ASUDD: स्मार्ट ट्रैफिक लाइट का विकास

पिछली बार, लेख में " ASUDD: रोड पर क्या लटका हुआ है? " हम राजमार्गों पर स्थापित हार्डवेयर के माध्यम से स्किम्ड करते हैं: ट्रैफ़िक डिटेक्टरों, एलईडी डिस्प्ले और सड़क नियंत्रकों के प्रकारों द्वारा।

आज हम यातायात प्रबंधन के बारे में बात करना जारी रखेंगे, लेकिन पहले से ही शहर में। आइए हम इस बात पर विचार करें कि ट्रैफिक लाइट कंट्रोल चक्र क्या होता है, क्या नियंत्रण प्रणाली "नियम" के साथ और यह सब कैसे शुरू हुआ।

लंबे समय तक मैंने इस पोस्ट को लिखने की शुरुआत करने की हिम्मत नहीं की, क्योंकि शहर की सड़कों पर यातायात नियंत्रण का विषय इतना बड़ा और बहुमुखी है कि जब आप इसके बारे में बात करते हैं, तो आप संबंधित क्षेत्रों में "लैमर" की भूमिका में होने का लगातार जोखिम उठाते हैं। लेकिन मैं अभी भी एक मौका और लेता हूं।

लाल, पीला, हरा ...

यह समझने के लिए कि क्या एल्गोरिदम "स्टीयर" को नियंत्रित करता है, यातायात नियंत्रण की पांच बुनियादी परिभाषाओं को जानना आवश्यक है।

हम श्री क्रेमेनसेट द्वारा पाठ्यपुस्तक "यातायात प्रबंधन के तकनीकी साधन" को खोलते हैं और परिभाषाओं को पढ़ते हैं (शब्दों के अमेरिकी एनालॉग को कोष्ठक में दर्शाया गया है):

• विनियमन का अंतराल (अंतराल)। यातायात संकेतों के एक निश्चित संयोजन की अवधि
• संकेत चरण मुख्य और बाद के मध्यवर्ती उपाय का संयोजन
• रेगुलेशन साइकिल (सिग्नल साइकिल)। समय-समय पर सभी चरणों का दोहराव

यहां एक तस्वीर है जो चक्र, चरण और अंतराल की अवधारणा को अच्छी तरह से दर्शाती है:


अब अमेरिकी पुस्तक " ट्रैफिक कंट्रोल सिस्टम हैंडबुक " खोलें। अमेरिकी दो और परिभाषाएँ जोड़ते हैं जो नियामक प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए महत्वपूर्ण हैं:

रेगुलेशन सेक्शन (स्प्लिट)। प्रत्येक नियंत्रण चरण को आवंटित नियंत्रण चक्र का प्रतिशत।

मोटे तौर पर, प्रति चरण समय के प्रतिशत को अलग करके, आप सबसे अधिक भरी हुई दिशा में हरे सिग्नल की अवधि को नियंत्रित कर सकते हैं। स्टैंड-अलोन चौराहे पर, यह देरी में कमी देता है।

(ऑफसेट) ऑफसेट। एक विशेष चौराहे पर घड़ी और मास्टर घड़ी (चौराहों के एक नेटवर्क पर) के बीच अंतर (विनियमन चक्र के सेकंड या प्रतिशत में)।

चूँकि यह शब्द थोड़ा संक्षिप्त लगता है, यहाँ एक चित्र है जो इसे बहुत अच्छी तरह से दिखाता है।

यह देखा जा सकता है कि अगले चौराहे पर चरणों को पिछले एक के सापेक्ष स्थानांतरित कर दिया गया है। विस्थापन का समय कारों के एक समूह के लिए उसके पास ड्राइव करने और हरे रंग में फिसलने के लिए पर्याप्त है। गणना आमतौर पर किसी दिए गए क्षेत्र में अपनाई गई औसत गति के लिए की जाती है। इसलिए, "रेसर्स" और "ब्रेक" आमतौर पर ऐसे राजमार्गों पर टूट जाते हैं।
यहां आप विस्तार से बताई गई हर चीज के बारे में पढ़ सकते हैं। वहीं से आखिरी तस्वीर।

