Автоматические системы управления на линиях BRT

Технологии помощи водителю и системы точного вождения автобусов

Системы, предупреждающие о возможности столкновения, сообщают водителю о наличии на пути автобуса препятствий и пешеходов, предотвращают столкновения спереди, сбоку и сзади. В состав таких систем входят датчики (инфракрасные, видео или иные) и аппаратура, информирующая водителя. На рынке предлагается небольшое число таких систем. Стоимость системы датчиков на один автобус – $3500.

Ученые Университета роботостроения Карнеги проводили испытания системы предупреждения столкновений на ста автобусах. Система предупреждает о наличии препятствий в «мертвых зонах», которые не просматриваются с места водителя. В состав системы входят 12 ультразвуковых датчиков, установленных по бокам автобуса, и бортовой компьютер. Сигнальная лампа, расположенная возле салонного зеркала заднего вида, и звуковой индикатор включаются, если система определяет, что водитель должен принять меры, чтобы избежать столкновения. Приблизительная стоимость – $2600 на один автобус.

Системы точного вождения. Несколько технологий позволяют точно направлять автобусы по маршруту движения и поддерживать более высокую скорость, чем при управлении без автоматики: магнитная, оптическая и на базе GPS. В их состав входят либо метки на дорожном полотне или внутри него (краска, магниты), либо программа со схемой движения в системе ориентирования GPS. На автобусах должны быть установлены датчики, считывающие метки, и привод, воздействующий на рулевое управление автобуса. Системы могут применяться на протяжении всего маршрута или на определенных участках, например, в местах сужения проезжей части, в крутых поворотах или на участках перед станциями и после них. Подобные системы предлагаются на рынке, но их немного. Однако прогнозируется, что ассортимент таких систем в ближайшие 2...5 лет расширится и возможности их будут совершенствоваться.

В оптических системах точного вождения используются установленные на автобусах оптические датчики, которые считывают метки на проезжей части и позволяют системе определить границы полосы движения транспортного средства. Для использования этой системы необходимо, чтобы по центру полосы движения были всего лишь нанесены широкие двойные прерывистые линии, зато на автобусах должна быть установлена сложная электронно-механическая аппаратура стоимостью $11 500...134 000 на один автобус. Оптические метки на 1 км стоят $12 430. Введение оптической системы точного вождения в Лас-Вегасе на линии North Las Vegas Boulevard Corridor обошлось в $95 000 на каждый автобус.

При использовании электромагнитных систем в дорожное покрытие встраивают электрические или магнитные метки, например, электромагнитные индуктивно направляющие кабели или постоянные магниты. Датчики, установленные на автобусе, считывают эти метки, и система направляет автобус по обозначенной трассе. Для работы такой системы необходимо, чтобы дорожное полотно было очень ровным, метки должны располагаться в дорожной одежде на строго определенной глубине. Стоимость: магнитные метки на 1 км – $12 430, аппаратура на 1 автобус – $50 000...95 000.

Для внедрения механических систем требуются самые высокие инвестиции в дорожное хозяйство, но менее сложное оборудование для автобусов. Автобусы направляются за счет физической связи между рулевым механизмом и направляющим элементом на дороге, например, в виде стального колеса, катящегося по расположенному по центру дороги рельсу, резинового колеса, катящегося вдоль бордюра, либо колеса автобуса направляются по специальной колее точно к краю платформы остановки.

Система точного подъезда к остановке корректирует положение автобуса относительно остановки в продольном и в поперечном направлении. Известны две технологии с компьютерным управлением – магнитная и оптическая. В состав системы входят метки на дорожном покрытии (краска, магниты), установленные на автобусе датчики, которые считывают метки, и привод, воздействующий на рулевое управление автобуса. Такие системы в настоящее время предлагают немногие компании за пределами США. Ожидается, что подобные системы американского производства появятся на рынке в ближайшие 2...5 лет. Стоимость магнитных или оптических меток на одну станцию – $4000, стоимость аппаратуры на один автобус – $50 000.

Система точного подъезда применяется только на линии BRT MAX в Лас-Вегасе на 10 автобусах Civis. Стоимость системы составила $95 000 на каждый автобус.

Системы защиты от столкновений активно предотвращают наезд автобуса на препятствия и столкновения спереди, сбоку и сзади. В состав системы входят датчики (инфракрасные, видео или иные), аппаратура, информирующая водителя, и автоматическая система управления на автобусе. Такие системы сейчас находятся в стадии разработки и пока не предлагаются для применения на автобусах BRT. Однако ожидается, что в течение следующих пяти лет некоторые такие системы уже будут доводиться на автобусах BRT в реальных условиях эксплуатации.

Электронные системы управления перевозками

Назначение систем приоритетного проезда регулируемых перекрестков – сократить время пересечения автобусами BRT «узких» мест при проезде перекрестков и на подъезде к станциям, увеличить скорость транспорта и сократить время поездки, а также повысить согласованность регулирующих сигналов с расписанием движения автобусов (благодаря чему повышается точность соблюдения расписания и сокращается время ожидания пассажирами автобусов на остановках).

Настройка режима работы светофоров требует разработки математической модели движения маршрутных автобусов и пассажиропотоков, зато отпадает необходимость устанавливать дополнительное оборудование на автобусы или в инфраструктурные объекты. Стоимость на один перекресток – $3500.

