romocea sanda rezumat teza doctorat

MINISTERUL EDUCAIEI, CERCETRII, TINERETULUI I SPORTULUI UNIVERSITATEA DIN ORADEA Facultatea de Inginerie Managerial i Tehnologic IOSUD INGINERIE INDUSTRIALA

TEZA DE DOCTORAT

Coordonator tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. MACEDON GANEA Doctorand: ing.SANDA ROMOCEA

ORADEA 2011

MINISTERUL EDUCAIEI, CERCETRII, TINERETULUI I SPORTULUI UNIVERSITATEA DIN ORADEA Facultatea de Inginerie Managerial i Tehnologic IOSUD INGINERIE INDUSTRIALA

TEZA DE DOCTORATCERCETRI PRIVIND UTILIZAREA IMAGINILOR VIDEO, A DETECTORILOR INDUCTIVI I A UNOR MODULE SOFTWARE SPECIFICE NTR-UN SISTEM INTEGRAT DE SEMAFORIZARE PENTRU FLUIDIZAREA TRAFICULUI RUTIERCoordonator tiinific: Prof. Univ. Dr. Ing. MACEDON GANEA Doctorand: ing. SANDA ROMOCEA

ORADEA 2011

2ing. SANDA ROMOCEA TEZA DE DOCTORAT

CUPRINS CAPITOLUL I INTRODUCERE

7

CAPITOLUL II STADIUL ACTUAL AL CERCETRILOR N DOMENIUL TRAFICULUI RUTIER 10 2.1. Generaliti privind controlul fluxurilor de circulaie rutier 10 2.2. Procedura culegerii datelor de trafic 12 2.2.1. Datele cinematice 13 2.2.2. Datele dinamice 13 2.2.3. Datele statice 13 2.2.4. Erorile de msur 14 2.2.5. Datele de volum ale traficului 18 2.3. Reglementarea circulatiei in intersectiile stradale 20 2.3.1. Reglementarea bazat pe prioritti i indicatoare de prioritate 21 2.3.2. Reglementarea cu ajutorul denivelrilor 29 2.3.3. Reglementri prin semaforizare..... 30 2.3.4. ntocmirea programelor de funcionare a semafoarelor 33 2.3.5. Metode folosite la ntocmirea programelor de funcionare a semafoarelor 40 2.4. Analiza capcitii de trafic 47 2.4.1. Analiza capacitii de trafic a unei intersecii reprezentative din Municipiul Oradea, ca justificare a necesitii modernizrii 2.5 Concluzii 54 CAPITOLUL III OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT CAPITOLUL IV ANALIZA PRIVIND METODELE, SISTEMELE I MODELELE DE PROGNOZ A FLUXURILOR RUTIERE 4.1. Generaliti 4.2. Modele bazate pe extrapolare 4.3. Modele ponderale 4.4. Modele operaionale 4.5. Modelul echilibrului preferenial 4.5.1. Elemente fundamentale 4.5.2. Formularea modelului 4.5.3. Determinarea coeficienilor caracteristici ai unui ora 4.6. Metode de coordonarea, dirijarea i controlul fluxurilor rutiere 4.6.1. Evoluia sistemelor inteligente de transport 4.6.2. Metoda COMBINATION 4.6.3. Programul SIGOP (Traffic Signal Optimization Program) 4.6.4. Sistemul VLANG 4.6.5. Metodele TRANSYT i NETSIM 4.6.6. Modelul SCOOT 4.6.7. Programul SIGMA 4.6.8. Aplicaii telematice 4.6.9. Modelul ATMS

56

59 59 59 60 61 62 63 64 67 69 69 71 71 71 71 73 74 75 77


4.6.10. Modelul ATIS 4.6.11. Sistemele AVCS 4.6.12. Modelul APTS 4.6.13. Modelul CVO 4.6.14. Modelele ARTS 4.7. Concluzii CAPITOLUL V CONTRIBUII PRIVIND METODE I TEHNICI UTILIZATE PENTRU MBUNTIREA TRAFICULUI RUTIER 5.1. Noiuni de procesarea imaginilor 5.2. Imagini digitale 5.3. Structura unui sistem de prelucrarea i analiza imaginilor 5.4 Stocarea, segmentarea imaginilor 5.4.1. Stocarea imaginilor n memorie 5.4.2. Segmentarea imaginilor 5.5. Procesarea imaginilor folosind MATLAB 5.5.1.Noiuni generale 5.5.2 Tipuri de imagini, n Matlab.. 5.6. Formate ale fiierelor utilizate n Image Processing Toolbox i sisteme de coordonate 5.6.1 Convenii privind coordonatele....... 5.7. Analiza experimental privind implementarea unui sistem video de munitorizare a fluxului rutier prin intermediul camerelor de luat vederi n Municipiul Oradea 5.7.1. Noiuni generale privind supravegerea video 5.7.2. Componentele unui sistem de supraveghere video 5.7.3 Structura sistemului de munitorizare 5.7.4. Structura fizic a sistemului (Hardware) 5.8. Automat de semaforizare AS 26. Descriere general 5.8.1. Notiuni introductive 5.8.2. Descriere general a automatului AS 26 5.8.3. Resurse HARDWARE la AS 26 5.9. Detector inductiv de vehicule, cu microcontroler 5.9.1. Aplicabilitate 5.9.2. Caracteristici tehnice 5.9.3. Realizarea buclei inductive....... 5.10. Descrirea functionarii SOFTULUI GWTOOL, pentru simularea UNDEI VERZI N TRAFIC 5.10.1. Notiuni introductive 5.10.2. Lansarea aplicaiei 5.10.3. Introducerea automatelor i semafoarelor aferente 5.10.4. Introducerea fluxurilor 5.10.5. Diagrama distanelor n timp 5.11. Concluzii CAPITOLUL VI CONTRIBUII PROPRII PRIVIND APLICAREA UNOR TEHNICI I SOLUII PERSONALIZATE PENTRU MBUNTIREA TRAFICULUI N MUNICIPIUL ORADEA

77 79 79 79 80 81

82 82 84 85 87 87 88 90 90 90 93 93

96 96 98 99 102 107 107 108 117 119 119 120 122 125 125 128 130 132 134 136

137


6.1. Contribuii privind sistemul de supraveghere video folosit pentru colectarea datelor i munitorizarea fluxurilor de trafic n Municipiul Oradea 137 6.1.1 Caracteristici funcionale ale munitorului de date- VIP-D 138 6.1.2 Instalare, configurare, operare tipic.. 140 6.1.3 Concluzii privind monitorizarea cu camere video 154 6.2. Contrubuii proprii privind studiul de caz pentru optimizarea traseului de und verde n Municipiul Oradea 158 6.2.1. Prezentarea situaiei actuale i a situaiei optimizate prin elaborarea unor concepte noi. Descriere intersecii fotografii, diagrame, schie, incluse n studiul simulrii sistemului de und verde. 158 6.2.2. Prezentarea analizei primei pari a tronsonului studiat......... 183 6.2.3. Analiza legat de direcia/sensul fluxului de trafic prioritar........ 187 6.2.4. Prezentarea analizei la cea dea doua parte a tronsonului studiat....... 208 6.3. Contrubuii proprii privind monitorizarea i optimizarea traficului rutier urban prin semaforizare adaptiv 213 6.3.1.Studiul de caz privind soluia de implementare a semaforizrii adaptive la intersecia dintre Str. Transilvaniei cu B-dul. tefan cel Mare 213 6.3.2. Studiul de caz privind soluia de implementare a semaforizrii adaptive pentru tramvaie. 223 CAPITOLUL VII CONCLUZII GENERALE 233 CAPITOLUL VIII BIBLIOGRAFIE CAPITOLUL IX ANEXE

239

248


CAPITOLUL I INTRODUCERE Creterea spectaculoas a traficului rutier nu poate fi satisfcut pe termen scurt de o cretere corespunztoare a spaiului rutier. Din acest cauz, n toate mediile economice dezvoltate s-au ncercat soluii de descongestionare, orientate pe dou direcii: ameliorarea amenajrii spaiului rutier pentru creterea gradului de utilizare; mbuntirea parametrilor de desfurare a traficului prin control i monitorizare. Creterea densitii traficului rutier necesit implementarea unor sisteme de control, care s asigure utilizarea eficient a spaiului limitat, n condiii de siguran crescut. Controlul traficului cu sistemele de trafic rutier are ca obiect creterea capacitii de trafic a reelelor rutiere n urmtoarele condiii: Creterea eficienei pentru participanii la trafic; Creterea gradului de siguran pentru participanii la trafic i pentru factorii nvecinai spaiului rutier, prin furnizarea de informaii despre factorii care influeneaz desfurarea traficului rutier; Flexibilitatea unui sistem de management al traficului pentru reelele urbane de strzi necesit strategii de dirijare corespunzatoare care se realizeaz prin stabilirea unui plan de lucru pentru obinerea unui semnal dirijat optim adaptat situaiei locale i concrete de trafic cu scopul de a nvinge dificultile strilor de tafic variabile n timp i spaiu; Fiecrei strategii i este alturat un scop precis, componenta strategic a dirijarii reprezint un plan al msurilor de dirijare, supraordonat pe perioada de timp ndelungat extins n spaiu, iar componenta strategic activ are n vedere dirijarea actual, de scurt durat i limitat n spaiu. n lucare vor fi definite noiuni de prezentare i abordare a unor elemente specifice traficului rutier, astfel: Sistemul de supraveghere video (sau CCTV closed circuit television) este un sistem de televiziune care opereaz n bucl nchis, este disponibil oricrui individ care are un receptor TV, imaginile obinute de sistem sunt disponibile numai acelora conectai n bucl ce au drepturi de acces. Dirijarea automat a traficului prin automate specifice, care cu ajutorul unor parametrii setai i cu ajutorul echipamentelor i instalaiilor de prelucrare formeaz un sistem ce necesit, n principal, un element de reglare, deci un dispozitiv care stabilete diferena dintre valoarea momentan a mrimii reglate i valoarea dat i pune n funcie semaforul corespunztor acestei diferene. Modele matematice de prognoz pot determina evoluia traficului i situaia n viitor n baza prelucrrii informaiilor ce provin de la recensmintele de trafic. Detector inductiv de vehicule cu microcontroler, care opereaz cu bucla inductiv, reglarea detectorului realizndu-se n funcie de inductana buclei inductive. Bucla inductiv sau bucla sensor presupune existena mai multor spire ale cablului care pot avea forme diferite: romb, dreptunghi, sau zig-zag precum i alte forme. Implementarea unei Unde Verzi ceea ce nseamn de fapt sincronizarea sau interconectarea mai multor semafoare, cu ajutorul programelor de simulare a Undei Verzi. Ciclul de funcionare al semafoarelor poate fi definit, ca interval de timp dintre dou apariii successive ale aceleai indicaii ale semaforului electric, ciclul reprezint numrul fazelor de funcionare a instalaiei de semaforizare aferente unei intersecii, raportat la parametrul timp.