कैसे ट्रैफिक लाइट "बढ़ी"

"स्मार्ट" ट्रैफिक लाइट के मुख्य प्रकार एक ऐतिहासिक परिप्रेक्ष्य में विचार करने के लिए दिलचस्प हैं, क्योंकि वे तुरंत दिखाई नहीं देते थे और सरल से जटिल तक विकसित होते थे।

रेलमार्ग से ट्रैफिक लाइट हमारे पास आई। संयुक्त राज्य में पहला मैनुअल इलेक्ट्रिक ट्रैफिक लाइट 1914 में क्लीवलैंड में स्थापित किया गया था। और तीन साल बाद, 1917 में, एक बार में छह चौराहों पर ट्रैफिक लाइट को नियंत्रित करने के लिए साल्ट लेक सिटी में एक प्रणाली विकसित की गई थी। ट्रैफिक कंट्रोलर द्वारा रोड कंट्रोलर की भूमिका निभाई गई। 1922 में, ह्यूस्टन ने ऐसा ही किया, लेकिन बारह चौराहों पर। प्रबंधन एक विशेष टॉवर से मैनुअल मोड में किया गया था।

1928 में स्वचालित यातायात प्रकाश की अवधारणा प्रस्तावित की गई थी। कोई भी इलेक्ट्रीशियन इसे स्थापित और कॉन्फ़िगर कर सकता है, और हर कोई ऐसी ट्रैफिक लाइट खरीदने और स्थापित करना शुरू कर दिया। लेकिन तुरंत बड़े शहरों में समस्याएं थीं, जहां सुबह और शाम भीड़ के घंटे मौजूद हैं, जिसमें ट्रैफिक लाइट के समन्वय के लिए योजनाओं को बदलना अच्छा होगा ताकि ट्रैफिक जाम पैदा न हो। इस जिम्मेदार व्यवसाय के लिए कर्मचारियों की कमी की समस्या उनकी पूरी क्षमता तक बढ़ गई है। एक जिज्ञासु अमेरिकी दिमाग ने सड़क स्वचालन के सुधार को आगे बढ़ाया।

1928 से 1930 की अवधि में, आविष्कारकों ने दबाव डिटेक्टरों के विभिन्न डिजाइनों का प्रस्ताव रखा जो चौराहे पर कारों की उपस्थिति का पता लगाते हैं। इसने हमें ट्रैफिक लाइट के पहले मॉडल बनाने की अनुमति दी जो परिवहन (यातायात-सक्रिय) का जवाब देते हैं। राजमार्गों पर इस तरह की ट्रैफिक लाइटों का प्रभाव पड़ता था, जहां मुख्य मार्ग पर लाल केवल तभी चालू होता था जब एक कार द्वितीयक सड़क के किनारे से निकलती थी। इस तरह की प्रणाली अभी भी संयुक्त राज्य में मौजूद है और अलग-अलग चौराहों पर अच्छा काम करती है। पैदल यात्री कॉल बटन एक समान तरीके से काम करते हैं, जब दबाया जाता है, तो एक पैदल यात्री चरण अगले नियंत्रण चक्र में बनाया जाता है।

1952 में, पहला एनालॉग नियंत्रक डेनवर में स्थापित किया गया था, जिसने कई अलग-अलग चौराहों को एक एकल नियंत्रित नेटवर्क में संयोजित करने और सप्ताह के दिन और दिनों के समय के आधार पर पूर्व-गणना समन्वय योजनाओं को स्विच करने की अनुमति दी थी। अगले दशक में, दुनिया भर में कई सौ ऐसे सिस्टम लगाए गए थे।

