«ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ Ενίσχυση Ερευνητικών Ομάδων στο ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας» - MIS

Transcript

1 «ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ Ενίσχυση Ερευνητικών Ομάδων στο ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας» - MIS Υποέργο 08: Παροχή Προτεραιότητας σε πραγματικό χρόνο σε Μέσα Μαζικής Μεταφοράς Παραδοτέο 2.1: Ανάπτυξη μεθοδολογίας πραγματικού χρόνου παροχής προτεραιότητας σε μέσα μαζικής μεταφοράς Συγγραφείς: Βάγια Δινοπούλου, Ιωάννης Παπαμιχαήλ, Μάρκος Παπαγεωργίου H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο - ΕΚΤ) και από εθνικούς πόρους μέσω του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) Ερευνητικό Χρηματοδοτούμενο Έργο: ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΙΙΙ. Επένδυση στην κοινωνία της γνώσης μέσω του Ευρωπαϊκού Κοινωνικού Ταμείου. Version 2, September, 2013

2 ARCHIMEDES III - MIS Project Title: Public Transport Priority in real time Deliverable 2.1: PTP methodology/software development Report Version: 1 Due date: 31 May 2013 Delivery Date: September 2013 Classification: Public Contract Start Date: July 2012 Duration: 36 months Project Co-ordinator: Technological Education Institute of West Macedonia Partners: Technological Education Institute of West Macedonia, Technical University of Crete Authors: Vaya Dinopoulou, Ioannis Papamichail, Markos Papageorgiou This research has been co-financed by the European Union (European Social Fund ESF) and Greek national funds through the Operational Program "Education and Lifelong Learning" of the National Strategic Reference Framework (NSRF) - Research Funding Program: ARCHIMEDES III. Investing in knowledge society through the European Social Fund. Version 2, September,

3 Περιεχόμενα Λίστα σχημάτων 4 Περίληψη 5 1. Εισαγωγή Σύνοψη του έργου Αντικείμενο και σκοπός του παραδοτέου Δομή του παραδοτέου 9 2. Βασικές Αρχές Εισαγωγή Επίπεδο προτεραιότητας Ταξινόμηση στρατηγικών Κριτήρια παροχής προτεραιότητας Μεθοδολογίες παροχής προτεραιότητας Μέθοδοι μετάβασης/αποκατάστασης Περιγραφή της μεθοδολογίας Παροχής Προτεραιότητας σε Μέσα Μαζικής Μεταφοράς Εισαγωγή Περιγραφή Μεθοδολογίας Παροχής Προτεραιότητας Επίπεδα Προτεραιότητας Περιορισμοί Ασφαλείας Απαιτήσεις εφαρμογής Λογισμικό Δεδομένα Εισόδου Δεδομένα Εξόδου Αρχείο Μηνυμάτων Κριτήρια παροχής προτεραιότητας 32 Βιβλιογραφία 34 3

4 Λίστα Σχημάτων Σχήμα 1: Ταξινόμηση στρατηγικών ελέγχου κυκλοφορίας με παροχή προτεραιότητας 11 Σχήμα 2: Τα κύρια βήματα της μεθοδολογίας παροχής προτεραιότητας 19 Σχήμα 3: Παροχή προτεραιότητας στην περίπτωση που ζητείται προηγούμενη φάση 21 Σχήμα 4: Παροχή προτεραιότητας στην περίπτωση που ζητείται η παρούσα φάση 22 Σχήμα 5: Παροχή προτεραιότητας στην περίπτωση που ζητείται επόμενη φάση 23 Σχήμα 6: Επέκταση φάσης για παροχή προτεραιότητας 24 Σχήμα 7: Ελαχιστοποίηση ενδιάμεσων φάσεων για παροχή προτεραιότητας 25 Σχήμα 8: Παράλειψη ενδιάμεσων φάσεων για παροχή προτεραιότητας 26 Σχήμα 9: Παράλειψη υπόλοιπων φάσεων για παροχή προτεραιότητας 26 Σχήμα 10: Υπολογισμός περιόδου ανάκτησης 27 4