CAPITOLUL II STADIUL ACTUAL AL CERCETRILOR N DOMENIUL TRAFICULUI RUTIER 2.1. Generaliti privind controlul fluxurilor de circulaie rutier Urmtoarele noiuni sau indicatori pot fi luai n considerare pentru evaluarea traficului: Capacitatea de circulaie este o msur a abilitii de a pune de acord un flux de trafic n micare, reprezint un segment al aplicaiilor planificrii, care iau n calcul condiiile de viitor i estimrile despre fluxurile de trafic de vehicule sau pietoni. Capacitatea de transport reflect capacitatea unei artere rutiere de a servi vehiculele i oamenii, n anumite condiii specificate. Capacitatea de vehicule reprezint numrul maxim al vehiculelor care pot trece, n mod fluent i n condiii de siguran, printr-un punct dat, de-a lungul unei perioade specificate, cu timpi de ateptare acceptabili n anumite condiii de trafic i de mediu. Capacitatea de cltori introduce conceptul de ocupare al vehiculelor i reprezint numrul maxim de persoane care pot trece printr-un punct dat, pe o durat specificat de timp, n anumite condiii de trafic i cu ateptri acceptabile. Capacitatea de tranzit reprezint capacitatea uneia sau mai multor rute care trec printr-un punct considerat ntr-o perioad specificat de timp, este exprimat n termeni de numr de vehicule sau de caltori servii i, aceasta se refer la numrul cltorilor care pot fi preluai n anumite condiii. 2.2. Procedura culegerii datelor de trafic - simularea oricrui proces sau fenomen presupune colectarea unor informaii asupra evoluiei trecute a acestuia. 2.2.1. Datele cinematice - datele cinematice sunt acele date care dau coordonate de referin n timp i spaiu. 2.2.2. Datele dinamice -datele dinamice sunt date ce variaz n timp, dar nu i n spaiu. 2.2.3. Datele statice - Datele statice, spre deosebire de cele dinamice, nu se modific n timp. 2.2.4. Erorile de msur- erorile de msur, indiferent de cauzele care le-au generat, tind asimptotic ctre o anumit valoare, denumit eroare limit, ce poate fi depit doar cu o mic probabilitate 2.2.5. Datele de volum ale traficului - datele de volum sunt exprimate n raport cu timpul ca baz fiind determinate dup tipul informaiei dorite i aplicaiei n care sunt folosite. n studiile de trafic cel mai mare interes l prezint volumele pe termen lung. 2.3. Reglementarea circulaiei n interseciile stradale - se poate afirma c amenajarea interseciilor urbane are o influen important asupra exploatrii reelei stradale, condiionnd fluiena i securitatea traficului de vehicule i pietoni, se cunoate trei tipuri de reglementri pentru organizarea i dirijarea traficului n interseciile urbane: reglementarea bazat pe priorit i i indicatoare de prioritate, reglementarea cu ajutorul denivelrilor, reglementarea prin semaforizare. 2.3.1. Reglementarea bazat pe prioriti i indicatoare de prioritate - de obicei, n acest caz exist un flux principal cu prioritate, deci i un flux secundar, care trebuie s se ncrucieze sau s se infiltreze n cel principal i atunci cnd sunt puncte de conflict. 2.3.2. Reglementarea cu ajutorul denivelrilor - n aciunea de organizare a circulaiei urbane apar adeseori cazuri n care o reglementare a circulaei e numai la nivelul solului.


2.3.3. Reglementri prin semaforizare - utilizarea unei instalaii de semaforizare ntr-o intersecie stradal este justificat atunci cnd circulaia normal a autovehiculelor este perturbat de: -blocarea repetat a circulaiei pe cile de acces n intersecii, formarea repetat a irurilor de vehicule cnd densitatea fluxurilor de trafic pe strada principal este prea mare pentru a permite traficului secundar o ncruciare sau infiltrare, aglomerarea pietonilor i ateptarea prelungit, accidente datorate nerespectrii regulilor de prioritate n intersecie. Funcie de anumite condiii ale interseciei precum i de valorile traficului i de variaia acesuia, se va ine cont pentru alegerea unui anumit tip de automat de dirijare a circulaiei, cu funcionare prestabilit, acionat sau semiacionat de vehicule. 2.3.4. ntocmirea programelor de funcionare a semafoarelor - funcionarea semafoarelor electrice prezint un caracter ciclic, indicaiile furnizate succedndu-se unele dup altele ntr-o ordine bine stabilit, aceeai indicaie repetndu-se n cazul semafoarelor acionate de un automat de dirijare a circulaiei cu program fix, dup o perioad de timp predeterminat denumit ciclu de semaforizare. 2.3.4.1. Timpii de funcionare a semafoarelor - ntr-un regim de funcionare normal semafoarele destinate vehiculelor furnizeaz conductorilor, urmtoarele indicaii: rou/galben-verde-galben-rou.Semafoarele electrice cu dou becuri, destinate pietonilor i biciclitilor, dau acestora numai dou indicaii: verde-rou. 2.3.4.2. Fazele de funcionare ale instalaiei de semaforizare - prin faza de funcionare a unei instalaii se ntelege o parte din durata unui ciclu, durat de timp de la nceputul unui verde pn la nceputul timpului ,,de verde. Sub aspectul funcional, faza cuprinde n general, dou perioade distincte: - perioada de admisie n intersecie, perioada necesar degajrii. Perioada a doua, destinat evacurii interseciei pentru nlturarea posibilitilor de conflict, poart denumirea de timp ,,inter-verde sau intermediari. Potrivit definiiei timpul intermediar se poate determina cu relaia: Ti = Te - Ta , unde: Te - timpul de evacuare , n secunde; Ta - timpul de acces n secunde. n cazul vehiculelor, mrimile Te i Ta sunt obinute cu ajutorul relaiilor: D 1 V (D + l) , Te = t + e + e Ta = a , 2 a Ve Va unde: t - este timpul de percepere - reac ie al conductorului, [s]; l - lungimea vehicului, [m]; a - deceleraia, m / s 2 ; De - distan a de evacuare, [m]; Da - distan a de acces, [m]; Ve - viteza de evacuare , m / s 2 ;

[

]

[

]

- viteza de acces m / s 2 . Cnd se iau n considerare pietonii, mrimile Te i Ta se calculeaz cu ajutorul expresiilor:

Va

[

]

Te =

De , Vp

Ta = t +

Da , unde: t , De i Da au aceleai semnificaii ca Vp

n cazul vehiculelor, iar V p reprezint viteza de deplasare a pietonilor [m/s]. Ciclul de funcionare al semafoarelor poate fi definit deci, ca interval de timp dintre


dou apariii succesive ale aceleai indicaii ale semaforului electric reprezentnd: C = (Tv + Ti ) j , unde F reprezint numrul fazelor de funcionare a instalaiei del =1 F

semaforizare aferente unei intersecii. Utiliznd distribuia Poisson pentru sosiri, cu fluxuri de circulaie nregistrate pe 15 minute i urmrind probabilitatea de saturaie de 5% pentru o or de funcionare a semaforului, se va obine relaia: n j = 1,18 m j + 0,38, unde, m j reprezint media

C , unde, M j este 3600 fluxul orar nregistrat pe banda de circulaie cu trafic maxim, aferent fazei j . nlocuind expresiile pariale, n formula general a duratei ciclului de funcionare asemafoarelor, se ob ine relaia: C =

sosirilor pe durata fazei j, fiind determinate de expresia: m j =

Mj

Tj =1

F

ij

+ F (0,38 a + b ) ,

1,18 a F 1 M ij 3600 j =1

Dac traficul nu este predominant de autoturisme, se pot folosi acelai valori pentru a i b , cu condiia ca autovehiculele de orice fel s fie transformate n vehicule etalon folosind coeficieni de echivalare recomandai de standardele naionale. 2.3.4.4. Calculul timpilor ,,de verde n cadrul unui ciclu de semaforizare Timpii de verde de funcionare al semafoarelor destinate dirijrii traficului de vehicule pot fi stabilii cu relaia: 1,18 M j Tvj = 3600 C + 0,38 a + b , Costurile implementrii unui anumit program ar putea fi diminuate prin simularea pe calculator a circulaiei rutiere i stabilirea performanelor interseciilor studiate. 2.3.5. Metode folosite la ntocmirea programelor de funcionare a semafoarelor 2.3.5.1. Metoda Greensbields - metoda se bazeaz pe presupunerea c sosirea autovehiculelor ntr-o intersecie este de tip Poisson. 2.3.5.2. Metoda Korte -metoda are ca punct de plecare metoda Greenshields adaptat pentru condiiile Europei. 2.3.5.3. Metoda Webster - Elementele principale ale metodei s-au ob inut prin simularea legii sosirilor i plecrilor vehiculelor determinate experimental. Preocuparea de baz este minimizarea ntrzierilor suferite de autovehicule. 2.3.5.4. Metoda Le Cocq - Are la baz metoda Webster creia i aduce unele mbunt iri, prin luarea n considerare a unor factori, pe care celelalte metode i-au neglijat.Principiul minimizrii ntrzierilor este criteriul de baz n aceast metod. 2.4. Analiza capacitii de trafic - analiza capacit ii este raportul dintre volum i capacitate (V/C), numit gradul de saturaie. Acest raport arat ct din capacitatea interseciei este utilizat de cererea de trafic. 2.4.1. Analiza capacitii de trafic a unei intersecii reprezentative din Municipiul Oradea, ca justificare a necesitii modernizrii s-a realizat analiza capacit ii de trafic ntr-o intersecie reprezentativ pentru intrarea n Municipiul Oradea, intersecia dintre strada tefan Cel Mare cu strada Transilvaniei. 2.5. Concluzii - stadiul actual studiat st la baza implementrii unor noi tehnici de cercetare i analiz, a unor noi softuri i dispozitive computerizate pentru mbuntirea performanelor unor intersecii, ajutnd la fluidizarea traficul rutier n Municipiul Oradea.


CAPITOLUL III OBIECTIVELE TEZEI DE DOCTORAT Obiectivele tezei de doctorat au ca scop gsirea unor soluii tehnice originale constructive ale sistemelor de supraveghere video, realizndu-se analiza simulri practice ale soluiilor adoptate, enunndu-se metodele folosite pentru stocarea datelor i prelucrarea imaginilor video, n sistem interactiv sau timp real. Se va realiza analiza desfurrii traficului rutier n intersecii cu un grad de complexitate ridicat din punct de vedere geometric, topologic i ca densitate a fluxului traficului rutier elabornd soluii originale de semaforizare adaptiv a intersecilor (exemplu, semaforizarea adaptiv a interseciilor dintre liniile de tramvai i benzile de circulaie auto din Piaa Independenei, semaforizarea adaptiv a interseciei dintre Str. Transilvaniei cu B-dul. tefan Cel Mare) din Municipiul Oradea. Monitorizarea traficului, structurarea traficului, aplicabilitatea soluiilor variabile, funcie de situaiile neprevzute aprute sunt obiective de interes primordial. Obiectivele principale ale studiului se vor concentra n zona monitorizrii continue a traficului rutier, att n sistem video condus de sisteme de calcul performante, ct i implementarea unor noi softuri personalizate la nivelul municipiului Oradea pentru desfurarea traficului n sistem de und verde ( exemplu, programele AS 26, GW TOOL). Modelarea matematic a traficului rutier, prezentat n aceast lucrare, demonstreaz diversitatea problemei, dar i complexitatea acesteia. Cercetrile bazate pe modelele prezentate n aceast lucrare trebuie obligatoriu a fi completate cu studii legate de analiza de caz, cu implicaii n sisteme variabile cu evoluie continu, pornind de la evenimente i situaii evolutive discrete de exemplu cercetri, privind organizarea traficului rutier n sistem de und verde. Studiul teoretic prezentat constituie baza de pornire pentru studiul aplicativ experimental i de simulare previzionat a se desfura prin contribuii proprii constitutive ale prezentei teze de doctorat continund cercetarea n vederea analizei oportunitilor de optimizare, cu aplicaii n domeniul procesrii imaginilor video ca parte a managementului i monitorizrii computerizate a traficului rutier, cu aplicaii n simularea i analiza grafic a sistemului de monitorizare existent la nivelul municipiului Oradea. Continuarea studiului teoretic al modelrii traficului, cu simularea pe situaii cvasireale, adaptate la arterele principale, cu cea mai mare densitate de trafic la nivelul municipiului Oradea, dar i cu cele mai mari capaciti de preluare a traficului n cazuri speciale, impune analiza posibilitii elaborrii unei proceduri de simulare, elabornd i folosind softuri specifice, a undei verzi pe arterele principale, fluidiznd traficul rutier, este obiectivul principal, n cadrul tezei. Unda Verde pe o anumit arter este un exemplu de politici zonale de dirijare a traficului realizat cu unul din obiectivele tezei. Semaforizarea adaptiv n funcie de cerinele traficului rutier se realizat n cadrul obiectivului acestei teze prin schimbarea automat a programelor de semaforizare, determinate apriori, n urma studiului i msuratorilor, pentru aplicaii care necesit implementarea detectorilor de trafic, senzorilor de trafic amplasai n punctele cheie. Valorificarea experienei personale a autoarei tezei, n cazul sistematizrii rutiere urbane, precum i validarea studiilor teoretice, nsoite de necesitatea implicrii sistemelor de monitorizare moderne, prin automatizarea i informatizarea activitii de management al traficului, cu aplicarea sistemelor de analiz i control al traficului, se constituie n avantajele considerate, atunci cnd se propun obiectivele enumerate n paragrafele anterioare.


