoie de partea de modelare cât mai apropiata de realitate. Versiunea 2.3 a sistemului deja permitea operatorilor UTC să introducă anumite rute de prioritate, sau să creeze rute specifice pentru diverse convoaie din trafic.

Apoi sistemul a fost configurat pentru a nu încerca minimizarea întârzierilor la nivel de zona asupra căreia acţionează, ci spre minimizarea întârzierilor într-o anumita artera.

5. Actuala versiune SCOOT : MC3

SCOOT MC3 (Managing Congestion, Communications and Control)Noua versiune SCOOT îmbunătăţeşte semnificativ operarea sistemului în patru zone

esenţiale de dezvoltare : comunicaţii, controlul congestiilor, prioritatea autobuzelor şi al facilitatilor dedicate pietonilor. Faţă de vechile versiuni, noua versiune a SCOOT aduce următoarele dezvoltări :

Marca de timp pentru date (time stamping) Sistemele de comunicaţii evoluează în mod continuu. Versiunile anterioare ale SCOOT

foloseau linii analogice de comunicaţii. Actuala tendinţă a acestora este de a deveni din ce în ce mai scumpe, şi ca urmare a acestui lucru, este foarte posibil să se renunte la această soluţie. Un progres major permite SCOOT să beneficieze de tehnici moderne de comunicaţii şi să elimine dependenţa sistemului de comunicaţiile de tip secundă-la-secundă. Această nouă evoluţie a sistemului oferă opţiuni noi pe partea de comunicaţii şi în particular permite folosirea sistemelor de comunicaţii moderne (ADSL, GPRS, G3) care sunt bazate pe comutaţia de pachete.

SCOOT a fost modificat pentru a putea beneficia de tehnologia de comutaţie de pachete prin adăugarea unei ştampile de timp datelor. Practic ştampila de timp permite oricărei componente a sistemului să ştie exact timpul la care au fost emise datele primite, chiar dacă pachetul ce conţine datele, ajunge cu o mică întârziere. Pentru acomodarea cu dezvoltarea sistemului de marcă de timp, rezoluţia sistemului SCOOT a fost crescută; spre exemplu : datele despre fluxul de trafic nu mai sunt măsurate la intervale de 4 secunde, ci de o singură secundă. Efectul acestei schimbări este acela de a contracara reducerea timeline-urilor care vor apărea ca

Page 10: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

urmare a comunicaţiilor secundă-la-secundă. S-a demonstrat ca întârzierea datorată inacuratetii comunicaţiei bazate pe comutaţia de pachete în primirea datelor este neglijabilă pentru buna funcţionare a sistemului.

Supervizor pentru congestii :

Încă de la începuturile sale, gama de parametri SCOOT a fost orientată spre reducerea şi controlul apariţiei congestiilor. De-a lungul anilor şi versiunilor SCOOT din ce în ce mai multe sisteme şi funcţii adiţionale dezvoltate pentru SCOOT au avut rolul de a ajuta managementul congestiilor.

Această nouă versiune de SCOOT vine cu un sistem de supervizare a congestiilor. Supervizorul rulează în background neîntrerupt căutând şi analizând neîntrerupt posibilitatea apariţiei congestiilor. El va raporta rezultatele inginerului de trafic, pentru a-i oferi acestuia o imagine cât mai clară a traficului, şi chiar va sugera o serie de modificări optime în SCOOT, astfel încât congestia să fie eliminată.

Acest supervizor a fost dezvoltat pe baza informaţiilor deja prezente în sistemele SCOOT.Ţinta sistemului supervizor este de a monitoriza în mod continuu congestia în reţeaua SCOOT în care funcţionează; să identifice legăturile care cauzează probleme serioase şi să ofere diagnostice cu motivele din cauza cărora poate apărea congestia pe aceste legături. Congestia şi acţiunile recomandate pentru eliminarea ei vor fi raportate inginerilor de trafic direct prin SCOOT sau printr-un sistem separat.