Управление движением транспорта на подъезде к станциям и по выделенным полосам предусматривает установку дорожных знаков и указателей, обеспечивающих приоритет автобусов BRT, и требует установки шлагбаумов или ворот и системы управления ими, которая различает автобусы BRT, или других систем мониторинга. Обычно используются электронные считывающие приборы, распознающие автобусы BRT. Стоимость программного обеспечения для всей системы – $25 000...50 000, эксплуатации и обслуживания – от $2500 до 5000. Оборудование ворот или шлагбаума на одну точку – $100 000...150 000, эксплуатация и обслуживание – от $2500 до $4000.

Обеспечение приоритетного права проезда с помощью сигнализации. Технологии приоритетного включения светофоров используются для продления или более раннего включения зеленого сигнала светофора при приближении автобусов BRT. В состав системы входят контроллеры для светофоров, программное обеспечение и аппаратура для идентификации автобусов BRT, устанавливаемая на автобусах и на перекрестках. В некоторых системах нормальный процесс сигнализации даже прерывается для включения зеленого сигнала. Программное обеспечение системы приоритетного права проезда стоит от $300 до $600, аппаратура управления светофорной сигнализацией – от $4000 до $10 000, аппаратура, устанавливаемая на автобусах, – от $500 до $2000.

В г. Читтануга 27 рейсовых автобусов и 10 перекрестков оборудовано аппаратурой приоритетного права проезда. Общая стоимость аппаратуры и установки составила $250 000.

В Лос-Анджелесе на линии BRT Metro Rapid Bus система управления светофорами и Центр управления перевозками связаны по оптоволоконному кабелю. В составе системы работает 331 петлевой детектор, 210 перекрестков оборудовано автоматическими датчиками идентификации автобусов, 150 автобусов – аппаратами (транспондерами), излучающими сигнал, плюс программное обеспечение управления системой. Общая стоимость всей системы – $10 млн. Петлевые детекторы идентифицируют автобус BRT, приближающийся к перекрестку, и передают информацию в центральный компьютер управления. Средняя стоимость на один перекресток – $13 500.

В г. Атланта введение приоритетного проезда перекрестков для маршрутных автобусов принесло 33%-ное сокращение времени поездки (с 42 до 28 мин). В г. Финикс время поездки сократилось на 16%, в Портленде – на 6,4%, или на 31 с на каждом перекрестке.

С 1998-го по 2000 г. в США число компаний и организаций общественного транспорта, использующих системы приоритетного проезда регулируемых перекрестков, увеличилось на 87% (с 16 до 30). На 17 из 21 линии BRT (81%) применяют или планируют к введению системы приоритетного проезда.

Автоматические системы диспетчеризации получают данные в реальном времени о местоположении каждого автобуса, соответствии графику его движения по маршруту, числе пассажиров, что позволяет оптимизировать транспортную работу. Для реализации этой технологии необходима система связи и аппаратура, позволяющая отследить движение каждого автобуса по маршруту, связанная с электронной системой анализа данных. Стоимость приобретения аппаратуры и программного обеспечения – $20 000...40 000, создание и отладка единой системы – $225 000... 500 000, датчики и их установка на автобусы – $1 100 000...2 200 000.

Система контроля местоположения автобуса на маршруте информирует работников диспетчерской службы линии BRT о местоположении каждого автобуса и позволяет во многих отношениях улучшить работу линии. Здесь требуется система, обеспечивающая связь аппаратуры, установленной на каждом автобусе, с центральным компьютером. Обычно используют системы на базе GPS, но возможно использование и других систем. Стоимость аппаратуры в центральной диспетчерской – $15 000...30 000; разработка и отладка программного обеспечения – $815 000...1 720 000 плюс стоимость ее эксплуатации и обслуживания $6000...7000. Аппаратура на автобусах оценивается в $600...1000, система GPS – $125 000, аппаратура на один автобус – $50 000...95 000.

В Денвере аппаратуру системы ориентирования GPS установили примерно на тысячу автобусов в рамках большой программы развития системы связи транспортных средств. В том числе на аппаратуру Центрального диспетчерского центра затрачено $1 250 000, на электронную аппаратуру радио- и цифровой связи – $435 000, на аппаратуру на линейных сооружениях для связи автобусов – $1 451 940 и аппаратуру, устанавливаемую на автобусах, – $5000 на один автобус.

В г. Энн-Арбор на 75 автобусах установлена система контроля работы, в составе которой имеются функция контроля местоположения автобуса и система связи автобуса с центральной диспетчерской. Капитальные затраты на всю систему составили $2,64 млн., т. е. около $32 500 на один автобус. Затраты на эксплуатацию и обслуживание системы составляют $1,25 млн. в год.

Система мониторинга технического состояния и обслуживания автобусов контролирует состояние двигателя автобуса по сигналам его датчиков и сигнализирует о неисправности либо о вероятности поломки. В ее состав входят бортовая система диагностики и средства связи с центральным компьютером. Стоимость датчиков и средств связи – $1 100 000...2 200 000, эксплуатация и обслуживание оцениваются в $4000...8000.

Высокотехнологичные системы связи – самые современные системы голосовой и цифровой связи, которые обеспечивают функционирование прочих систем АСУ.

Система учета пассажиров в реальном времени учитывает входящих и выходящих из автобусов пассажиров. Для ее функционирования необходимы датчики, устанавливаемые либо на автобусах, либо на станциях, и аппаратура хранения и передачи информации. Капитальные затраты на введение электронной системы учета пассажиров – $1000...10 000 на один автобус.

В г. Энн-Арбор стоимость такой составила примерно $287 на один автобус, или $21 510 на весь парк из 75 автобусов, т. е. 0,8% от общей стоимости проекта.