Soluiile adoptate (i aplicate efectiv la nivelul Municipiului Oradea) n urma studiilor i cercetrilor proprii expuse n tez vor avea confirmarea imediat n creterea confortului urban, uniformizarea i optimizarea caracteristicilor de trafic ale municipiului Oradea. Toate aceste deziderate pot fi ndeplinite considernd i aplicaiile practice, precum i avantajele colaborrii cu instituii i autoriti europene n cadrul mai multor proiecte la care autoarea tezei a participat n calitate de expert n ingineria de trafic rutier. n calitatea de responsabil privind gestionare, implementarea i ntreinerea sistemelor de monitorizare video, de realizarea a softului de modelare simulare und verde ca parte informatic a obiectivului tezei , sunt n msur s decid, n urma studiilor bazate pe cercetare i aplicarea soft-urilor specifice, variantele i msurile valabil impuse rezolvrii optimizrii traficului n cazul municipiului Oradea.


CAPITOLUL IV ANALIZA MODELELOR DE PROGNOZ ALE FLUXURILOR RUTIERE 4.1. Generaliti - rezolvarea problemelor legate de traficul rutier trebuie s se bazeze pe o cunoatere amnunit a variaiilor traficului n timp i spaiu. Pentru aceasta este necesar o culegere de date primare referitoare la circulaia autovehiculelor i pietonilor, aceasta se realizeaz printr-un recensmnt. 4.2. Modele bazate pe extrapolare - extrapolarea poate fi realizat cu ajutorul urmtorilor factori: factorul uniform, factorul mediu, factorul Detroit, factorul Fratar. Aceste modele matematice nu se pot aplica cnd n situaia estimat apar zone noi. De asemenea, nu se ia n considerare influena modificrii condiiilor de circulaie. 4.3. Modele ponderale - aceste modele se bazeaz pe faptul c numrul de deplasri ntre dou zone xij este exprimarea n uniti de trafic a forei de atracie ntre - numrul

. N 4.4. Modele operaionale - unul din modele matematice operaionale de prognoz a traficului este modelul oportunitii. Acesta presupune ca lege de baz, c exist o probabilitate constant p ca o destinaie s poat deveni scop al unei deplasri. Pentru aceasta distanele sunt coordonate de la cea mai apropiat prima la cea mai deprtat ultima. O deplasare pn la ,,prima va avea probabilitatea p, la a doua p(1-p), iar la na: (1 - p) n-1 . 4.5. Modelul echilibrului preferenial - modelul echilibrului preferenial este un model de tip ponderal. Studiile teoretice i practice realizate de societatea belgian de matematic i economie aplicat pentru organizarea reelelor de transport din oraele Bruxelles i Charleroi, precum i studiile privind organizarea reelei de metrou din oraul Milano arat c modelul matematic al echilibrului preferenial permite prognoza pe termen lung cu o precizie suficient a traficului de persoane. 4.5.1. Elemente fundamentale - oraul se mparte n zone, innd cont de : caracteristicile geografice i fizice ale oraului ; caracteristicile social-economice ale populaiei. Aceste criterii trebuie astfel corelate nct s determine o mprire n zone aproximativ omogene din punctul de vedere al numrului locuinelor i a locurilor de munc [28], [29], [30], [31]. 4.5.2. Formularea modelului - ecuaia traficului de cltori ntre zonele i i j. Se presupune c cei N cltori se repartizeaz n cele trei categorii enunate mai nainte n proporiile a , b , g , existnd relaia: a + b + g = 1. Cltorii din prima categorie sunt numr de aai n zona i i invers proporional cu puterea l (luat ca parametru) a coeficientului C ij ; relaia este de tip gravitaional [24],[28], [29], [30], [31]: (4.28) , l Cij suma tuturor cererilor cltorilor de categoria a , care locuiesc n zona i i lucreaz n (4.29) toate zonele j, este egal cu aai . pij' = aai .j

de cltori ce stau n i i e j - numrul de cltori ce lucreaz n j : xij =

ai e j

' pij = K1

ai e j

' Coeficientul K1 se determin din relaiile pij = K1

ai e j Cijl

si

pj

' ij

= aai :


pj

' ij

= K1 aai j

ej Cij

,' pij =

de unde K1 =j

C

1 , astfel nct (4.28) devine: ejij

ai e j Cijl

j

C

1 . ejij

(4.30)

' Cltorii din categoria a doua sunt n numr de be j n zona j i determin un trafic pij' , care este proporional cu numrul de locuine din zona i i invers proporional cu puterea a e l (luat ca parametru) a coeficientului C ij , pij'' = K 2 i l j . (4.31) Cij

Suma tuturor cererilor cltorilor de categoria b care locuiesc n zona i i lucreaz n toate zonele j este egal cu be j .

pi

'' ij

= b ej.

(4.32)

Coeficientul K2 se determin din relaiile (4.31) i (4.32): a 1 pij'' = K 2 b a j Ci , de unde: K2= ai , astfel nct (4.31) devine: i i ij C i ij' pij' = b

ai e j Cijl

1 . ai C i ij

(4.33)

Cltorii de categoria a treia sunt n numr de gN ; ei determin traficul: ai e j . qij = g (4.34) N Relaiile (4.30), (4.33) i (4.34) reprezint traficul determinat de cltorii celor trei categorii de populaie. Cererea total de trafic a cltorilor care locuiesc n zona i i lucreaz n j este ' ' (4.35) t ij = r ij + r ij' + qij . Dat fiind faptul c i este zona de origine, (de plecare) i j este o zon de destinaie (de sosire), se pot evalua: cererea total de locuine din zona i t ij ;j

cererea total de locuri de munc n zona j Diferen ele ntre cererile

ti

ij

.

tj

ij

i ofertele de locuine a i se pot exprima cu ajutorul

relaiilor (4.29), (4.27) i (4.34), astfel: ' ' ' ai - t ij = ai - pij - pij' - qij = ai - a ai - pij' - (1 - a - b )

j

ai e j N

' = ai - a a i - pij' - j

ai e j N

+a j

ai e j N

+ b j

ai e j N

,


cum, notnd,

N = N = 1,j

ej

N

ai - t ij = ai - a ai - j j

'' ij

rezult: ' - ai + a ai + b ai = b ai - pij' ,j

' aij' =

1

b

' pij' , j

(4.36) (4.37)

se obine:

a j - t ij = b (ai - a 'j' ).j

n mod analog, pentru diferenele ntre cererile munc, se obine: e j - t ij = b (ei - e 'j ),j

t

ij

i ofertele de locuri de

4.5.3. Determinarea coeficienilor caracteristici ai unui ora - coeficieni caracteristici ai unui ora a , b , l s-au determinat prin aplicarea modelului echilibrului preferenial la Paris, care a fost mprit n 90 de zone, a condus la obinerea urmtoarelor valori ale coeficienilor caracteristici ai oraului: l0 = 3,5; a 0 = 0,75; b 0 = 0,00; g 0 = 0,25 , modelul fiind valabil pentru 87% din populaia oraului, [24], [28], [29], [30], [31]. Aceste date servesc pentru efectuarea prognozei traficului pentru o perioad viitoare. 4.6. Metode de coordonare, dirijare i control al fluxurilor rutiere - bazele matematice descrise mai sus sunt materializate sub form de programare i softuri utilizate n coordonarea i dirijarea fluxurilor rutiere. Acestea se ncadreaz ntr-o categorie generic de sisteme inteligente de transport [24], [28], [29], [30], [31]. 4.6.1. Evoluia sistemelor inteligente de transport -principiul de baza al dirijrii prin semnale luminoase n traficul stradal const n eliberarea alternativ al fluxurilor de trafic n intersec ii. Modalit ile de dirijare care se bazeaz n toate rile ultramotorizate pe acest principiu, prezint urmtoarele caracteristici de baz: sisteme cu program, sisteme de coordonare a programelor de semnalizare ale intersec iilor nvecinate, sisteme de alegere dependent de timp a anumitor programe, sisteme flexibile care aleg programul de semnalizare n func ie de valorile de trafic. Dezvoltrile ulterioare se bazeaz n cea mai mare msura pe adaptarea programelor n timp func ie de valorile concrete de trafic. Privind napoi, n timp, este de remarcat folosirea strategiilor de dirijare a traficului, printr-o dirijare coordonat a semnalului n Salt Lake City i n Houston, Texas. Dirijarea dependent de trafic a fost introdus prima dat tot n S.U.A., i mai apoi n Anglia. Principiul de func ionare al dirijri dependente de trafic are la baz intervalele de timp dintre vehicule. intervalul inial, intervalul de prelungire sau extensie, intervalul maxim. Metoda amintit este descris n diferite variante ale normelor impuse de Institute of Traffic Engineers (ITE) ca Semi-traffic actuated, full-traffic-actuated and semiactuated controllers with speed control functions. Metodele de dirijare bazate pe programe dependente de trafic combinate cu programe fixe au fost folosite n Los Angeles pentru 28 intersec ii, n cazul sistemului numit PR. Acelai sistem PR, dar utiliznd calculatoare analogice, a fost folosit n Denver. 4.6.2. Metoda COMBINATION - are la baz metoda de semnalizare prin coordonare i a urmrii minimizarea sumei timpilor pierdui.


4.6.3. Programul SIGOP (Traffic Signal Optimization Program) este un model, recomandat pentru strzi simple cu 2 direc ii de mers, pe ochiuri de reea, reele dchise i reele stradale unite [28], [29], [30], [31]. 4.6.4. Sistemul VLANG - este modelul utilizat n Hamburg pentru alegerea programelor de semnalizare, dependente de trafic, pentru grupe de intersec ii analizate mpreun i care formeaz o reea. Poate fi folosit i pentru intersec ii izolate. 4.6.5. Metodele TRANSYT i NETSIM - diferena ntre programul TRANSYT i programul NETSIM const n unitatea considerat n simularea procesului. TRANSYT simuleaz plutoane de vehicule (simulare macroscopic), iar NETSIM simuleaz vehicule individuale (simulare microscopic [24], [28], [29], [30], [31]. 4.6.6. Modelul SCOOT -cu ajutorul modelului sunt minimizai timpii de ateptare i staionare n reele deschise i impletite i poate fi impiedicat creterea aglomerrilor peste punctele critice. 4.6.7 Programul SIGMA - SIGMA (Signal Management), este un program elaborat n Germania avnd ca scop semnalizarea optim a instalaiilor de dirijare de tip fix prestabilit) Tabelul 4.1. - Programe utilizate n ultimele decenii [24] Dirijare cu program prestabilit Denumire SIGOP UTCS SIGSET COMBINATION TRANSYT NETSIM SITRA VERO TRACON AS 26 CC 8000 ara USA (GB) USA GB GB (D) GB, USA, (D,CH) USA F D D RO RO Dirijare cu pragrame dependente de trafic Denumire ara

SCOOT SCATS STTRA-B VLANG VERO PBIL ASMO-MOD DINAMYC

GB AUSTRALIA F D D D D RO

Tabelul 4.1 prezint doar cteva dintre programele utilizate n ultimile decenii. 4.6.8. Aplicaii telematice pornind de la dezvoltarea unei strategii unitare, pe baza unor programe bine structurate, care s aib ca scop implementarea telematicii n transporturi, domeniul aplicaiilor telematice cuprinde noile sisteme i servicii realizate prin combinarea informaticii cu tehnologiile de telecomunicaii. 4.6.9 Modelul ATMS- acest model conine [24], [28]: centre de management al traficului n marile orae, instrumentele de sesizare de-a lungul arterelor rutiere, semnale variabile care furnizeaz, sisteme prioritare de control sisteme de programare, etc. 4.6.10 Modelul ATIS- folosete tehnologia de vrf pentru a asista cltoria cu planificarea, perceperea, analiza i decizia, mbuntind-o convenabil i eficient. 4.6.11. Sistemele AVCS- folosesc tehnologii pentru a valorifica controlul vehiculelor. 4.6.12. Modelul APTS- acest model adreseaz aplicaiile i tehnologiile ITS pentru a valorifica eficiena, disponibilitatea, atractivitatea i economicitatea transportului public. 4.6.13. Modelul CVO- se adreseaz parcului vehiculelor comerciale (camioane, autobuze). 4.6.14. Modelele ARTS- dei implic costuri mari, sistemele inteligente prezint o serie de avantaje de lung durat. 4.7. Concluzii- n acest capitol s-au prezentat modelele matematice de prognoz ale traficului: modele bazate pe extrapolare; modele de tip ponderal; modele operaionale; modele bazate pe metoda echilibrului preferenial.