ऐसी प्रणालियों ने सक्रिय रूप से विस्थापन पैरामीटर का उपयोग किया, जिसमें हरे रंग शामिल हैं, सभी चौराहों पर तुरंत नहीं, लेकिन चौराहों और परिवहन मापदंडों ("हरी लहर") के बीच की दूरी के आधार पर ऑफसेट के साथ। एक विशेष रूप से प्रशिक्षित इंजीनियर ने कागज समन्वय योजनाओं के एक टुकड़े पर गणना की और आकर्षित किया, जिसे तब नियंत्रकों में डाला गया था। यह प्रणाली इतनी सरल और विश्वसनीय निकली कि अब भी यह अत्यधिक ट्रैफ़िक के बोझ से दबे शहरों में सक्रिय रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

1960 में, टोरंटो में, ट्रैफिक लाइट को नियंत्रित करने के लिए पहला "वास्तविक" कंप्यूटर स्थापित किया गया था - 2,000 मशीन शब्दों के लिए ड्रम मेमोरी के साथ एक ठाठ आईबीएम 650 यूनिट। यह यातायात प्रबंधन प्रौद्योगिकी में एक भारी सफलता थी! तीन साल बाद, 20 से अधिक चौराहे केंद्रीकृत प्रबंधन के तहत थे, और 1973 तक कंप्यूटर पहले से ही 885 चौराहों का प्रबंधन कर रहा था!

ऐसी स्पष्ट सफलता देखकर, आईबीएम ने ट्रैफिक लाइट के प्रबंधन में अपने कंप्यूटरों के उपयोग पर काम करना जारी रखा। 1964 में, सैन जोस के केंद्र में आईबीएम 1710 कंप्यूटर के साथ एक परियोजना शुरू हुई, और 1965 में, आईबीएम 1800 (इनपुट / आउटपुट पोर्ट की बढ़ी संख्या के साथ 1130 मॉडल का एक उन्नत संस्करण) विचिटा फॉल्स (टेक्सास) शहर के लिए स्थापित किया गया था, जिसने सफलतापूर्वक 85 चौराहों का प्रबंधन किया। सैन जोस में कंप्यूटर को बाद में आईबीएम 1800 से बदल दिया गया था। यह प्रणाली इतनी सफल रही कि इस विन्यास का उपयोग ऑस्टिन और पोर्टलैंड से न्यूयॉर्क तक के कई अमेरिकी शहरों में किया गया।

यहाँ यह है, महान आईबीएम 1800 डिवाइस ( छवि स्रोत )


ट्रैफिक लाइट कंट्रोल सिस्टम के मानकीकरण पर काम 1967 में शुरू हुआ। पायलट परियोजना के हिस्से के रूप में, वाशिंगटन के लिए एक नियंत्रण प्रणाली का निर्माण किया गया था, जिसमें 512 प्रेरक लूप डिटेक्टरों से लैस 113 चौराहे शामिल थे। कंप्यूटर को न केवल नेत्रहीन रूप से समन्वय योजनाओं को स्विच करने का अवसर मिला, बल्कि चौराहों (तब डॉपलर रडार का उपयोग प्रवाह वेग को मापने के लिए नहीं किया गया था) के बारे में जानकारी प्राप्त करने के लिए किया गया।

संक्षेप में, कंप्यूटर से जुड़ी ट्रैफिक लाइटों का एक महत्वपूर्ण द्रव्यमान पहुंच गया था, और मात्रा से गुणवत्ता तक संक्रमण केवल समय की बात थी। नियंत्रण एल्गोरिदम के विकास में बड़े पैमाने पर अनुसंधान शुरू हो गया है।