Este de reţinut că supervizorul congestiilor urmăreşte în mod special situaţiile recurente, el se orientează spre zonele predispuse la congestie, urmărind în paralel şi datele din baza de date ASTRID despre istoricul congestiilor.

Sistemul va vedea şi congestiile care apar ca urmare a incidentelor din trafic dar este esenţială orientarea sa către nodurile, arterele şi intersecţiile ce creează congestii.

Gama de proceduri şi reguli care guvernează acest supervizor conţine : Identificarea nodurilor care cauzează congestia; Calcularea întârzierilor cauzate de congestie pentru legăturile scurte;

Page 11: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

Identificarea avantajelor creşterii factorului de prioritate al unei anumite congestii;

Diagnosticarea problemelor acolo unde sunt legături „problematice”; Raportare/diagnosticare a problemelor acolo unde gradul de saturaţie este mic; Diagnosticare/raportare a intersecţiilor supra-aglomerate.

Prioritizarea autobuzelor : funcţia de sărirea a fazei

O evoluţie în prioritizarea autobuzelor este acea de „salt al fazei”, funcţie ce a fost introdusă în versiunea MC3. Funcţia de salt al fazei presupune următoarele : dacă un autobuz soseşte la linia de stop a intersecţiei într-un interval în care o arteră separată este deservită de către ciclul de semnalizare, prioritatea curentă a autobuzului se va incrementa cu o unitate şi va „tăia” din verdele drumului secundar pentru a i se acorda prioritate autobuzului. Sunt cazuri unde această funcţie poate tăia total accesul drumului secundar către artera pe care circulă autobuzul (practic exclude drumul secundar pe durata acestui/ei ciclu/faze).

Pentru a beneficia de avantajele acestei funcţii, sistemul ghidează inginerul de trafic prin analiză spre a vedea dacă este optim sau nu un salt al fazei pentru drumul secundar avand în vedere scenariul curent. Spre exemplu : s-a observat că nu este optim pentru reţea să se sară peste fazele de verde ale pietonilor; la nivel de reţea ei vor crea o congestie la un moment dat (mai ales în zonele aglomerate). Pentru claritate, sistemul va analiza în background soluţiile pentru o situatie ce ar necesita un salt de fază, şi va informa inginerul astfel încât decizia să ramană umană, în funcţie de fiecare situatie în parte. De asemenea sistemul poate fi configurat să reţină tipare de acordare a priorităţii de tip salt de fază pe artere. Spre exemplu se poate configura o procedura care să acorde prioritate între orele x şi y pentru toate autobuzele pe artera A.

Studiile extensive din Londra, realizate în timpul programului de dezvoltare au aratat că beneficiul în timp este în medie de cel puţin 4 secunde per autobuz atunci când se foloseşte saltul de fază. La fel ca toate sistemele de prioritizare a autobuzelor prezente în SCOOT, această nouă funcţionalitate vine cu flexibilitate de input (oferă inginerului de trafic posibilitatea de a interacţiona în mod activ cu sistemul). Apropierea unui autobuz este indicată de transmiţătorul de

Page 12: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

la bordul autobuzului (acesta activează un set special de senzori în momentul în care se apropie de intersecţie) sau poate fi oferită de un sistem de management al autobuzelor folosit în paralel cu sistemul SCOOT sau poate fi oferită prin sistemul AVL (Automatic Vehicle Detection)

Facilităţi pentru pietoni (modelarea cu semnale de interverde variabil) , (Puffin pedestrian facilities; puffin = Pedestrian User Friendly Intelligent)

Acest tip de trecere de pietoni este adoptat deja în Marea Britanie şi se intenţionează adoptarea lui ca şi standard pentru orice trecere de pietoni controlată de un sistem SCOOT. În MC3 kernel-ul a fost modificat pentru a modela o perioada de „interverde” care să apară în momentul cererii de verde a pietonilor pentru traversare. În urma cercetărilor s-a observat că este mai bine ca această intercalare de verde în fazele sistemului este optimă faţă de standardul anterior în care erau perioade fixate de verde şi roşu şi pentru pietoni. SCOOT MC3 modelează cu acurateţe comportamentul echipamentelor dedicate Puffin Pedestrian Crossing, şi prin acest control strict creşte rata de control şi comanda acestora şi, evident, reduce întârzierea vehiculelor.