Metodele i modelele matematice folosite mai sus stau la baza algoritmului de calcul care a condus la elaborarea programelor folosite la nivelul municipiului Oradea, programele CC8000, AS26, GWTOOL dup cum a fost prezentate n tabelul 4.1 i 4.2., acestea avnd materializate principiile matematice enunate n acest capitol.

CAPITOLUL V CONTRIBUII PRIVIND METODE I TEHNICI UTILIZATE PENTRU MBUNTIREA TRAFICULUI RUTIER 5.1. Noiuni privind procesarea imaginilor Procesarea imaginilor deseori este legat de domeniile pe care le abordeaz. Obiectivele principale pot fi n acest sens orientate ctre dou direcii importante [10], [34], [35], [36], [37], [58], [59]:dezvoltarea de aplicaii tiintifice i inginereti, utilizarea de resurse avansate n asistarea procesului educaional. 5.2. Imagini digitale- la nceput, imaginile sunt semnale, dar nu funcii temporale, ci funcii definite pe un domeniu spaial. Orice imagine este o structur bidimensional (tablou, matrice) de date. Un element al imagini se numete pixel (cuvnt preluat din englez, unde provine de la picture element). Aceste date pot fi numere naturale, reale sau complexe, reprezentate ns pe un numr finit de bii. Dup tipul datelor din acest structur bidimensional, imaginile prelucrate pot fi mprite n mai multe categorii: imagini scalare, imagini vectoriale, [10], [34], [35], [36], [37], [58], [59]. 5.3. Structura unui sistem de prelucrarea i analiza imaginilor- cuprinde: sistemul de formare a imaginii, convertorul de radiaie. 5.4. Stocarea imaginilor - se realizez n dou moduri de stocare a imaginilor: stocarea n memoria de lucru a unitii de prelucrare a imaginii, stocarea de lung durat imaginilor, n fiiere, pe suporturi externe de memorie (benzi, discuri, etc.). 5.4.1. Stocarea imaginilor n memorie - stocarea imaginilor se va face, evident, prin intermediul unor variabile ce implementeaz structuri de date bidimensionale. 5.4.2. Segmentarea imaginilor - segmentarea imaginilor se refer la descompunerea unei scene (imagini) n componentele sale. 5.5. Procesarea imaginilor folosind MATLAB 5.5.1. Noiuni generale O imagine poate fi definit n Matlab, ca o funcie f(x,y), unde x i y reprezint coordonatele spaiale (plane), i amplitudinea lui f, pentru orice pereche de coordonate, se numete intensitatea imaginii n acel punct. Termenul gray level (nivel gri) este utilizat pentru a caracteriza imagini monocrome. Imaginile color sunt formate prin combinarea unor imagini individuale. De exemplu, n sistemul color RGB, o imagine color este constituit din trei imagini individuale monocrome: rou(R-red), verde(G-green), albastru(B-blue). 5.5.2. Tipuri de imagini n Matlab, ( figurile 5.3, 5.4, 5.5). 5.5.2.1. Imagini binare 5.5.2.2. Imagini indexate 5.5.2.3. Imagini monocrome scalate 5.5.2.4. Imagini color exacte (imagini RGB) 5.6. Formate ale fiierelor utilizate n Image Processing Toolbox i sisteme de coordonate- reducerea dimensiunii imaginilor este extrem de important pentru toi cei care folosesc web-ul: utilizatori, autori, servere, provideri. 5.6.1. Convenii privind coordonatele- rezultatul segmentrii i al cuantizrii este o matrice de numere reale. Pentru facilitarea i conveniena notrii, o imagine digital f(x,y),


segmentat i cuantizat, este o matrice cu M linii i N coloane (se va spune c are dimensiunea MxN). Tot pentru claritate se folosesc valori numere ntregi pentru reprezentarea coordonatelor [10], [35], [36], [37], [58], [59]. 5.6.1.1. Sistemul de coordonate-pixel (figura 5.8, 5.9) 5.6.1.2. Sistemul de coordonate spaiale 5.6.1.3. Sistemul non-implicit de coordonate (definit de utilizator) 5.6.1.4. Afiarea interactiv a informaiilor referitoare la imagini (figura 5.11) 5.7. Analiza experimental privind implementarea unui sistem video de munitorizare a fluxului rutier prin intermediul camerelor de luat vederi n Municipiul Oradea 5.7.1. Noiuni generale privind supravegerea video- camerele de luat vederi digitale sunt considerate ca sisteme sigure pentru controlul traficului rutier [10], [69], [70], [105- 109], [112]. Implementarea unui astfel de sistem trebuie s ina seama c nu este permis ca acesta s contravin legislaiei n vigoare. Instalaia video poate fi poziionat pe stlpii de semalizare sau de iluminat stradal. Msurtorile nu sunt afectate de vibraiile datorate traficului n plus, datorit construc iei modulare i arhitecturii deschise, este posibil adaptarea la cerinele locale. 5.7.2. Componentele unui sistem de supraveghere video Un sistem de supraveghere video are trei componente principale care funcioneaz mpreun. Fiecare element este format la rndul lui dintr-un ansamblu de elemente foarte importante pe care le voi enumerate mai jos succint [10], [69], [70], [112]. 1.Dispozitive de preluare imagine. 2. Mediul de transmitere a semnalului video. 3. Dispozitivele de nregistrare/control/procesare/vizualizare. 5.7.3. Structura sistemului de monitorizare Structura sistemului de monitorizare prevede urmtoarele subsisteme: A. subsistem de televiziune cu circuit nchis; B. subsistem de identificare a numerelor de nmatriculare de stat (numai pentru punctele vamale amplasate n perimetrul transnistrean); C. subsistem de management al traficului. 5.7.4. Structura fizic a sistemului (Hardware) Echipamentul informatic (VIP 19 Rack), partea de hardware care face parte integrat din sistemul de monitorizare amplasat pe raza Municipiului Oradea este constituit din plcile detectoare, respectiv placa de comunicaii, conectoare i surse de alimentare [105-109], [112], [113], [112], (figura 5.13, 5.14, 5.15, 5.16, 5.17, 5.18). Jumperi: conectare video IN pt. 2 plci

Fig.5.15- Hardware vedere din interior a panoului spate [107]


5.8. Automat de semaforizare AS 26. Descriere general 5.8.1. Notiuni introductive Sistemul AS26 este un automat dedicat automatizrii instalaiilor de semaforizare rutier. A fost proiectat pentru a acoperi ntreaga gam de aplicaii, de la semaforizarea interseciilor pn la semaforizarea parcrilor. Modularitatea constructiv permite o foarte bun adaptare n raport cu dimensiunea instalaiei comandate. Astfel sunt optim servite att aplicaii cu 2 grupe de semafoare cu program independent, precum semaforizarea trecerilor de pietoni, ct i aplicaii complexe cu pn la 26 de grupe de semafoare cu program independent, precum semaforizarea pieelor n care acced un mare numr de artere [69], [110], [121]. 5.8.2. Descriere general a automatului AS 26 Aplicabilitate AS26 poate fi utilizat la semaforizarea urmtoarelor tipuri de aplicaii, fr ca aceasta enumerare s restrng lista tipurilor de aplicaii n care poate fi utilizat: Semaforizarea interseciilor de drumuri, de la cele simple n T sau Cruce pn la cele cu o topologie complex, precum pieele n care acced mai multe artere; Semaforizarea trecerilor de pietoni. AS26 dispune de un algoritm performant de semaforizarea trecerilor de pietoni echipate cu butoane de cerere pentru pietoni si semafoare numrtoare de informare a pietonilor asupra timpului de ateptare i a celui de traversare; [69], [110], [121]. Semaforizarea capetelor de linie ale mijloacelor de transport public; Semaforizarea poriunilor de drum ngustat la o banda de circulaie i cu circulaie n ambele sensuri; Semaforizarea parking-urilor n care se ntlnesc poriuni nguste cu circulaie n ambele sensuri, situaii de acordare de prioritate la cile care se intersecteaz sau afluiesc, acordarea de prioriti pe nivele, etc. Semaforizarea accesului la rampele de ncrcare/descrcare la cntare auto etcIntegrabilitate

Adaptabilitatea software a controllerului AS26 face posibil funcionarea sa n urmatoarele tipuri de sisteme de semaforizare : Instalaii de semaforizare cu funcionare independent, Instalaii de semaforizare cu funcionare sincron, Instalaii de semaforizare cu funcionare independent sau sincron integrate ntr-un sistem de monitorizare centralizat sau distribuit pe linie telefonic public PSTN, Integrarea n sisteme de optimizare a traficului rutier pe o suprafa i de prioritizare a vehiculelor dedicate transportului public Modularitate- modularitatea permite o configurare ct mai exact n raport cu topologia instalaiei de semaforizare [69], [110], [121]. Tehnologie- automatul este realizat n jurul unui microcontroler de tip industrial cu funcionare n gama extins de temperatur, avnd o arhitectur pe 8 bii, apt de a face fa funcionrii ntr-un mediu dur precum cel exterior outdoor. Toat gama de componente care sta la baza realizarii hard-ului echipamentului sunt de tip industrial i nu necesit funcionarea ntr-o incint termostatat sau climatizat. 5.8.3. Resurse HARDWARE la AS 26 Porturi de comunicaie serial- sunt disponibile dou porturi de comunicaie serial, COM-B de tip RS232 i COM-D de tip RS232 sau RS485. Ceasul de timp real i receptor GPS- automatul dispune de un receptor GPS. Informaiile furnizate de acesta sunt utilizate n corecia ceasului de timp real. Senzor de temperatur- un senzor de temperatur digital de mare precizie este integrat n structura de baz.


