Po kongresie ITS (3): Systemu Zarządzania Ruchem w Łodzi

W Łodzi jest około 250 skrzyżowań sterowanych sygnalizacją świetlną. Większość z nich skoncentrowanych jest na stosunkowo niewielkim obszarze położonym w centrum miasta.  Sygnalizacje te powstawały na przestrzeni wielu lat, dlatego też ich poziom techniczny jest zróżnicowany, adekwatny do momentu instalacji. Z tych też powodów są mało efektywne. Zdaniem Aliny Giedryś obecny sposób sterowania ruchem przy pomocy sygnalizacji świetlnej nie może sprostać nasileniu pojazdów. Możliwości w zakresie adaptacji i włączenie ich do pracy w System Sterowania Obszarowego są zatem ograniczone. Sygnalizacje  te wymagają modernizacji i dostosowania sposobu ich działania do warunków obecnego natężenia ruchu, zwłaszcza w perspektywie uruchomienia Łódzkiego Tramwaju Regionalnego, którego trasa na znacznym odcinku prowadzi przez zatłoczone ulice  centralnej części miasta. Dla sprawnego funkcjonowania tego środka transportu jest to więc zagadnienie pierwszoplanowe.

Podstawowym  celem  Systemu  Zarządzania  Ruchem  w  mieście  jest  poprawa warunków  ruchu  ulicznego,  w  tym  pojazdów  lokalnego  transportu  publicznego,  przez dostarczenie  zintegrowanych  narzędzi  dla  realizacji  zadań  w  zakresie  zarządzania i sterowania ruchem. System zarządzania ruchem będzie wspomagał działania w zakresie:

1. Poprawy  warunków  ruchu  wszystkich  użytkowników  (pojazdów  indywidualnych, pojazdów komunikacji zbiorowej, pieszych).Optymalnego wykorzystania istniejącej infrastruktury transportowej,

2. Zwiększenia atrakcyjności  transportu publicznego poprzez uprzywilejowanie pojazdów komunikacji miejskiej,

3. Poprawy bezpieczeństwa uczestników ruchu drogowego,

4. Zmniejszenia skutków negatywnego oddziaływania na środowisko,

5. Informacji o ruchu w zakresie ruchu indywidualnego i transportu zbiorowego.

Wdrażany System Zarządzania Ruchem dostarczony będzie składał się z kilku współpracujących ze sobą podsystemów biorących udział w procesie. Wyróżnić tu należy następujące podsystemy:

1. Sterowania ruchem (UTCS) – zadaniem tego podsystemu jest optymalizacja sterowania ruchem pojazdów w sieci ulicznej oraz przydzielenie priorytetów pojazdom transportu  publicznego. Do realizacji tych zadań zostanie wykorzystana najnowsza wersja systemu sterowania ruchem SCATS, w pełni adaptującym się do warunków ruchu na drodze w czasie rzeczywistym. Realizuje on następujące funkcje:

·       wizualizacja stanu pracy sygnalizacji świetlnej,

·       archiwizacja danych o warunkach ruchu ulicznego,

·       adaptacyjne, wielopoziomowe sterowanie ruchem,

·       monitoring i komunikaty o pracy systemu,

·       przetwarzanie danych pomiarowych, analiza warunków ruchu w czasie rzeczywistym  i automatyczny wybór metod i parametrów sterowania do warunków ruchu,

·       analiza warunków ruchu w trybie offline,

·       planowanie metod sterowania,

·       priorytety dla komunikacji tramwajowej,

·       funkcje specjalne, plany zarządzania ruchem w mieście (remonty, wypadki, imprezy masowe).

Dostarczony system zapewnia działanie w jednym z czterech  trybów: Masterlink, Flexilink, Izolowany, Migające żółte.