Versiuni viitoare ale SCOOT; cercetarea şi dezvoltarea SCOOT în prezent

Page 13: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

SCOOT se află într-un program permanent de cercetare şi dezvoltare. Ideile şi sugestiile venite de la utilizatori şi de la dezvoltatorii sistemului contribuie la stabilirea liniilor ce trebuiesc urmate de-a lungul evoluţiei sistemului.

6. Rezultatele implementărilor SCOOT, analize

Rezultate culese din sistemele comerciale SCOOT (28.09.99) : Beneficiile măsurate pentru SCOOT depind în primul rând de eficienţa metodelor

anterioare de control, şi în al doilea rând de condiţiile locale de trafic (distanţă dintre intersecţii, lungimea arterelor, fluxul de vehicule).

Rezultatele preliminare au arătat ca SCOOT are o îmbunătăţire de aproximativ 12% faţă de orice sistem care foloseşte planuri de semaforizare TRANSYT update-ate la zi. Acest rezultat are o importanţă covârşitoare dacă luăm în calcul faptul că TRANSYT este cunoscut la nivel mondial ca standard în sistemele inteligente de transport, şi multe sisteme de transport au fost eliminate ca şi concurenţă de pe piaţă din cauza incapacităţii lor de evoluţie în comparaţie cu sistemele bazate pe TRANSYT.

Cercetărt amănunţite au fost făcute de firma Bell în 1986, şi rezultatul este : SCOOT va obţine o reducere suplimentară a întârzierilor cu 3% cu fiecare an cu care planul de semaforizare al unui alt sistem „îmbătrâneşte”. Cu atât mai mult cu cât majoritatea incidentelor de trafic sunt eliminate din multe analize făcute asupra sistemului pentru asigurarea validităţii analizei.

Din moment ce SCOOT a fost dezvoltat special pentru a se adapta automat şi pentru a compensa îmbătrânirea sistemului şi incidentele ce apar în trafic. Este de aşteptat ca de-a lungul timpului o medie a reducerii întârzierii va fi undeva în jurul procentului de 20%.

Se ştie de altfel ca sistemul aduce reduceri ale întârzierilor în intervalul 25-35% în cazul incidentelor extreme, şi de până la 60% în cazul traficului rarefiat (weekend, serile zilelor săptămânii).SÃO PAULO 1997

În SÃO PAULO este instalat sistemul SCOOT cu versiunile 2.4 şi 3.1 în diferite zone ale oraşului. Studiul a fost realizat de CET (Companhia de Engenharia de Tráfego) – compania responsabilă pentru ingineria traficului la nivel municipal şi managementul traficului oraşului.

Rezultate : Bulevardul Rio Bianco / Bulevardul Norma Gianotti : SCOOT v 2.4

Page 14: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

Intervale orare Câştiguri procentuale în întârziere fata de sistemul anterior : TRANSYT

06:00 – 09:00 40

17:00 – 20:00 0

Câştig mediu 20

Strada Alvaregna / Strada Camargo : SCOOT v 3.1

Intervale orare Câştiguri procentuale în întârziere faţă de sistemul anterior : TRANSYT

06:00 – 10:00 4110:00 – 16:00 5316:00 – 20:00 020:00 – 23:00 43Câştig mediu 48

De asemenea s-a făcut o analiză a beneficiilor financiare pentru fiecare zonăZona Beneficii anuale pe fiecare zonă în USDRio Branco/Norma Gianotti 637,000Rio Alvarenga / Rio Camargo 976,000

NIJMEGEN 1997

Studiul a fost realizat de Witteveen-Bos Consulting Engineers în cooperare cu AVV (Transport Research Centre) al municipalităţii din Nijmegen folosind SCOOT v2.4. Rezultatele au fost comparate cu cele ale planurilor fixe şi cu versiunea SCOOT+ (versiune de SCOOT ce a avut în plus faţă de standard o îmbunătăţire a optimizorului pentru decalaj).

