Workshop Nye signalstyreformer med radardetektering

(1)

Belysningsplan for statens veje Seminar ….. d. …..

Diasnr. 1

Workshop

Nye signalstyreformer med radardetektering

Jan Kildebogaard

ÅF – Hansen & Henneberg A/S

Trafikdage 2014

(2)

Diasnr. 2

Workshop

Nye signalstyreformer med radardetektering

Jan Kildebogaard

ÅF – Hansen & Henneberg A/S

Trafikdage 2014

(3)

Baggrund

 Voksende trængselsproblemer

 Behov for mere kapacitet

 Bedre udnyttelse af eksisterende infrastruktur:

• Strækninger

• Kryds

 Krydsene er dimensionsgivende

 Store kryds er signalregulerede

 Behov for bedre styringsstrategier

Diasnr. 3

(4)

Traditionel trafikstyring



Baseret på detektorspoler



Trinvis forlængelse med skiftende betingelser



Kompliceret og uoverskuelig



Er den forældet?



Hvad kan erstatte den?

Diasnr. 4

(5)

Program for workshoppen

 Introduktion (Jan Kildebogaard, ÅFHH)

 Trængsel og forbedringspotentiale (Steen Lauritzen, VD)

 Radardetektering i praksis (Lars Hougaard Jakobsen, ITS Teknik)

 New control strategy (Konstantinos Mavromatis)

 Markedsmodning (Jens Thordrup, COWI)

 Diskussion (alle)

Diasnr. 5

(6)

Diasnr. 6

(7)

Oplæg til diskussion

 Er udgangspunktet rigtig – har styreformen baseret på spoler nået sin grænse?

 Hvilke elementer skal en styrestrategi indeholde?

 Detektorform: radar eller ??

 Det andet behov: enkle trafikstyrede kryds

 Hvordan organiserer vi en (fælles) udvikling?

Diasnr. 7

(8)

Diasnr. 8

Tak for jeres interesse!

(9)

Bedre trafiksignaler

Trængsel og forbedringspotentiale

Steen Merlach Lauritzen

(10)

Udvikling i trængsel 2001-2010

Trafik: Indeks 113 Trængsel: Indeks 133

Kilde: Trængselsindikatorer for hovedstadsregionen, Cowi 2012

(11)

Forsinkelse og trængsel i et signalanlæg

i

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

Forsinkelse (sek)

Belastningsgrad (%)

Tidstyret Trafikstyret

(12)

Fakta om brændstof og rødt lys

• Et stop for en personbil: 0,020 liter brændstof

• Et stop for en lille lastbil: 0,200 liter brændstof

• Tomgangsforbrug: 0,8-1,0 liter/time

• 40 % af brændstoffet på en signalreguleret strækning går til stop og acceleration

(13)

Samordning god eller dårlig?

(14)

Omkostningsoverslag - brændstof

(for situationen i videoen)

Døgntrafik (hv.dag/ugedøgn): 38.000 / 35.000 køretøjer Trafik i dagprogrammet: 22.900 køretøjer/døgn

Stopandel, 75 %: 17.200 stop/døgn

Pris pr. stop: 0,25 kr.

Omkostninger pr. dag: 0,25 x 17.200 = kr. 4.300 Omkostninger pr. år: 4.300 x 365 = kr. 1.569.000

Fejlindstilling af 1 signalparameter: 1,5 mio. kr. pr. år !

(15)

Årlige omkostninger i

signalanlæg (groft overslag)



Forsinkelse 3,4 mio. kr.



Stop (antal gange) (2,9 mio.)



Ulykker 0,9 mio. kr.



Brændstof 0,6 mio. kr.



Drift 0,02 mio. kr.

Total 4,9 mio. kr.

Pr. anlæg

9,5 mia. kr.

(8,1 mia.)

2,4 mia. kr.

1,8 mia. kr.

0,07 mia. kr.

13,8 mia. kr.

Alle anlæg

(16)

Rapport om danske signalanlæg

• Dokumenterer status og problemer

• Dokumenterer potentialet for forbedringer

• Anviser løsningsmuligheder

Rapport 411 – Bedre trafiksignaler (2012)

(17)

Ekstraomkostninger pr. år i forhold til et velfungerende trafikstyret anlæg

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8

Tidsstyring Detektorfejl i hovedretning

Detektorfejl i sideretning

Detektorfejl i begge retninger

mio. kr.

Tidsomkostning

Brændstofomkostning

Døgntrafik:

15.000 En detektorfejl kan koste trafikanterne mere end kr. 5.000 pr. dag i tabt tid og brændstof

(18)

Nationalt forbedringspotentiale fordelt på anlægstype

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Samordnede anlæg Ikke samordnede Trafikstyrede,

overvågede

Ikke samordnede Trafikstyrede, ikke overvågede

Ikke samordnede tidsstyrede mio. kr.

Brændstofomkostninger Tidsomkostninger

Signaljusteringer:

Benefit/cost ratio ofte op mod 40:1 eller bedre

(19)

Krav til signalanlæg ?

•

Katalysator på alle biler for at undgå forurening

•

Signalanlæg er store forurenere

(60.000 liter pr. år for et gennemsnitsanlæg)

•

Hvorfor ikke stille krav til at signalanlæg skal være trimmet?

(20)

(21)

Trængsel !