Fotorezistena-unitatea central e echipat cu un convertor analog/numeric pe 12 bii cu dou canale. Intrare analogic- cel de-al doilea canal al convertorului analog/numeric nu este dedicat i poate fi utilizat n aplicaii speciale. Display LCD i tastatur- pentru aplicarea funciilor de operare local, de diagnoz, mentenan i programarea unor parametrii care s se realizeze prin intermediul unui display LCD alfanumeric cu dou linii a cte 20 de caractere, cu iluminare backlight i a unei tastaturi cu 7 taste, autoarea tezei a avut un rol important n realizarea i implementarea acestuia la principalele intersecii semaforizate de pe raza Municipiului Oradea aceste display-uri fac posibil navigarea, afiarea i programarea unor parametrii organizai n 10 meniuri cu 56 de submeniuri i un mare numr de ecrane de date [69], [110], [121] . JURNALE DE EVENIMENTE- mai multe jurnale de evenimente sunt nscrise pentru a facilita activitatea de mentenan, diagnoz i analiz a modului de comportare a echipamentului la situaiile din trafic. Jurnalul MOD- are o capacitate de 5.200 de nregistrri. n acest jurnal sunt nscrise toate tranziiile modului de lucru al automatului. Jurnalul STARE- are o capacitate de 300.000 de nregistrari, grupate n 4.000 de pagini a cte 75 de nregistrri pe pagin. Jurnalul INTRARI- are o capacitate de 256 de nregistrri. Sunt nregistrate schimbrile intrrilor. Jurnalul POWER- are o capacitate de 256 de nregistrri. Sunt nregistrate momentele la care tensiunea de alimentare a czut i a revenit. Jurnalul GPS- are o capacitate de 256 de nregistrri. Sunt nregistrate momentele la care mesajul GPS recepionat este valid i la care acesta devine nevalid. 5.9. Detector inductiv de vehicule cu microcontroller, (figura 5.21)- acest dispozitiv sensor este folosit pentru identificarea procesului (a densitii fluxului de trafic). Informaia dat de ctre detector va fi folosit n automatizarea adaptiv a procesului [69], [95], 121], descrise n capitolul VI. 5.9.1. Aplicabilitate- se utilizeaz la: -semaforizarea adaptiv a interseciilor,semaforizarea adaptiv a trecerilor de pietoni, msurtori ale valorilor traficului de vehicule n cadrul sistemelor de analiz a traficului, detecia automat a vehiculelor n parcri,comanda automat a barierelor i a porilor acionate electric, detecia vehiculelor n cadrul sistemelor de control acces i securitate. 5.9.2. Caracteristici tehniceLED indicator

Prezen vehiculSelector cu 16 poziii pentru alegerea: - Sensibilitii; - Timpului de prezen; - Frecvenei. VEDERE FRONTAL SOCLU CU 11 CON-TACTE, VARIANTA DE MONTARE PE IN

Fig.5.21. - Detectoarele MZ, Soclu pentru montarea pe ina [69] 5.9.3. Realizarea buclei inductive- bucla inductiv este un element complementar detectorului inductiv de trafic destinat identificri numrului de vehicule fizice, a gradului de ocupare a ci de rulare, transmind n acest sens o reducere a inductivitii buclei spre detectorul inductiv, [69], [95], [121].


5.9.3.2. Configurarea buclelor - n figurile urmtoare figura 5.22 sunt prezentate cele trei forme de bucl recomandate i numrul de spire bazat pe mrimea buclei. 5.9.3.3. Instalarea buclei - Buclele sunt ncastrate n fante de maxim 5 mm lime frezate n carosabil. Spira superioar a buclei nu trebuie s fie la mai mult de 55 mm sub suprafaa carosabilului. Trebuie turnat bitum pentru acoperirea fantelor. A. Poziionarea buclei n band B. Poziionarea buclei n band A A=funcie de limea benzi B0,5 m 0,5 m

Lime band1,0 mB=0,7 m 10 m

45 Direcia de naintare

Perimetrul buclei (m) de la 3 la 4 de la 4 la 6 de la 6 la 12 de la 12 la 25

Numr de spire 5 4 3 2

Dimensiunea A (m) de la 1 la 2 de la 2 la 3 mai mare dect 3

Numr de spire 4 3 2

C. Poziionarea unei bucle ce acoper trei benzi L1 111 L2 L3

Fig.5.22. - Poziionarea buclelor A,B,C [69] Oriunde este posibil buclele trebuie situate departe de obiectele metalice ca de exemplu capace de canal, cabluri de tensiune, de comunicaie opernd cu frecvene ntre 20 Hz i 100 Hz, etc. 5.10. Descrirea funcionarii SOFTULUI GWTOOL, pentru simularea UNDEI VERZI N TRAFIC 5.10.1. Notiuni introductive - n zone urbane de cele mai multe ori interseciile semaforizate sunt la distane relativ mici unele fa de altele. Drept consecin exist cazuri n care conductorii auto, care pornesc la nceputul culorii verzi dintr-un ciclu de semaforizare la o intersecie, ajung n urmtoarea intersecie la finalul culorii verzi din ciclul de semaforizare. Astfel de situaii duc la blocaje n trafic i perioade lungi de timp petrecute pe drumurile publice [69], [114], [121] ceea ce impune implementarea unei Unde Verzi ce nseamn de fapt sincronizarea sau interconectarea mai multor


semafoare. Cel mai utilizat sistem de interconectare funcioneaz sub forma unui ciclu identic de semaforizare. Aceste cicluri de semforizare cu durata fix trebuie s funcioneze cu programe de semaforizare sincrone ceea ce pe raza Municipiului Oradea s-a realizat i implemaentat de ctre autoare cu ajutorul programelor de semaforizare utiliznd automatul AS26. Aceti timpi de semaforizare pot fi stabilii cu ajutorul diagramei distanelor n functie de timp figura 5.23.

Fig.5.23. - Diagrama distanelor n funcie de timp [121] Dac n cadrul sistemului de und verde sunt cuprinse mai mult de dou intersecii, trebuie realizat o formul pentru fiecare intersecie n parte, dup cum este prezentat n figura 5.24:

Fig.5.24. - Ciclurile unui sistem de und verde pe o arter cu mai multe intersecii [121] n acest exemplu distanele dintre intersecii sunt egale (L1,2 = L2,3 = L 3,4), dar n realitate acest lucru este imposibil, astfel c o und verde perfect nu poate fi realizat, aplicaiile din realitate trebuind s recurg la compromisuri, folosind modelele de prognoz ale traficului rutier 5.10.2. Lansarea aplicaiei Programul GWTOOL este o aplicaie PC care realizeaz diagramele distanelor n timp pentru intersecii consecutive [69], [114], [121].

Fig.5.25. Print Screen e- GWTOOL [121]


5.10.4. Introducerea fluxurilor rutiere [121]

nceputul Undei Verzi

Distana msurat n metriScoala profes ionala

Biserica Sf. GheorgheS tr .P a r cu lT rai a

Pn

P5 .2

V2 .1

V2 .2

V3 .1 GF P5 .1 V1 P6 .1 FV

Pracul Traian IntersectionP6 .2 V4 .1

Primul punct de oprire pentru sensul de mers n aval (n jos)

S1 .1

P5 .3

S1 .2

P3 .4

P5 .1

Al doilea punct de oprire pentru sensul de mers n aval (n jos)1 Mai intersectioL F S4 .1 P5 .2

Fig.5.27. Exemplu fluxurilor de circulaie n sistem de und verde pe raza Municipiului Oradea [121]


Definirea ctorva concepte: Automat (Controler): este aparatul care controleaz i gestioneaz ciclurile de semaforizare pentru diferite sensuri de mers, de obicei n cadrul unei intersecii. Semafor (Lights): este sistemul de afiare a secvenelor de culori ale ciclurilor de semaforizare, care este conectat la un automat identificnd perioada de verde pentru sensul respectiv de mers. Sens de mers amonte- Sens de mers aval (Flow down and Flow up): este o reprezentare a direcei sensurilor de mers n cadrul unei strzi sau artere de circulaie care pe o anumit seciune de drum are lungimea L i se circul cu o vitez medie V. Diagrama distanelor n timp (Time distance diagram): este o reprezentare a timpului de deplasare (Axa X) a unui autovehicul pe un segment de drum (axa Y). Instalarea programului se rezum la copierea fiierului GWTOOL. EXE oriunde pe hard-disck-ul computerului. Aplicaia se pornete printr-un dublu click pe programul GWTOOL. EXE. Open: se selecteaz un fiier gwp dintr-o locaie anume de pe hard-disk pentru a ncrca datele pe care le conine n programul GWTOOL. Close: se nchide documentul deschis anterior. Dup aceast operaiune trebuie deschis un alt fiier pentru a folosi n continuare programul. Save i Save as: salveaz documentul cu datele introduse pe hard-disk n dosarul indicat. Export Diagram: permite salvarea diagramelor distanelor n timp n fiiere de tip imagine, pentru a le putea folosi mai uor n cadrul unor rapoarte sau prezentri. Exit: nchide programul GWTOOL. 5.10.3. Introducerea automatelor i semafoarelor aferente- Pentru realizarea acestei operaii, este necesar ca anterior s fi fost creat un document nou, sau s fi fost selectat cu opiunea open un fiier existent de tip gwp. Cu click dreapta pe opiunea Controllers n partea din stnga se alege Add Controller pentru a crea un nou automat. 5.10.5. Diagrama distanelor n timp Acest tip de diagram realizat de program este ultima metod care poate fi folosit pentru evaluarea unei unde verzi i mbuntirea acesteia. Programul GWTOOL permite vizualizarea, undei verzi pe unu din sensurile de mers sau pe ambele. Pentru a reprezenta digrama se d click pe sensul de mers dorit i diagrama va fi generat (n cazul n care nu a fost selectat opiunea lock din meniul View Meniu) [69], [114], [121], ( figura 5.29).

Fig. 5.29.- Diagrama undei verzi pe unul din sensurile de mers [121]


Axa X reprezint timpul exprimat n secunde. n partea de sus a diagramei exist marcaje pentru fiecare interval de 10 secunde. Axa Y reprezint distana pe poriunea de drum selectat. Fiecare segment de timp de 10 secunde are o coresponden identic pe axa X exprimat n seciuni de cte 10 metri. n partea din stnga a imaginii de mai sus (linia punctat cu gri) sunt reprezentate fiecare punct de oprire, iar pe schi culoarea verde este prezentat n conformitate cu timpii (secundele de verde) i a decalajelor automatelor care controleaz acele semafoare. Pentru a vizualiza mai uor traiectoria unei maini pe traseul creat programul ofer posibilitatea de a trasa ruta pe care un autovehicul o va urma lundu-se n considerare distana segmentului de drum i viteza medie care a fost introdus pentru acel segment.

5.11. Concluzii Pentru realizarea unui sistem de monitorizare cu camera video, autoarea a realizat setarea parametrilor funcionali, a urmrit montarea i punerea n funciune a sistemului prezentat, iar n urma colectri de date se realizeaz rapoarte ale evenimentelor de trafic cu ajutorul softului implementat. Pentru corelarea programelor i implementarea parametrilor constani sau variabili n structura programelor de semaforizare utilizate pe raza Municipiul Oradea s-a urmrit de ctre autoare nlocuirea echipamentelor vechi cu o stare avansat de ,,oboseal fizic (exemplu automatul CC 8000) cu noul tip de automat AS 26 precum i cu elaborarea, implementarea de noi softuri personalizate care au dus la mbuntirea elaborarii programelor de semaforizare. Adaptarea prin schimbarea automat a programelor de semaforizare, determinate apriori, n urma unor msurtori, necesit implementarea unei soluii noi de reglementare prin utilizarea semaforizrii selective cu ajutorul detectorilor de trafic, senzori de trafic amplasai n punctele cheie. n acest caz trebuiesc repetate periodic msurtorile de trafic i pe baza lor s fie generate noi programe, sau ajustate cele vechi. Generarea matricei multidimensionale pe baza creia se face schimbarea programelor, este o intreprindere deosebit de laborioas, necesitnd multe ore de observare i ncercri de variante de programe care au fost elaborate de ctre autoare.