सिद्धांत में सभी अवसरों के लिए समन्वय योजना होने का विचार बुरा नहीं था, लेकिन, जैसा कि यह निकला, सभी अवसरों के लिए कोई योजना नहीं थी। 70 के दशक में प्रत्येक योजना का विकास कागज पर किया गया था और यह एक कठिन और रचनात्मक प्रक्रिया थी। और अगर मास्को में लेनिनस्की प्रॉस्पेक्ट की तरह ट्रैफिक लाइट के साथ एक लंबी सड़क के लिए, एल्गोरिदम की गणना करना काफी आसान था, तो सड़क नेटवर्क पर यह पहले से ही पूरी तरह से गैर-तुच्छ कार्य था। वहाँ और भी कई शहर हैं, और उनमें से सभी कर्मचारियों पर एक सक्षम परिवहन इंजीनियर रखने का जोखिम नहीं उठा सकते हैं।

और 70 के दशक में, ब्रिटिश अनुसंधान ब्यूरो TRRL (द ट्रांसपोर्ट एंड रोड रिसर्च लेबोरेटरी) ने ग्लासगो की सड़कों पर SCOOT सिस्टम (स्प्लिट, साइकल और ऑफसेट ऑप्टिमाइज़ेशन तकनीक) का विकास और कार्यान्वयन किया, जिसने कुछ सीमा के भीतर ट्रैफ़िक लाइट कंट्रोल चक्र के मापदंडों के साथ "खेल" की अनुमति दी। ट्रैफिक लाइट पर कतारों की उपस्थिति और लंबाई मापने वाले परिवहन डिटेक्टरों की जानकारी से। SCOOT ने नेटवर्क और अनुकूली नियंत्रण के लिए निर्धारित समन्वय योजनाओं के फायदों को संयुक्त किया, जब "स्मार्ट" ट्रैफिक लाइट स्वयं "सिग्नल" चक्र और हरी संकेतों की अवधि। 80 के दशक में SCOOT की यूरोप और उत्तरी अमेरिका में कई सफल तैनाती थी। इसके अलावा, अब यह एल्गोरिथम (तीसरी पीढ़ी में पहले से ही) 100 से अधिक कंपनियों को अपने सिस्टम में उपयोग के लिए लाइसेंस प्राप्त है।

तीसरी पीढ़ी में SCOOT परिष्कृत प्रबंधन के चमत्कार दिखाता है: यह जानता है कि कैसे गैर-मानक स्थितियों को संभालना है, भीड़ को हटाना है, ट्रैफ़िक नियंत्रकों और अस्थायी रुकावटों के साथ हस्तक्षेप के परिणामों को सुचारू करना है जिसे आप अपने देश में व्यवस्थित करना पसंद करते हैं।

एससीओओटी के रूप में एक ही समय में, 70 और 80 के दशक में बारिश के बाद इसी तरह की नियंत्रण प्रणाली मशरूम की तरह दिखाई देने लगी। ऑस्ट्रेलियन SCATS (सिडनी कोऑर्डिनेटेड एडेप्टिव ट्रैफिक सिस्टम) अंग्रेजों का मुख्य प्रतिद्वंद्वी बन गया है और इसे दुनिया भर में व्यापक रूप से लागू भी किया गया है। SCOOT की तरह, SCATS उन प्रणालियों को संदर्भित करता है जो "यातायात उत्तरदायी" हैं।

पूरी तरह से विकसित और अनुकूली नियंत्रण एल्गोरिदम (ट्रैफ़िक अनुकूली), जो एरिज़ोना विश्वविद्यालय द्वारा विकसित OPAC (अनुकूली नियंत्रण के लिए अनुकूलित नीतियाँ) और RHODES की दुनिया का प्रतिनिधित्व करता था।

अब अनुकूली और "संवेदनशील" प्रणालियों के बीच नियंत्रण की प्रभावशीलता में अंतर व्यावहारिक रूप से गायब हो गया है। इंटरनेट ब्राउज़रों की दौड़ की तरह, ये "ब्लंट-एंड" और "पॉइंटेड" अपने स्वयं के एल्गोरिथ्म की प्रभावशीलता को साबित करने के लिए लगातार शोध करते हैं, लेकिन स्वतंत्र विशेषज्ञों की रिपोर्ट बताती है कि सामान्य तौर पर कोई विशेष अंतर नहीं है।