Tryb adaptacyjny (zwany Masterlink) jest podstawowym trybem pracy systemu i zapewnia działanie sygnalizacji świetlnej w pełni dostosowanej do warunków ruchu panujących aktualnie  w  danym  obszarze.  System  w  tym  trybie  oblicza  w  czasie rzeczywistym długości  faz,  długości  cyklów,  offsetów. Ten tryb realizuje sterowanie obszarowe i koordynację dynamiczną. W zależności od jakości warunków ruchu, w przypadku gdy występują odpowiednie stany ruchu nie wymagające pracy systemu w koordynacji, system  automatycznie przechodzi w stan Masterlink Isolated. Jest  to optymalny stan  pracy  dla  skrzyżowania  izolowanego  z  sygnalizacją  świetlną, z możliwością pomijania również faz skoordynowanych. W przypadku awarii komputera regionalnego lub utraty łączności, sterowniki lokalne mogą automatycznie przełączyć się na  tryb koordynacji  czasowej,  zwanej Flexilink. W  trybie  tym  sekwencja  faz  i maksymalny czas trwania każdej fazy oraz czas trwania sygnałów przejścia dla pieszych są określone przez  aktualny  plan. Sterownik  lokalny może  zakończyć  dowolną  fazę  pod wpływem lokalnych detektorów pobudzanych przez pojazdy lub pominąć niepotrzebną fazę, o ile nie jest to zakazane przez instrukcję w planie. Flexilink jest zwykle stosowany jako tryb awaryjny działania systemu. Sygnalizacja świetlna może także działać w trybie Izolowanym, gdzie jedyną strategią działania jest aktywacja lokalna przez pojazdy. Czwartym trybem jest Migające żółte, w którym sygnalizację zastępuje migające  światło żółte  na wszystkich  podejściach  lub migające  żółte  i migające  czerwone  na  różnych podejściach. System pozwala na używanie dowolnego trybu pracy. W dowolnym momencie może być przełączony na jeden z wymienionych trybów pracy bezpośrednio przez operatora systemu lub np. wg pory dnia.

2. Informacji  o  ruchu (TIS) przeznaczony  do  przekazywania  informacji o aktualnym stanie ruchu w sieci oraz przesyłania informacji do mediów. Przewiduje się wykorzystanie do tych celów następujących środków technicznych:

·        radia

·       RDS-u

·       Internetu

·        znaków  drogowych (bramowych) o  zmiennej  treści  z  pełnym  zakresem przekazywanych informacji

·       znaków  drogowych (tablicowych)   o  ograniczonym  zakresie  przekazywanych informacji

3. Nadzoru wizyjnego (CCTV) – zadaniem tego podsystemu będzie sprawne i  efektywne  monitorowanie  warunków  ruchu  w  obszarze  objętym  Zintegrowanym Systemem Zarządzania Ruchem. Monitorowanie ruchu umożliwiać będą zainstalowane kamery. W  pierwszym  etapie  budowy  sieci  zostanie  zainstalowanych  5  kamer szybkoobrotowych,  2  stanowiska  operatorskie wyposażone w konsole  do  sterowania kamerami,  cztery  monitory  kolorowe  22”,  rejestrator  sieciowy  NVR  oraz oprogramowanie do konfiguracji  i zarządzania siecią. Obrazy z poszczególnych kamer będą transmitowane do Centrum za pomocą szerokopasmowej sieci  transmisji danych, która będzie obsługiwała także inne podsystemy realizowane w ramach projektu. W celu minimalizacji opóźnień w transmisji  sygnałów video będzie wykorzystana technologia VPN gwarantująca szerokie pasmo przenoszenia. Obraz z kamer zapewni bezpośredni pogląd sytuacyjny i będzie wykorzystywany przez inżynierów ruchu do nadzoru pracy Systemu oraz monitoringu ruchu pojazdów w ciągach komunikacyjnych. Operatorzy będą mogli dystrybuować sygnały wizyjne (obraz „na żywo”, obrazy archiwalne) w ramach Centrum oraz do innych podsystemów. Dodatkowo poprzez sieć uprawnione osoby będą mogły uzyskać dostęp do systemu wizyjnego (w zakresie zdefiniowanym przez system zarządzania siecią ).

4. Zarządzania transportem zbiorowym (PTS) oraz informacji pasażerskiej (PIS). Do tego celu wykorzystana została aplikacja o nazwie RAPID. Wdrażany System jest przystosowany do realizacji podstawowych zadań informacji dla pasażerów w czasie  rzeczywistym i  priorytetu  dla  pojazdów.  System śledzi  pojazdy  komunikacji miejskiej  i  monitoruje  ich  obecność,  zapewniając  lepszą  kontrolę i elastyczność w zarządzaniu flotą. Dzięki nadaniu priorytetu dla pojazdów komunikacji zbiorowej  na  skrzyżowaniach  zostanie  skrócony  czas  podróży  oraz  będzie możliwe zniwelowanie  występujących  opóźnień  w  realizacji  rozkładów  jazdy. W przypadku spóźnienia  tramwaju  system  RAPID  generuje  w  czasie  rzeczywistym  zgłoszenie przydzielenia priorytetu (standardowego lub wysokiego) wysyłane do systemu SCATS w celu  ustawienia  czasów  trwania  faz  na  danym  skrzyżowaniu  poprzez  wydłużenie określonej fazy lub wcześniejsze skrócenie przeciwnej fazy. Reasumując podsystem RAPID będzie realizował następujące funkcje:

·        dostarczy pasażerom dynamicznej informacji, podając na elektronicznych wyświetlaczach rzeczywiste  czasy  przyjazdu  pojazdów  komunikacji  miejskiej  na  wybranych przystankach;

·        podniesie komfort przejazdu poprzez automatyczną zapowiedź akustyczną następnego przystanku na trasie;

·        poprawi  integralność  komunikacji,  zapewniając  pasażerom i  kierowcom informację połączeniach;

·        zwiększy  bezpieczeństwo  kierowców  poprzez  automatyczne  przetwarzanie  użycia przycisku  alarmowego  oraz  informowanie  dyspozytorów  o  sygnałach  alarmowych i położeniu pojazdów w czasie rzeczywistym;

·        poprawi  sprawność komunikacji poprzez  umożliwienie  realizacji priorytetu  (skrócenie czasu oczekiwania na światło zielone) dla pojazdów komunikacji miejskiej;

·        oceni  i zarejestruje własne działanie,  identyfikując te elementy systemu, które działają poza zakresem normy statystycznej. Pozwoli  to na wymianę sprzętu, zanim pojawi się poważna awaria;

·        zminimalizuje wprowadzanie danych poprzez integrację z systemami rozkładu jazdy;

·        zapewni natychmiastowe powiadamianie operatorów systemu o zdarzeniach nietypowych;

·        zapewni dogodny interfejs, poprzez który dyspozytorzy i administratorzy systemu mogą zarządzać codzienną pracą systemu i monitorować ją;

·        będzie  kontrolował  koszty  wspomagania  i  konserwacji,  posiadając  symulatory i emulatory większości części systemu oraz otoczenia, które jest izolowane od działań w czasie rzeczywistym. Pozwoli to na skuteczne testowanie, szkolenie i planowanie operacji bez ingerencji w działający system.

W ramach systemu RAPID zdefiniowano następujących użytkowników:

·        motorniczowie tramwajów,

·        dyspozytorzy tramwajów,

·        operatorzy tramwajów,

·        pasażerowie,

·        serwis utrzymania systemu,

·        systemy zewnętrzne.

Wszystkie „nici”Systemu ATMS będą zbiegały się w Centrum Zarządzania Ruchem,  które  będzie  pełniło  rolę  centrali  dyspozytorskiej  dla  Systemu  Obszarowego Sterowania Ruchem. Centrala będzie wyposażona między innymi w:

·        serwer systemu UTC (SCATS), który stanowi platformę systemową Systemu Sterowania Ruchem,

·        serwer  systemu  ATMS  (RAPID),  który  stanowi  platformę  systemową  Systemu Zarządzania Ruchem,

·        3 stacje robocze – stanowiska operatorskie,

·        2 stanowiska telewizji przemysłowej,

·        wielkoformatowy ekran wizualizacyjny.

Dane  z  podsystemów  będą  wyświetlane  przez  ATMS  za  pomącą  graficznego interfejsu  użytkownika  (GUI).  Podstawę GUI  stanowi wektorowa mapa  sieci  drogowej miasta w standardzie GIS, na której widoczne są najważniejsze elementy poszczególnych podsystemów. W głównym  oknie  wyświetlane  jest  drzewo  wyboru,  panel szczegółowy  i  panel  zdarzeń.  Panel  szczegółowy  pokazuje  szczegółowe  informacje  dla obiektu wybranego z drzewa lub mapy. Panel zdarzeń pokazuje zdarzenia systemowe bez związku z wybranym obiektem drzewa. Główne okno mapy i okno wyboru współdziałają ze sobą w taki sposób, że wybranie np. tramwaju na mapie skutkuje wyświetleniem informacji szczegółowych o tym tramwaju w panelu szczegółowym, a wybranie trasy w oknie głównym powoduje  jej  wyświetlenie  na  mapie.  Można  używać  terminala  z  dwoma  ekranami wyświetlając na jednym okno główne a na drugim mapę, można również ustawić rozmiar każdego z okien i pracować na jednym ekranie. System udostępnia standardowe procedury związane z administrowaniem nim. Informacje  z  rejestrów  błędów  i  dzienników  poszczególnych  podsystemów  będą przekazywane  i  gromadzone w systemie  nadrzędnym.  Informacje  te mogą  być następnie przedstawiane w formie  raportów tworzonych  automatycznie w oparciu  o  zdefiniowane szablony. Ponadto informacje o błędach mogą być na bieżąco przekazywane za pomocą okien wyskakujących na terminalach operatorów, a przy braku reakcji operatora również w postaci wiadomości SMS, e-maili itp.