CAPITOLUL VI CONTRIBUII PROPRII PRIVIND APLICAREA UNOR TEHNICI I SOLUII PERSONALIZATE PENTRU MBUNTIREA TRAFICULUI N MUNICIPIUL ORADEA 6.1. Contribuii privind sistemul de supraveghere video folosit pentru colectarea datelor i monitorizarea fluxurilor de trafic n Municipiul Oradea Exemple de utilizare a procesrii imaginilor: supravegherea cu camera video a traficului rutier n Municipiul Oradea cu sistemul Traficon: Tema de cercetare pentru instalarea camerelor video componente ale sistemului de monitorizare a traficului din Municipiul Oradea conine urmtoarele coordonate: realizarea unui proiect de execuie pentru susinerea, racordarea la reeaua electric i reeaua de transmitere a datelor a camerelor video, componente ale sistemului de monitorizare a traficului, aflat n cadrul proiectului OMAP Proiectarea traficului n zona metropolitan Oradea; Sistemul are ca scop colectarea de date statistice i monitorizarea n timp real a situaiei din trafic pe arterele rutiere ce leag municipiul Oradea de comunele Bor(E60), Biharia(DN19), Oorhei(E60), Snmartin(DN76), i Nojorid(DN79), componente ale zonei metropolitane Oradea; Monitorizarea n timp real a situaiei traficului se face cu ajutorul unor camere video, care vor prelua imagini din zona monitorizat; Autoarea ca operator utilizeaz n activitatea desfurat datele de intrare n ora colectate cu ajutorul sistemului de munitorizare a camerelor video pentru elaborarea i implementarea unor msuri de reglementare a traficului rutier [105109], [112], [113]. 6.1.1 Caracteristici funcionale ale monitorului de date - VIP/D - echipamentul VIP/D combin colectarea datelor de trafic, monitorizarea fluxurilor de trafic i emularea buclelor detectoare ntr-o singur plac [105-109]. 6.1.2. Instalare, configurare, operarea tipic Plcuele VIP (detectare/comunicare) sunt integrate n rackul de 19. Datele i evenimentele de pe plcue sunt comunicate serverului T-port. Datele i evenimentele din trafic sunt memorate ntr-o baz de date. Datele de timp real sunt disponibile i pe priza TCP/IP i se pot folosi n aplicaie. T-port se configureaz ca sistem de management la nivel superior pentru a monitoriza i comanda traficul; T-Port se poate configura ca sistem auxiliar; T-Port este compus din server i partea de client. Pn la data actual, camerele video sunt instalate pe marile artere de la intrrile n Municipiu i este utilizat pentru a vizualiza intrrile n mod manual sau semiautomat. nc nu s-au utilizat aceste camere pentru fluidizarea traficului n intersecii ntru-ct investiia ar fi prea mare. Drept urmare n intersecii s-au implementat alte metode prezentate de asemenea ca i contribuii n tez.


6.1.3. Concluzii- cunoaterea modului de funcionare a a sistemelor de monitorizare cu camera video, fr a fi necesar deplasarea la faa locului, este un deziderat realizabil graie sistemelor uzuale de comunicaie moderne.

Fig.6.19.- Contorul de trafic pe artera Matei Corvin [121]

Fig.6.20.- Sistemul de monitorizare video a vitezei, [121]

Fig.6.21.- Fiierul sintetic al monitorizrii traficului n zona de inciden a camerei, [121]


6.2. Contriubuii proprii privind studiul de caz pentru optimizarea traseului de und verde n Municipiul Oradea 6.2.1. Prezentarea situaiei actuale i a situaiei optimizate prin elaborarea unor concepte noi. Descriere intersecii fotografii, diagrame, schie, incluse n studiul simulrii sistemului de und verde. Pentru optimizarea traficului rutier s-a ales artera principal ce tranziteaz municipiul Oradea pe direcia NE-SV ca traseu supus studiului modelrii- simulrii reglementat prin sistemul undei verzi. Punctul de plecare pentru efectuarea studiului a constat n mprirea arterei principale n tronsoane de studiu, pornind de la cunoaterea i cercetarea stadiului actual al algoritmului de elaborare i implementare a programelor de funcionare a interseciilor semaforizate. n urma studiului proiectelor i programelor de semaforizare implementate i gestionate de autoare, datele de trafic care stau ca fundament al modelrii - simularii sunt prezentate dup cum urmeaz: se analizeaz intereseciile aflate n aval, deoarece volumul de trafic colectat ajunge s influeneze capacitatea de trafic care intr pe tronsonul studiat ce cuprinde un numr de optsprezece intersecii semaforizate [60], [61], [62], [63], [70], [94-104] . Analiza fiecrei intesecii cuprinde: - prezentarea situaiei actuale i a situaiei optimizate (exemplu n intersecia B-dul tefan cel Mare strada Transilvaniei) [70]; - imaginea din satelit a interseciei (exemplu fig.6.24 n intersecia B-dul tefan cel Mare strada Transilvaniei) [70]; - diagrama de funcionare a semafoarelor (exemplu fig.6.25 n intersecia B-dul tefan cel Mare strada Transilvaniei) [70]; -planul de funcionare a interseciei (exemplu fig 6.26 n intersecia B-dul tefan cel Mare strada Transilvaniei), [70];

Fig.6.24. - Imaginea din satelit a interseciei B-dul tefan cel Mare strada Transilvaniei, [70]

Fig. 6.25. - Diagrama de funcionare a semafoarelor n intersecia B-dul tefan cel Mare strada Transilvaniei, [70]


Fig. 6.26. - Planul de funcionare a interseciei B-dul tefan cel Mare i strada Transilvaniei, [70] 6.2.2. Prezentarea analizei primei pari a tronsonului studiatPrima parte studiat cuprinde tronsonul format din urmtoarele intersecii [70], [121]: Intersecia B-dul tefan cel Mare strada: Transilvaniei; Intersecia strada Muzeului strada Republicii; Intersecia cu inciden asupra trecerii de pietoni str.Republicii - str Pescruului; Intersecia strada Republicii strada Petofi; Intersecia B-dul Magheru - str .Republicii - str.Louis Pasteur i cu str.Braovului; Intersecia B-dul G. Magheru str.George Enescu; Intersecia B-dul G. Magheru str.Parcul Traian Aleea trandului; Intersecia str.Dimitrie Cantemir Calea Mareal Averescu; Intersecia str.Cele 3 Crisuri - str. H Heine - str.Centu Civic - P-a 1 Decembrie;

Intersecia str.Dimitrie Cantemir - str.1 Decembrie; n urma realizrii simulrii pe tronsonul studiat s-a impus unele modificri ce au fost deja implementate sau urmeaz s se realizeze, i care sunt prezentate n concluziile acestui capitol. n figura 6.53, este prezentat diagrama distanelor n timp a interseciilor n situaia neoptimizat- prima parte a arterei studiate, iar figura 6.54, reprezint diagrama distanelor n timp a interseciilor studiate n situaia optimizat - prima parte de tronson. Cu ajutorul parametriilor cunoscuii din programele de semaforizare, cum ar fi: timpul ,,de verde pentru fiecare semafor pe direcia fluxului principal pentru ambele sensuri de circulaie i pentru fiecare intersecie, secunda la care ncepe timpul ,,de verde pentru fiecare semafor din lungimea ciclului de semaforizare n fiecare intersecie, timpul de decalaj n secunde msurat ntre dou interseci care se succed, traficul rutier desfurndu-se cu o anumit vitez impus, distana msurat n metri de la linia de stocare dintre semafoarele care se succed pe aceelai sens de circulaie, lungimea n metri a interseciei care este dat de distana dintre dou semafoare de pe sensuri opuse din aceeai intersecie, i introducnd datele menionate n programul de simulare dedicat i adaptat acestor pentru aceti parametrii GWTOOL se vor obine diagramele distanelor n timp a inteseciilor studiate [70], [94-104], [121].


6.2.2.1. Analiza situaiei actuale Pe prima parte a tronsonului studiat de la Parcul Petofii pn la Parcul 1 Decembrie s-a ajuns la concluzia c pe ambele sensuri de intrare-ieire din ora ,,Unda Verde funcioneaz acceptabil la o vitez impus de 50 km/h pe ambele sensuri de mers, dar nu n orele de vrf; i din pcate pn n acest moment ,,Unda Verde se termin la Parcul Traian. 6.2.2.2. Reglementrile care se impun pentru fluidizare care s-au realizat i care urmez s se realizeze n concluzie s-au lsat neschimbate ciclurile semaforizrilor de 96 s, la fel i componentele temporale (V, G, R), iar decalajul se modific uor n unele intersecii, dar se consider necesar schimbarea automatelor de semaforizare CC8000 cu automate de generaie nou AS26 mult mai performante. n intersectia B-dul G. Magheru cu strada L. Pasteur pe direcia de intrare n ora se modific i componentele temporale ale programului de semaforizare din faza nti n favoarea fazei a doua, ciclul pstrndu-i aceeai lungime [70], [94-104], [121]. Intersecia care se consider intersecie ,,tampon este intersecia Parcul 1 Decembrie, n timp ce celelalte rmn neschimbate, modificrile fcute care se materializeaz n teren, se vor raporta la aceast intersecie pentru a obine o Unda Verde.

Fig.6.53. - Diagrama distanelor n timp a interseciilor studiate n situaia neoptimizat- prima parte de tronson [70]


Fig.6.54. - Diagrama distanelor n timp a interseciilor studiate n situaia optimizat- prima parte de tronson [70] Motivul pentru pstrarea timpilor din Parcul 1 Decembrie este dat de faptul c, aici ar fi trebuit s fie modificate mai multe componente temporale ale semafoarelor, iar pentru urmtoarea seciune din tronsonul studiat aceast intersecie este poziia de start/plecare. Astfel, este mai uor s se creeze ,,Unda verde lsnd timpii nemodificai n aceast intersecie. 6.2.2.3. Analiza legat de direcia/sensul fluxului de trafic prioritar Situaia optim propus mai sus este favorabil perioadei de diminea, deoarece dup cum s-a constatat n aceast perioad a zilei, trebuie facilitat accesul spre centrul oraului. Pe cellalt sens de mers s-a constatat o problem la intersecia G. Enescu. Acest neajuns poate fi mbuntit dac dup mas acest sens de mers devine prioritar (pentru a ajunge la aceast concluzie, s-a analizat monitorizarea schimbri programului prin modificari aduse asupra lungimi timpului ,,de verde pe direcia de ieire din ora i


aplicarea lor n teren, pentru a vedea dac este sau nu aa.). n acest caz n urma monitorizrii n timp a variantelor implementate s-a propus introducerea unui nou program, care s intervin asupra componentelor temporale din faza nti modificnd timpul de verde pe direcia de ieire din ora n aceast faz de la 69 la 79 de secunde, care sunt propuse, n simulri [70], [94-104], [121].A doua parte studiat cuprinde tronsonul format din urmtoarele intersecii [70], [94-104], [121]: Intersecia str.Dimitrie Cantemir - str. P-a Ceti; Intersecia str.Dimitrie Cantemir - str. Muntele Gina; Intersecia str.Dimitrie Cantemir - str.Lugojului - str.Sextil Pucariu; Intersecia cu inciden asupra trecerii de pietonii str.Dimitrie Cantemir - n dreptul Prului Pea ; Intersecia str.Nufrului - str.Nojoridului; Intersecia str.Nufrului - Benzinria Petrom - Supermarket Lotus; Intersecia str.Nufrului - str.C-tin Noica - str.Ciheiului; Intersecia str.Nufrului - str.Morii - str. N. Sova.

n urma realizrii simulrii pe tronsonul studiat s-au impus unele modificri, ce au fost deja implementate sau urmeaz s se realizeze. 6.2.4.1. Analiza situaiei actuale n figura 6.79, se arat c dac se ncepe din Parcul 1 Decembrie spre Piaa Cetii observm c nu exist o sincronizare perfect. Dar lund n considerare faptul c o mare parte din vehiculele care vin dinspre Podul Dacia, merg spre centrul oraului i de asemenea, faptul c o mare parte din vehiculele care vin dinspre Cluj se ndreapt spre Centru sau Parcul Traian, s-a ajuns la concluzia c nu tot fluxul rutier se ndreapt spre Parcul 1 Decembrie. Fluxul rutier care vine dinspre centrul oraului i merge spre Piaa Cetii va putea iei din intersecie nainte ca fluxul rutier de la Parcul Traian s ajung n intersecia de la Piaa Cetii [70], [94-104], [121]. Principala problem care apare este la intersecia de la strada Dimitrie Cantemir cu strada Lugojului i strada Sextil Pucariu . Aici exist o problem pe ambele sensuri de mers, i fr schimbri majore la modul n care timpul ,,de verde alocat arterei principale este distribuit n fazele de funcionare a programului de semaforizare, nu exist posibilitate s se realizeze o Und Verde pe ambele sensuri de mers. Astfel c se consider prioritar sensul de mers spre centrul oraului. De asemenea pentru a doua parte a simulrii nu au fost modificate componentele temporale (V, G, R i decalajul) de la intersecia Parcul 1 Decembrie, deoarece reprezint punctul de pornire pentru al doilea tronson studiat i pentru a nu interveni n componentele temporale folosite n prima parte. 6.2.4.2. Modificri realizate S-a realizat de ctre autoare ,,Unda Verde pornind de la intersecia Nufrul cu Morii pn la intersecia Parcul 1 Decembrie (direcia spre centrul oraului) prezentat n figura 6.80, prin simularea cu aplicaia programului GWTOOL, cunoscnd parametri necesari din programele de semaforizare i mrimile distanelor dintre intersecii. n ceea ce privete celalalt sens de mers exist o und verde pn la intersecia Cantemir i chiar i dup o perioad de ateptare acolo vor mai exista situaii unde se vor mai opri, n consecina acest sens de mers este unul destul de complicat pentru a putea fi introdus ca i variant de ,,und verde.