% de câştiguri fata de folosirea planurilor fixe

% beneficii fata de SCOOT+

Beneficii pentru timpii de călătorie

11 14

Beneficii în întârziere 25 33

TORONTO 1993

Firma Metro-Transportation a făcut un studiu înainte şi după instalarea sistemului SCOOT v2.4 între mai şi iunie 1993.

Sistemul Toronto, Canda ; controlul anterior : semnalizare bazată pe planuri fixe de semnalizare% al reducerilor obţinute cu ajutorul SCOOT (în medie)

Page 15: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

Timpul călătoriei

Întârzierea Opririle Consumul de combustibil

Emisiile poluante

8 17 22 5.7 3.7 (hydrocarburi)5 (monoxid de carbon)

SANTIAGO 1993

Rezultatele din Santiago, Chile, au fost efectuate pe un sistem SCOOT versiunea 2.4 şi nu sunt exprimate procentual, drept urmare nu sunt comparabile cu celelalte rezultate expuse. Sondajul a avut loc între anii 1992 şi 1993 şi a fost efectuat de Pontificia Universidad Catolica de Chile

Următoarele 3 sub reţele au fost analizate pentru comparaţie : Providencia : fluxuri foarte mari de vehicule pentru transportul public, multe staţii de

autobuz, densitate mare de pietoni, şanse de congestionare foarte mari;Apoquindo : flux moderat de vehicule pentru transportul public, număr mic de staţii de autobuz, densitate moderata de pietoni, grad mic de saturaţie;Costanera : zona folosită în principal pentru circulaţia maşinilor pe artere medii şi mari.

Tabelul de mai jos ilustrează beneficiile economice atinse după un de folosire al sistemului SCOOT v 2.4 :

Rata în procente de recuperare a profiturilor în primul an (beneficii/investiţie)Providencia Apoquinto Costanera0.98 126.4 210.4

BEIJING 1989

În Beijing a fost instalată versiunea SCOOT 2.3, cu capacitatea de a controla atât traficul vehiculelor cât şi al bicicletelor. Sistemul de control şi management al traficului anterior era de tip necoordonat. Sondajul a fost efectuat de BRITE (Beijing Research Institute of Traffic Engineering) pentru a se putea pune în evidenţă beneficiile sistemului SCOOT.

Intervalul orar Reducerea obţinută cu SCOOT în medie pe toate ruteleTimpul călătoriei Întârzierea (timpii

morţi)Opririle

07:00 – 08:00 (maxim densitate biciclete)

7 41 26

08:00 – 09:00 (maxim densitate vehicule)

16 32 33

12:30 – 13:30 4 15 14

Page 16: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

(densitate normala)17:00 – 18:00 (densitate maximă vehicule/biciclete)

2 19 29

WORCESTER 1986

SCOOT a fost introdus în Worcester în toamna anului 1984. Imediat după instalare, DoT and Hereford împreună cu Worcester County Council au finanţat TPA (Transport Planning Associates) pentru realizarea unei analize referitoare la beneficiile SCOOT faţă de sistemele izolate VA (Vehicle Actuated) sau de sistemele bazate pe planuri fixe TRANSYT.

LONDRA 1985

În Londra operaţiile de instalare a sistemelor SCOOT au început în 1984 şi în zona din jurul Westminster-ului. Analiza de evaluare a sistemului SCOOT a fost realizată de GLC (Greater London Council) care a avut ca rezultat recomandarea folosirii la scară largă a sistemului.

Sistemul de control anterior

% reducere a timpului de călătorie

% reducere a întârzierilor

% reducerea opririlor

Planuri fixe de timp 8 (maşini),6 (autobuze)

19 5

Page 17: scoot tema

Master ITS Tudose Catalina

Bibliografie: http://www.scoot-utc.com