Zaprojektowanie  Systemu  i  późniejsza  jego  fizyczna  realizacja  jest  zadaniem niezwykle  skomplikowanym.  Wszystkie  prace  projektowe  budowlane,  wdrożeniowe i eksploatacyjne w ramach projektu Łódzki Tramwaj Regionalny odbywają się zgodnie z zasadą „zaprojektuj i wybuduj”. Podczas realizacji projektu Systemu Zarządzania Ruchem w ramach I etapu ŁTR, należało wykonać:

·       kapitalny remont 12 sygnalizacji świetlnych,

·       wymianę 60 sterowników i instalację pętli indukcyjnych na wszystkich wlotach,

·       wybudowanie sygnalizacji świetlnych na dwóch skrzyżowaniach,

·       modernizację sygnalizacji na 30 skrzyżowaniach,

·       wbudowanie ponad 20 km kanalizacji teletechnicznej dla światłowodu,

·       wyposażenie Centrali Zarządzania Ruchem.

Zaprojektowanie   Systemu wymagało  ścisłej współpracy wykonawcy  ze  specjalistami w zakresie inżynierii ruchu Zarządu Dróg i Transportu i specjalistami z MPK Łódź sp. z o.o. zarówno  dla  uzyskania kompatybilnosci z dotychczas  eksploatowanymi  podsystemami (BUSMAN,  system łączności  radiowej  EDACS  ),  jak  też  dla  zapewnienia możliwości dalszego rozwoju Systemu. Przy projektowaniu sieci łączności uwzględniono fakt planowania kolejnych  etapów  systemu  –  a  w  szczególności  możliwość  wykorzystania  zasobów budowanej sieci  w dalszych etapach projektu oraz możliwość rekonfiguracji projektowanej sieci    w  celu  podwyższenia  niezawodności  systemu  z  wykorzystaniem  zasobów realizowanych w następnych etapach. Otwarta struktura Systemu ATMS (RAPID) pozwala na  rozbudowę  w  zakresie  włączenia  nowych  linii  tramwajowych,  jak  również  tablic informacji przystankowych oraz  innych modułów w ramach  rozszerzenia  funkcjonalności systemu  PTS  –  PIS. Dostarczona  licencja  oprogramowania  SCATS  posiada możliwości rozbudowy zakresu terytorialnego o kolejne obszary miasta i podłączenie w sumie do 200 skrzyżowań z sygnalizacją świetlną.

Wystąpiło też szereg problemów, między innymi:

·       czasowa dezorganizacja ruchu kołowego w mieście (podczas adaptacji skrzyżowań do Systemu) spowodowana przerwaniem istniejącej synchronizacji na skrzyżowaniach oraz koniecznością wprowadzenia na czas przebudowy programów stałoczasowch,

·        trudności z dostosowaniem sterownika produkcji polskiej do współpracy z programem SCATS.

Uruchomienie Systemu Obszarowego Sterowania Ruchem  nastąpi w lipcu 2008 r. Wykonawca przez okres 3 lat po uruchomieniu systemu będzie sprawował funkcję operatora. W okresie tym system będzie gromadził niezbędne informacje, które posłużą do zbudowania bazy wiedzy. Na  podstawie  zgromadzonych  danych Wykonawca  zoptymalizuje  działanie całego Systemu.

Na podstawie referatu Aliny Giedryś „Wdrażanie Systemu Zarządzania Ruchem w Łodzi”wygłoszonego podczas I Kongresu ITS.