Astfel, o alt variant prezentat n figura 6.81 a fost fcut doar pentru acest sens de mers nspre ieire (cei care pleac dinspre centrul oraului) spre cartierul Nufrul i apoi din ora. Astfel s-a reuit de ctre autoare s realizeze o ,,Und Verde perfect pe poriunea de la Parcul 1 Decembrie pn la strada Nufrului intersecie cu strada Morii. Dar crend o astfel de ,,unda verde s-au desincronizat semafoarele pe celalalt sens de mers. O astfel de sincronizare poate fi utilizata pe o perioada scurta de timp pe durata orei de vrf, deoarece creaz gtuiri ale fluxului rutier pe direcia de intrare n ora. 6.2.4.3. Modificri ce urmeaz a fi realizate Datorit gradului avansat de ,,oboseal fizic aa aa cum s-a prezentat n analiza fiecrei intersecii, se recomand schimbarea automatelor CC 8000 cu noul tip de automat AS26, care are parametrii funcionali mult mai performani n urmtoarele intersecii de pe tronsonul studiat [70], [94-104]:Intersecia str.Dimitrie Cantemir - str.Lugojului - str.Sextil Pucariu; Intersecia str.Nufrului - str.C-tin Noica - str.Ciheiului.

Totodat n aceste intersecii se propune modificarea timpului ,,de verde alocat arterei principale, revizuindu-se distribuiia sa n fazele de funcionare a programului de semaforizare. Rmne deschis spre analiz varianta realizarii unui sens giratoriu ca cea mai bun soluie de decongestionare a traficului din intersecia strada Nufrului - strada C-tin Noica - strada Ciheiului.

Fig.6.79. - Diagrama distanelor n timp a interseciilor studiate n situaia neoptimizata doua parte [70]


Fig.6.80. - Diagrama distanelor n timp a interseciilor studiate n situaia optimizat pentru direcia spre Nufrul - a doua parte [70]

Fig.6.81. - Diagrama distanelor n timp a interseciilor studiate n situaia optimizat pentru direcia spre Centru - a doua parte [70]


6.3. Contrubuii proprii privind munitorizarea i optimizarea traficului rutier urban prin elaborarea unor concepte noi de semaforizare utiliznd metoda proprie de implementare a semaforizri adaptive cu ajutorul dectectorilor de trafic. i a buclelor inductive n Municipiul Oradea Problema semaforizrii adaptive a mai fost studiat pe plan naional i mondial [122], [123]. Unii autori recurg la metod ,,clasic de reglaj adaptiv prin utilizarea detectorilor de trafic sau camerelor video [122], [123], dar propun i metode ,,speciale utiliznd tehnica ,,wireless i determinnd distana dintre vehicule i densitatea traficului. Rezultatul acestora ar fi selectarea adaptiv a culorilor semaforului n sensul optimizrii i descongestionrii traficului, dar deocamdat la nivel teoretic de simulare [122], [123]. n tez se propune i se realizeaz concret n intersecii majore de pe raza Municipiului Oradea un sistem de semaforizare adaptiv original bazat pe detetectori de trafic i a buclelor inductive montate la nivelul solului. Ideea ,,reglementri adaptive a modelului etalon are la baz variante de programme de semaforizare, stocate ca programe PLC dependente de valori parametrice ale densitii traficului, selectate automat prin intermediul detectorilor de trafic dintr-o unitate central implementat n PLC.

6.3.1. Studiul de caz privind soluia de implementare a semafoarizrii adaptive la intersecia dintre Str. Transilvaniei cu B-dul. tefan Cel Mare 6.3.1.1. Descrierea solutiei alese pentru semaforizarea actual a interseciei Str. Transilvaniei cu B-dul. tefan Cel Mare Semaforizarea trebuie s rezolve urmtoarele conflicte: Intrarea pe strada Transilvaniei de pe B-dul tefan Cel Mare pe sensul dinspre Gara i viraj stnga ; Ieirea de pe strada Transilvaniei pe B-dul tefan Cel Mare pe sensul spre Satu Mare i viraj stnga; Traversarea B-dului tefan cel Mare de ctre pietoni ; Traversarea Str. Transilvaniei de ctre pietoni. Aceste conflicte sunt rezolvate printr-o semaforizare n trei faze de circulaie.

6.3.1.2. Studiul de caz privind soluia de implementare a semaforizrii adaptive la intersecia Str. Transilvaniei cu B-dul. tefan cel Mare n funcie de scopul urmritSemaforizarea adaptiv se refer la adaptarea timpilor ,,de verde a fazelor de circulaie la fluxurile de vehicule asociate. Adaptarea se poate face n dou moduri, care nu se exclud. Cea mai popular este adaptivitatea n timp real. Dac cererile au o frecven mai mare dect una de prag, programat, timpul ,,de verde se poate extinde pn la unul maxim, n pai suficieni de fini, de obicei secunde. Timpii ,,de verde maximi, asociai fazelor de circulaie se dimensioneaz pentru orele de vrf. Sunt i cazuri cnd trebuie ntrerupt imediat faza n derulare, chiar dac frecvena cererilor e mai mare dect cea programat. Aceast ntrerupere se solicit n baza unor urgene, a unui regim de prioriti i a unor scheme, sau algoritmi. Metodele de adaptivitate, prezentate succint mai sus, dezvaluie complexitatea problemei. Aceste metode pot fi combinate pentru anumite intervale orare din zi sau sptmn. Acest tip de adaptivitate, care nu ia n calcul constrngeri sau solicitri globale survenite dintr-o zon semaforizat poarta numele de microreglare. Microreglarea


optimizeaz n cadrul unor limite prestabilite timpii ,,de verde,, alocai fazelor de circulaie. Macroreglarea presupune politici zonale de optimizare. Una din aceste politici este sincronizarea fluxurilor de vehicule ntr-o anumit zon pe anumite itinerarii cu scopul de a minimiza timpul de parcurs.

6.3.1.3. Solutia aleasa pentru semaforizarea adaptiv a interseciei dintre B-dul tefan Cel Mare i strada TransilvanieiO combinaie ntre programe sincrone ajustate prin microreglare, utilizate n intervalele cu trafic ridicat i de vrf i programe nerestricionate zonal, asincrone, cu ajustarea complet a timpilor ,,de verde, selectate la ore cu trafic sczut sau rarefiat, este o soluie promitoare pentru monitorizarea i optimizarea traficului rutier. Astfel se propune includerea detectoarelor de trafic i a buclelor inductive ca i componente structurale ale sistemului modernizat de trafic a sistemul adaptiv pentru trafic i transport n aceast intersecie din Oradea. 6.3.2. Studiul de caz privind soluia de implementare a semaforizrii adaptive facilitnd prioritizarea tramvaielor n raport cu faza destinat autovehiculelor n punctele de conflict care sunt interseciile dintre liniile de tramvai i benzile de circulaie auto din Piata Independenei 6.3.2.1. Descrierea soluiei alese pentru optimizarea traficului prin prioritizarea tramvaielor n raport cu faza destinat autovehiculelorSoluia prezentat supus analizei n edina de circulaie, (autoarea fcnd parte din acest comisie) a condus la posibilitatea includerii traficului din aceast intersecie n circuitul executrii unei aa numite Turbo Giraii, care s decongestioneze i s preia fluxul rutier din aceast zon. Acest deziderat a condus la anularea intersectiilor semaforizate dintre strada Dimitrie Cantemir Calea Mareal Averescu i dintre strada Cele 3 Criuri - strada H.Heine - strada Centu Civic - P-a 1 Decembrie, urmnd ca reglementarea circulaiei s se realizeze mixt att prin reglementri cu indicatoare, ct i prin semaforizare.

Configurarea geometric a zonei supuse modificrilor prin aa numita Turbo Giraii a condus la creerea a dou zone ,,de conflict ntre liniile de tramvai i benzile de circulaie auto,iar acest lucru a dus la elaborarea unui proiect, care a fost atribuit spre rezolvare autoarei [70], [94-104], [121]. Analiznd situaia mai sus prezentat, s-a nceput elaborarea unui proiect, care s rezolve prioritizarea tramvaielor n raport cu faza destinat autovehiculelor, faz la care autoarea prezentei teze a contribuit . 6.3.2.2. Studiul de caz privind soluia de implementare a semaforizrii adaptive prin prioritizarea tramvaielor n raport cu faza destinat autovehiculelor n Piaa Independenei din Municipiul Oradea Aa numita Turbo Giraii din Piaa Independenei prezint dou zone ,,de conflict cu liniile de tramvai, intersecia A i intersecia B, prezentate n planul interseciilor n figura 6.90.


Fig. 6.90. - Planul de funcionare a semaforizrii interseciilor dintre liniile de tramvai i benzile de circulaie auto din Piaa Independenei n varianta cu detectoare de trafic i bucle inductive [121] Detecia tramvaiului se va realiza printr-o bucl inductiv situat ntre inele cii de rulare, prezentat n detaliu de amplasare a buclei inductive n figura 6.91.

Fig. 6.91. Detaliu de amplasare bucl inductiv pentru detecia tramvaiului [121] Fiecare sens de mers al tramvaielor va fi prevzut cu trei bucle de detecie prezentate n detaliu n figura 6.91. n figura 6.92, eate prezentat bucla de anticipare, situat la circa 60m naintea


punctului de conflict, acest bucl este amplsat n zona spaiului verde, zon care este prevzut cu instalaie de irigare a covorului de iarb. Pentru nlturarea oricrei suspiciuni de uzur fizic i de deformare a buclelor inductive datorit mediului umed i datorit neregularitilor prezentate de stratul suport pe care acestea urmau a fi poziionate, s-a gsit soluia care s preia toate aceste inconveniente datorate configuraiei zonei de amplasare.

Fig. 6.92. Detaliu de amplasare bucl inductiv de anticipare pentru detecia tramvaiului n zona nierbat [121]

Fig. 6.93. Acoperirea cu covor natural de iarb a buclei inductive pentru detecia tramvaiului n zona nierbat [121] Altfel spus, s-a gsit o soluie de ctre autoare prin montarea buclei inductive ntrun material numit ,,TEGO de form dreptunghiular tip figure cu goluri ncastrate pentru pstrarea umiditii necesar covorului de iarb, material care este format dintr-un placaj stratificat folosit n industria auto i care permite tierea unui ,,rost n care s fie montat bucla inductiv, fr ca acesta s sufere modificri. Acoperirea buclei i nchiderea canalului tiat n material se va realiza cu un material numit ,,silicon de exterior de culoare neagr. Figura 6.92 prezint n detaliu realizarea amplasrii buclei inductive n canalul de protecie.


