Концепция проактивного управления дорожным движением.

Галицкий А.С.

Декабрь 2017.

Введение

Задача предотвращения резкой деградации средней скорости движения транспортных средств (ТС) по проезжей части улично-дорожной сети (УДС), в обиходе именуемой пробками (или заторами), решается уже давно, но по настоящему эффективно эту проблему решить пока никому не удалось. Автор предлагаемой ниже концепции считает, что задача теоретически не может быть решена, если в системе «автомобиль + дорога» отсутствует эффективный механизм балансировки «спроса и предложения», где под «предложением» понимается дефицитный «ресурс» - место на проезжей части. Иными словами, если количество желающих воспользоваться дорожной сетью превышает её эффективную пропускную способность, возникновение заторов неминуемо. Предлагаемый в данной концепции подход подразумевает создание такой системы управления дорожным движением, которая позволит гарантированно обеспечить заданный баланс «спроса и предложения», т.е. доступ к УДС будет предоставляться только такому количеству ТС, которое она (УДС) способна эффективно обслужить. В отличие от всех ныне известных способов регулирования дорожного движения этот баланс достигается не за счёт механизмов прогнозирования спроса, а за счёт предварительного запроса доступа к дефицитному ресурсу (месту на проезжей части), и получения доступа только в случае наличия свободного «ресурса». Поэтому этот метод назван проактивным управлением дорожным движением (ДД). Автор утверждает, что только данный метод управления ДД способен теоретически полностью исключить образование пробок.

Суть концепции

• основе метода проактивного управления ДД лежит принцип предварительного «бронирования маршрута» каждым транспортным средством до начала движения. «Бронь» предоставляется централизованной системой управления с учётом реальной пропускной способности УДС и количеством ТС находящихся в движении. Каждое транспортное средство заранее сообщает системе управления желаемый маршрут и график движения, и начинает движение только в том случае, если система может обеспечить непревышение заданного уровня нагрузки на УДС в каждый момент времени

• втечение следования по всему маршруту. Проще говоря, ТС заранее «бронирует» себе место на проезжей части по всему маршруту движения.

Способ реализации:

• Создаётся центральный диспетчерский узел (ЦДУ), который обладает информацией о всех ТС, движущихся по проезжей части УДС, включая (самое главное!) маршруты их движения. Т.е. ЦДУ не только «знает» - в какой точке в данный момент находится каждое ТС, но и куда оно движется, и где будет (должно) находиться в любой наперёд заданный момент времени.

• Каждое ТС, желающее получить доступ к УДС (т. е. выехать с места парковки на проезжую часть), до начала движения запрашивает у ЦДУ разрешение на осуществление движения, для чего сообщает в ЦДУ начальную и конечную точку маршрута и желаемое время любо начала движения, либо прибытия в конечную точку.

• ЦДУ осуществляет поиск оптимальных вариантов маршрутов движения, с учётом всех других ТС, которые уже находятся в движении, и предлагает тот маршрут и график движения, при котором нагрузка на УДС не превышает заданного уровня на всём маршруте. Если такой маршрут найден, он возвращается ТС, вместе с предписанным временем начала движения. Если решения нет , т.е. ЦДУ не может найти такой маршрут, который не приводил бы к «пробкам» в каком-либо месте УДС при заданных параметрах запроса - ТС не получает разрешения на выезд на проезжую часть («все места заняты»), и должно либо отказаться от поездки, либо изменить параметры запроса (например, изменить желаемое время начала движения).

• В случае получения разрешения от ЦДУ ТС начинает движение по расчётному маршруту строго в предписанный момент времени

• В процессе движения ТС обязано неукоснительно следовать заданному

(забронированному) маршруту и графику движения, т. е. не только двигаться по заданным улицам, но и не обгонять и не отставать от графика.

Автору представляется очевидным, что при таком подходе задача предотвращения пробок может иметь строгое математическое решение.

Эффект от внедрения системы

Реализация метода проактивного управления ДД позволит транспортной системе

«автомобиль + УДС» обеспечить гарантированный уровень качества обслуживания (SLA),

т. е. доставку полезной нагрузки (пассажиров и/или груза) в заданную точку пространства

точно в заданное время, и с заранее предсказуемыми затратами (потраченным временем,

пройденным расстоянием, расходом топлива и амортизацией ТС). Экономический эффект

можно будет рассчитать достаточно точно, если накопить статистику по непредсказуемым

тратам времени и ресурсов в текущей ситуации.

.

Дополнительные соображения по поводу беспилотных ТС

Одной из главных проблем, с которой придётся иметь дело при практической реализация данного подхода «прямо сейчас», безусловно, будет «человеческий фактор», т.е несоблюдение некоторой частью водителей предписаний ЦДУ. Реализовать концепцию будет гораздо проще, если в движении будут участвовать исключительно беспилотные ТС. Автор твёрдо убеждён (как и многие эксперты), что в достаточно скором времени человек будет отстранён от управления ТС, и это позволит в полной мере реализовать достоинства предложенной системы управления. Кстати, следует заметить, что само по себе внедрение беспилотных ТС будет способствовать решению проблемы пробок весьма ограниченно (за счёт снижения количества ДТП, и т.п.).

6

Но даже в текущей ситуации (когда ТС управляются человеком), автор может предложить пути частичной реализации концепции, которые дадут практический эффект прямо сейчас.

Контакты:

Андрей Галицкий: https://www.facebook.com/andrey.galitskiy, https://m.vk.com/id81360077, https://www.inspider.ru/u/19208/s/dashboard/e/18398/

Клуб выпускников ФАЛТ: k.galperin@faltfamily.ru