(22)

Radardetektering i praksis

Trafikingeniør /

Trafiksikkerhedsrevisor

Lars H. Jakobsen

(23)

Radar

(24)

Radar

• Større afstand end video

• Uafhængig af lysforhold

• Veldefineret detektionsområde

• Detektionsområde kan flyttes

• Detektion af cykler

• Tætkørende kan opfattes som én i stor afstand

• Reflektioner fra andre genstande

• Velegnet til tællinger

• Retningsbestemt

• ETA – Estimeret Tid til Ankomst

(25)

Radar

• Veldefineret

detektionsområde

• Hvert køretøj kan

følges

(26)

Radartyper

• Type 29, detektering op til 160 m

• Type 32, detektering op til 240 m

• Type 30, detektering op til 105 m

• Type 31, detektering op til 60 m

(27)

Trafikstyring med UTM radar - EKSEMPEL

• Vejlevej / Skjoldborgvej / Lumbyesvej i Fredericia

– 4 benet kryds

– Beliggende i byområde 50 km/t – Lige vejforløb i 3 af de 4 tilfarter

6

(28)

Trafikstyring med UTM radar

• Radar detekteringszoner

7

(29)

Trafikstyring med UTM radar

• Trafiktekniske afstande

• ETA = køretid til stoplinje. 50 km/t, ”Isa”=22m → køretid=1,6sek.

8

Afstande for dilemma/valg område og komfortabel bremselængde

1,6 sekunder

(30)

Trafikstyring med UTM radar

9

• Anmeldelse af grønt via ETA og faste detekteringszoner, så lavere og højere hastigheder ikke giver andre problematikker.

• 1. og 2. forlængelsesperiode styres med grøntidstillæg til ETA

• 3. forlængelsesperiode i kombination af ETA og detekteringszoner

• ETA defineres som min. og maks. værdi baseret på køretiden

(31)

Trafikstyring med UTM radar

10

• Erfaringer:

– Traditionelle hjørnespoler

– Anmeldelse via ETA kan give problemer ved langsom kørsel – Forlængelse via ETA kan give problemer ved kødannelse

(32)

Trafikstyring med UTM radar

• Opsamling:

– UTM radar:

• er driftsikker, pålidelig og kan erstatte alm. spoler

• virtuel detektering med de fordele dette giver

• er mere præcis end kendte PIR, infrarød og videodetekteringer

• er nem at installere på eksisterende signalmaster

• Kan være billigere end alm. spoler, specielt når spoler medfører gravearbejde

– Trafikstyring via ETA:

• ny måde at projektere trafikstyring på

• giver en god trafikstyring der på nogle punkter er bedre end ved anvendelse af alm. spoler

11

(33)

Udviklingsmuligheder

• Ønsker / muligheder:

• Detektering af venstresvingende cyklister

• Seriel overførsel af registreringer

• Udnytte at vi følger alle køretøjer på vej mod krydset

12

(34)

Advanced Control Strategy for Radar-Regulated

Intersection Signaling

Konstantinos Mavromatis

26^th August 2014

(35)

Advanced Control Strategy for Radar-Regulated Intersection Signaling

Konstantinos Mavromatis 2

Concept

loops  radars:

- opportunities - restrictions

- full use of the advanced equipment

Update methods for radar control:

- retain basic principles - simple and effective logic

- incorporate know-how from existing research

Multiple parties involved:

-DTU, ÅF H&H, ITS Teknik, SmartMicro

Concept

Relays Radar Raw Data Dilemma Control Logic Conclusions

(36)

What is wrong with relays

- Static

- Unmonitored space

- Wasted extension periods:

- false extension

- dilemma zone entrapment

( +3.0 ) ( +1.4 )

( needs 3.3 ) 50km/h

Concept Relays

Radar Raw Data Dilemma Control Logic Conclusions

(37)

The Radar Sensor

Features:

• x,y coordinates

• speed

• vehicle classification

• (relay triggering)

Benefits:

• Real-time information / entire surface

• Remote controlled

• No roadwork needed

• Less vulnerable than inductive loops

Concept Relays Radar

Raw Data Dilemma Control Logic Conclusions

(38)

Information provided by the radar sensor

Relays

Raw data

Concept Relays Radar

Raw Data Dilemma Control Logic Conclusions

(39)

Using raw data

• Exact position of each object (every 0.05 sec)

• Successive averages (accelerating, braking, changing lane etc)

• Key Timing Parameters recalculated dynamically o Passage time

o Red clearance o Dilemma zone o Extension logic o etc

Challenges:

- In respect to the existing Danish methodology - Preserve core principles

- Incorporate ‘constraints’

Concept Relays Radar Raw Data

Dilemma Control Logic Conclusions

(40)

Dilemma Zone

- The zone in which a vehicle can neither STOP or PASS

τ yellow time

δ₁ decision-making time δ₂ reaction time-lag

ν₀ approaching speed of vehicle α₁ acceleration rate

α₂ deceleration rate w evacuation distance

L vehicle length

- Dependent upon numerous parameters:

Concept Relays Radar Raw Data Dilemma Control Logic Conclusions

(41)

Dilemma Zone

• Dynamic - Realistic - Safe

• Time efficient

• Expressed in time units

Concept Relays Radar Raw Data Dilemma Control Logic Conclusions

(42)

Control logic

• Simple

• Adaptive

• Comprehensive

All red rest phase by default

IF Incoming vehicle approaching DZ

WHILE Platoon of cars is

present IF opposing

traffic is present, reduce Mah IF gap in traffic AND

DZ is empty

Concept Relays Radar Raw Data Dilemma Control Logic Conclusions

(43)

Conclusions

Simpler, more efficient algorithm

Extensions according to speed and size Time savings per every cycle

No false extensions

Backwards compatibility Enhanced safety

*Open grounds for further use of the readings of the radar

*All-around monitoring allows for better decision making, operation optimization

*Incorporation of direction prioritization logic

Concept Relays Radar Raw Data Dilemma Control Logic Conclusions

(44)

Konstantinos Mavromatis

Thank you for your attention!