लेकिन अब, कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के विकास और सस्ते होने के साथ, नियंत्रण प्रणालियों की उत्तरजीविता को बढ़ाने के लिए अवसर प्रकट हुए हैं। नियंत्रण तर्क का एक हिस्सा सीधे सड़क नियंत्रकों में सिलना शुरू हो गया, जो केंद्र के साथ संचार के नुकसान की स्थिति में भी नहीं खोया गया और पड़ोसी नियंत्रकों के साथ नियंत्रण समूहों में विलय करना शुरू कर दिया। भौगोलिक रूप से वितरित नियंत्रण प्रणालियों की स्थितियों में, संचार चैनलों का टूटना एक सामान्य बात है, और इस तरह का बोनस काफी उपयोगी हो गया है।

लेकिन रूस में इसके बारे में क्या?

वह आज के लिए चक्कर लगाने वाला था और अचानक याद आया कि उसने एक शब्द में रूसी (सोवियत) अनुभव का उल्लेख नहीं किया है। इसलिए, मैं वास्तव में हमारे लिए अद्वितीय और बाकी हिस्सों से आगे रहना चाहूंगा, लेकिन ऐसा नहीं है। अधिकांश घरेलू सड़क यातायात प्रबंधन कार्य 1972 अमेरिकी पुस्तक के अनुवाद पर आधारित हैं। रक्षा उद्योग के विपरीत, यह क्षेत्र अद्वितीय नहीं था।

हमारे देश में 80 के दशक की शुरुआत में (यानी, अमेरिकियों की तुलना में 20 साल बाद) केंद्रीकृत कंप्यूटर नियंत्रण पर काम शुरू हुआ। मॉस्को सरकार और रूसी संघ के परिवहन मंत्रालय के निर्देश पर, डिफॉल्ट सिटी में एक स्टार्ट सिस्टम बनाया गया था, जो समन्वित तरीके से ट्रैफिक लाइट का समन्वय करने में सक्षम था। नियंत्रण केंद्र में, एक सर्वर इंफ़्लिक्स डेटाबेस के साथ डीजल ईंधन पर काम कर रहा था। तकनीकी रूप से, प्रणाली हमारे विशेषज्ञों के लिए उपलब्ध उत्कृष्टता के शीर्ष पर थी। पूरे शहर में 400 से अधिक ट्रैफिक लाइटों को एक केंद्र से नियंत्रित किया गया था! लेकिन किसी भी अनुकूल प्रबंधन की बात नहीं थी। वास्तव में, यह सिस्टम का एक एनालॉग था जो 70 के दशक में दुनिया भर में अनुकूली एल्गोरिदम के आगमन से पहले पेश किया गया था। तब प्रसिद्ध घटनाओं ने सभी को प्रभावित किया, जिसने घरेलू परिवहन प्रणालियों के विकास में योगदान नहीं दिया। और आज हमारे पास पश्चिमी प्रबंधन प्रणालियों के टुकड़ों से अलग-अलग शहरों में एक समान चिड़ियाघर है। लेकिन चलो आशा करते हैं कि समय के साथ इस क्षेत्र में स्थिति सामान्य हो जाएगी और अधिक दिलचस्प जटिल कार्यान्वयन दिखाई देंगे। इस बारे में कुछ भी जटिल नहीं है। वास्तव में, सहकर्मियों?

इसके साथ, मैं नियंत्रण एल्गोरिदम की समीक्षा को पूरा करने और मॉडलिंग के परिवहन के लिए जाने का प्रस्ताव करता हूं, जो सामान्य तौर पर, अर्थ के साथ इस सभी तकनीक को भरता है। मैं अगले प्रकाशन में यातायात मॉडल, उनके वेरिएंट और यातायात नियंत्रण प्रणालियों के सर्किट में एकीकरण के उपयोग के बारे में बताना चाहूंगा।

संदर्भ:
दौड़ना
scats
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