Fig. 6.94. Detaliu de amplasare a buclei n canal de protecie [121]


CAPITOLUL VII CONCLUZII GENERALE n cadrul tezei de doctorat cu titlul ,,Cercetrii privind utiliazarea imaginilor video, a detectorilor inductivi i a unor module software specifice ntr-un sistem integrat de semaforizare pentru fluidizarea traficului rutier,, s-a urmrit atingerea acelor obiective care i aduc aportul n fluidizarea i decongestionarea traficului rutier urban prin monitorizarea i optimizarea bazat pe simulare. Realizarea obiectivelor tezei Obiectivele tezei de doctorat prezentate n cele de mai sus i cuprinse n capitolul trei stau la baza monitorizrii de ctre autoare i a realizrii n totalitate a dezideratelor propuse. Etapele parcurse sunt: Studiul asupra stadiul actual al cercetrilor i realizrilor n domeniul traficului rutier prezentat n capitolul doi; Procedura culegerii datelor de trafic, a volumelor de trafic, prin nregistrare a imaginilor, prin colectarea manual sau automat prezentate n capitolul doi [subcap. 2.2]; Reglementarea intersecilor stradale bazat pe prioritii i indicatoare de prioritate i prin semaforizare prezentate n capitolul doi [subcap. 2.3]; Metode de analiz a capacitii traficului rutier prezentate n capitolul doi [subcap. 2.4]; Analiza privind metodele, sistemele i modelele de prognoz i de mbuntire a traficului rutier i a fluxurilor rutiere prezentete n capitolul patru i cinci; Analiza experimental privind implementarea unui sistem video de monitorizare a fluxului rutier prin intermediul camerelor de luat vederi n Municipiul Oradea evideniate n capitolul cinci [subcap. 5.7]; Descrierea funcionrii softului GWTOOL, pentru simularea i modelarea expuse n capitolul cinci ,,undei verzi n trafic [subcap. 5.10]; Obiectivele tezei au fost materializate prin realizarea practic a modernizrii interseciilor semaforizate din Municipiul Oradea sub coordonarea nemijlocit a lucrrilor de ctre autoarea tezei. Contribuii personale n cele ce urmeaz vor fi enumerate contribuiile personale. Acestea au fost punctuate i n cadrul tezei, dintre care se amintesc: Intalarea sistemului de detectare prin camere video VIP pe cele cinci intrri principale n Municipiului Oradea; Achiziionarea i instalarea ,,T- Portul, o platform software de sine stttoare pentru utilizarea cu sistemul de detectare VIP, fiind un sistem computerizat de comand, control i reglaj; Setarea hardware pentru adresa IP, configurarea parolei de acces; Configurarea i setarea din meniului principal a parametrilor de interes pentru monitorizarea traficului rutier la nivel de plac VIP; Monitorizarea datelor de trafic din memoria intern a plcii VIP; Descrcarea datelor de interes din placa VIP n memoria unui PC i vizualizarea lor; Prezentarea imaginii video privind densitatea traficului prin schema interfeei de monitorizare a traficului; Prezentarea imaginilor privind categoriile autovehiculelor monitorizate;


Regimul de lucru utilizat ntre camerele video i sistemul de semaforizare, implementat semiautomat sau automat pe baza parametrilor de interes setai la camerele video i care sunt programabili la nivelul semaforizrii, regim aplicat la interseciile vizate ce se afl imediat n avalul camerelor video, dar nefiind cele critice n Municipiul Oradea; Soluionarea unitar urmrind toate particularitile unei intersecii studiate prin abordri ale algoritmului de programare a traficului rutier necesar implementrii programelor de semaforizare; Conducerea traficului n intersecii pe baza parametrilor sesizabili ai detectoarelor inductive care sunt n legtur cu buclele inductive; Elaborarea programelor de semaforizare pe fiecare intersecie pentru funcionarea lor n regim sincron, ct i asincron; Realizarea problemei de optimizare prin parametrizarea semaforizrii utiliznd un numr de programe de semaforizare determinate apriori pentru fiecare automat al interseciilor semaforizate, programe care se lanseaz automat prin programul orar de funcionare, sau automat-adaptiv n funcie de alocarea algoritmului i parametrului corespunztor densitii volumului de trafic n timp real; Coordonarea n timp real a traficului prin luarea deciziilor la nivel de automat n baza condiiilor curente de trafic; Proiectarea i executare unui concept nou de conducere a traficului rutier la nivel de intersecie prin regalarea automat-adaptiv funcie de valorile de trafic, prin prioritizarea unei faze de funcionare a programului, pentru un anumit sens n detrimentul celuilalt sens; Descrierea protocolului de comunicare dintre componentele sistemului ales cu detector de trafic i bucl inductiv; Descrierea sistemului de semaforizare adaptiv ca ,,model etalon, modelul etalon fiind ansamblul de programe de semaforizare implementate n automatul de semaforizare apelate selectiv n mod automat; Realizarea studiului de caz pentru implementarea semaforizrii adaptive la nivelul mai multor intersecii din municipiul Oradea; Extinderea i utilizarea conceptului de semaforizare adaptiv i la nivelul transportului n comun la interseciile dintre calea de rulare a tramvaielor i benzile de circulaie a autovehiculelor; Elaborarea i implementarea conceptului de prioritizare a circulaiei tramvaielor incluse ntr-un sistem de semaforizare unitar, acest sistem fiind bazat pe noul concept de ,,TURBO GIRAIE,, care s-a aplicat la intersecia din Centrul Civic Oradea; Elaborarea i coordonarea execuiei proiectelor principalelor intersecii ale municipiului Oradea, inclusiv modificrile aduse celor existente prin anularea semaforizri la nivel de intersecie i reconfigurarea lor n sens giratoriu sau reglementarea lor prin semaforizare; Realizarea unei sinteze asupra sistemului de semaforizare existent; Realizarea nlocuirii tehnologiilor existente depite cu cele de ultim generaie; Realizatrea elaborarea i utilizarea unui program de simulare modelare ,, GWTOOL, autoarea fiind implicat n calitate de expert n ingineria traficului rutier, prin optimizarea parametrilor de semaforizare pentru relizarea unui sistem de funcionare a intersecilor n regim de ,,und verde; Elaborarea conceptul simularea - modelarea n regim de funcionare ,,und verde pentru dou tronsoane ale unei artere principale ale municipiului Oradea ce tranziteaz oraul pe direcia NV SE;


Realizarea coordonrii traficului rutier pe anumite tronsoane prin sincronizare n timp real a semafoarelor din interseciile respective; Realizarea sincronizrii programelor automatelor de semaforizare pe baza ceasului de tip real furnizat de receptoarele G.P.S.; Propunerea i coordonarea lucrrilor de modificare a instalaiilor de automatizare ale interseciilor vizate inclusiv luarea deciziilor privind partea de programare; Msurarea i reglarea corespunztoare a funcionrii corecte i optime a semafoarelor privind decalajele reglate la o anumit vitez de circulaie (50 km/h pentru municipiul Oradea) ntre momentul nceputului fiecrui ciclu al programelor interseciilor succesive aezate n cascad, obinut prin ncercrile reale de simulare a parametrilor semafoarelor; Realizarea simulrilor practice a soluiilor adoptate i enunarea metodelor folosite n sistem interactiv sau timp real; Monitorizarea traficului rutier n ideea optimizrii realizat prin implementarea soluiei optime obinut n urma simulrii modelrii traficului rutier n sistem de ,,und verde; Asigurarea i realizarea mentenanei (cu ajutorul echipei pe care autoarea o coordoneaz i cu asigurarea finanrii de ctre executivul local) asupra sistemului camerelor video, sistemului de semaforizare clasic, sistemului de semaforizare adaptiv prin detectori de trafic i bucl inductiv. O bun parte din contribuii a fost validat prin prezentarea i publicarea a 12 lucrri, dintre care la 6 autoarea este prim autor. Susinerea lor la unele simpozioane de circulaie la nivel naional a avut un real succes. Participarea autoarei la simpozioane de circulaie la nivel naional i internaional a avut un aport important n realizarea tezei. Direcii viitoare de cercetare Cercetrile viitoare vor putea fi extinse la nivelele urmtoare: Extinderea reelei de monitorizare prin camere video n majoritatea interseciilor prin abordarea sensurilor aglomerate de volumul traficului rutier, aceast perspectiv depinde ca i la ora actual de alocarea unor fonduri de investiie pe viitor; Efectuarea unor studii asupra extinderii la nivel de intersecie privind optimizarea semaforizrii n anumite condiii de trafic cu ajutorul detectorilor de trafic; Simularea prin abordarea tuturor variantelor posibile la nivel de artere principale sau tronsoane de circulaie cuprinse n sistemul de semaforizare automat n vederea obinerii modelului optim de circulaie; Simularea i modelarea unor variante noi n sensul omogenizrii principalelor volume de trafic n vederea evitrii unor posibile ,, gtuiri, blocaje al fluxurilor rutiere; Propunerea n faa reprezentailor autoritilor pe viitor, ca s se realizeze un proiect al managementului de trafic cu un centru de comand ,,dispecerat al traficului, menit s monitorizeze i s fluidizeze circulaia n Oradea; implementate i Monitorizarea eficienei programelor de semaforizare modificarea acestora ori de cte ori intervine ceva la infrastructura i suprastructura rutier i adaptarea lor n funcie de valorile de trafic; Asigurarea mentenanei i a fiabilitii ntregului sistem de camere video, sistemlui de semaforizare clasic, sistemului de semaforizare adaptiv prin detectori de trafic i bucl inductiv.


CAPITOLUL VIII BIBLIOGRAFIE [11] Cofaru, C.; Timar, J.: - Simulation and optimization of urban traffic flow, by the use of programs Synchro and Simtraffic, International Congress Automotive, Environment And Farm Machinery,AMMA 2007, 11-13 October 2007, ClujNapoca, Romania, Vol. V, p.81, ISSN 1221-5872. [12] Cofaru, C.; .a.: - The influence of the road transportation over the monoxide carbon pollution in urban areas, The first internationalconference Transportation and land use interaction TRANSLU08, Bucharest, 23-25 Oct. 2008,p.217, ISSN 1844-9050. [18] Filip, N.: Road traffic and the noise in the urban area, Revista Universitii din Piteti, 2007. [19] Filip, N.: - Research regarding data collection equipments for measuring traffic parameters, Act Technica Napocensis, vol V, p.463, 2007, ISSN 1221-5872. [20] Filip, N.: - Research regarding the road traffic influence though the noise, Act Technica Napocensis, vol V, p.97, 2007, ISSN 1221-5872. [21] Filip, N.; Cordos, N.; Rus, I.: - Zgomotul urban i traficul rutier, Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2001, ISBN 973-8198-25-9. [22] Filip, N.; Burnete, N.; Bompa, S.: - Road noise traffic prediction, Conferina Internaional MTV Timioara, 2006, paper no. MTV2006400821-22 oct . 1999. Bucure ti [23] Florea, D. : - Fluxuri rutiere programe, coordonare, Reprografia Universit ii Transilvania din Bra ov, 1998, Curs pentru formarea continu a speciali tilor n cadrul IPMEA Bra ov. [24] Florea , D.: Managementul traficului rutier , Ediia a II a , completat, Editura Universitii Transilvania din Braov,2000. [25] Florea, D.; Filip, N.: - Cercetri privind posibilit ile de optimizare, restructurare a traficului n vederea reducerii consumului al autovehiculelor, Buletinul Conferin ei Interna ionale TMCR 99, 1999, Chi inu, Republica Moldova . [26] Florea, D.; Cofaru, C.; oica, A.: - Managementul traficului rutier, Editura Universit ii Transilvania Bra ov, 2000. [27] Florea, D.; Preda, I.: - Aplica ii ale teoriei irurilor de a teptare n managementul traficului rutier , Buletinul tinific al celei de- a XXVII- a sesiuni de comunicri tin ifice cu participare interna ional, [28] Florea, D.: - Cercetri privind modelele de baz ale taficului rutier, CONAT 1996 ,vol. VI, Universitatea Transilvania din Bra ov [29] Florea, D.: - Metode i mijloace de coordonare a traficului rutier Referat nr. 1, Universitatea Transilvania Bra ov, 1994. [30] Florea, D.; i colab.: -.: Studiu de trafic n municipiul Clrai: Raport final, Proiect nr.25254/03.08.2009, Universitatea Transilvani

romocea sanda rezumat teza doctorat

Documents