5 Περίληψη Στα επόμενα χρόνια, οι δημόσιες συγκοινωνίες θα κληθούν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στην επίτευξη του στόχου που έχει τεθεί, τόσο στην Ευρώπη όσο και σε παγκόσμιο επίπεδο, για ένα βιώσιμο σύστημα μεταφορών. Για το σκοπό αυτό, τόσο η ποιότητα και προσβασιμότητά τους, όσο και η αξιοπιστία τους θα πρέπει να βελτιωθούν. Σε αυτό το πλαίσιο, η ευνοϊκή μεταχείριση των μέσων μαζικής μεταφοράς στο οδικό δίκτυο μπορεί να έχει, μεταξύ άλλων, μια σημαντική συμβολή. Μια τέτοια ευνοϊκή μεταχείριση μπορεί να προκύψει ως αποτέλεσμα του κατάλληλου σχεδιασμού των υποδομών του οδικού δικτύου όσο και μέσω παροχής προτεραιότητας σε αυτά, έναντι των άλλων οχημάτων, στους κόμβους του δικτύου. Στόχος του συγκεκριμένου ερευνητικού έργου είναι να αναπτύξει μια μεθοδολογία και το αντίστοιχο λογισμικό, για τον έλεγχο της φωτεινής σηματοδότησης κόμβων οδικών δικτύων, έτσι ώστε να παρέχεται προτεραιότητα σε μέσα μαζικής μεταφοράς τόσο σε περιπτώσεις όπου τα μέσα μαζικής μεταφοράς προσεγγίζουν τους κόμβους με μικρή συχνότητα (Πακέτο Εργασίας 2), όσο και σε περιπτώσεις όπου στον ίδιο κόμβο διασταυρώνονται πολλές γραμμές (π.χ. λεωφορείων) από διαφορετικές κατευθύνσεις (Πακέτο Εργασίας 4). Για την επίτευξη του στόχου αυτού, στα πλαίσια του 1 ου Πακέτου Εργασίας του έργου, πραγματοποιήθηκε μια εκτενής ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας σε σχέση με στρατηγικές παροχής προτεραιότητας που είτε έχουν αναπτυχθεί σε θεωρητικό επίπεδο, είτε χρησιμοποιούνται στην πράξη. Σκοπός αυτής της βιβλιογραφικής έρευνας ήταν να εντοπίσει τις τάσεις που επικρατούν στο συγκεκριμένο πεδίο. Η επισκόπηση έδειξε ότι υπάρχουν αρκετοί τρόποι με τους οποίους μπορεί να ρυθμιστεί η φωτεινή σηματοδότηση έτσι ώστε να παρέχει ευνοϊκή μεταχείριση, δηλαδή προτεραιότητα, στα μέσα μαζικής μεταφοράς, σε επίπεδα που μεταβάλλονται ανάλογα με τον τύπο του μέσου μαζικής μεταφοράς στο οποίο απευθύνονται. Με βάση τις ιδιαίτερες απαιτήσεις που ένα σύστημα ελέγχου με παροχή προτεραιότητας σε μέσα μαζικής μεταφοράς θα πρέπει να ικανοποιεί, διάφορες στρατηγικές ελέγχου έχουν αναπτυχθεί και εφαρμοστεί σε όλο τον κόσμο. Μια πρώτη ταξινόμηση τις διακρίνει σε στρατηγικές σταθερού και πραγματικού χρόνου. Οι πρώτες αφορούν ουσιαστικά σε σταθερά πλάνα σχεδιασμένα να ευνοούν τις κινήσεις των μέσων μαζικής μεταφοράς, ενώ οι δεύτερες ανταποκρίνονται σε ανάγκες παροχής προτεραιότητας που ανιχνεύονται σε πραγματικό χρόνο. Οι στρατηγικές πραγματικού χρόνου διακρίνονται περαιτέρω με βάσει διάφορα κριτήρια. Το πρώτο κριτήριο διακρίνει τις στρατηγικές σε προβλεπτικές και επενεργούμενες, ανάλογα με το αν λαμβάνουν το αίτημα προτεραιότητας αρκετά προτού το μέσο μαζικής μεταφοράς προσεγγίσει τον κόμβο ώστε να προετοιμάσουν τη φωτεινή σηματοδότηση ή όχι. Το δεύτερο κριτήριο διακρίνει τις στρατηγικές σε στρατηγικές βασιζόμενες σε κανόνες και στρατηγικές βελτιστοποίησης, ανάλογα με το αν οι αποφάσεις για παροχή προτεραιότητας βασίζονται σε ένα σύνολο κριτηρίων ή στη βελτιστοποίηση ενός κατάλληλα ορισμένου δείκτη απόδοσης. Τα κριτήρια που χρησιμοποιούνται από τις στρατηγικές που βασίζονται σε κανόνες αφορούν κυρίως την τήρηση του χρονοδιαγράμματος του μέσου μαζικής μεταφοράς, την τήρηση της 5

6 συχνότητας των δρομολογίων, το βαθμό συμφόρησης του δικτύου κ.λπ., ενώ προτεραιότητα χορηγείται συνήθως μέσω παράτασης του πρασίνου και ανάκλησης σταδίου. Από την άλλη πλευρά, η συνολική καθυστέρηση όλων των οχημάτων στο οδικό δίκτυο φαίνεται να είναι το κύριο μέλημα των στρατηγικών βελτιστοποίησης. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανασκόπησης, η σχετική επιστημονική βιβλιογραφία προσφέρει λίγα παραδείγματα στρατηγικών σταθερού χρόνου και πολλά παραδείγματα στρατηγικών πραγματικού χρόνου κυρίως βασιζόμενων σε κανόνες. Η ίδια τάση παρατηρείται και στις πρακτικές εφαρμογές, στις οποίες, οι στρατηγικές πραγματικού χρόνου που βασίζονται σε κανόνες αποτελούν τη συντριπτική πλειοψηφία. Φαίνεται ότι παρά την αδυναμία τους να αντιμετωπίσουν επαρκώς ζητήματα, όπως η ταυτόχρονη εξυπηρέτηση πολλαπλών αιτημάτων προτεραιότητας και η παροχή προτεραιότητας σε συνθήκες συντονισμένου ελέγχου στο οδικό δίκτυο, οι στρατηγικές πραγματικού χρόνου που βασίζονται σε κανόνες, με τον άμεσο και σε πολλές περιπτώσεις επιθετικό χαρακτήρα προτεραιότητας που παρέχουν, εξακολουθούν να παραμένουν το κύριο αντικείμενο της έρευνας και ανάπτυξης μιας διεθνούς κοινότητας που αναζητεί λύσεις, οι οποίες με εμφανή τρόπο θα βελτιώσουν τη λειτουργία των μέσων μαζικής μεταφοράς και θα προωθήσουν τη χρήση τους. Στο 2 ο Πακέτο Εργασίας αναπτύχθηκε μια νέα μεθοδολογία για την παραγωγή σε πραγματικό χρόνο προγραμμάτων φωτεινής σηματοδότησης για παροχή προτεραιότητας σε μέσα μαζικής μεταφοράς υπό τον περιορισμό μιας παροχής προτεραιότητας ανά περίοδο φωτεινής σηματοδότησης (first-come-first-serve). Συγκεκριμένα, η μεθοδολογία είναι πραγματικού χρόνου, επενεργούμενη, βασισμένη σε κανόνες και παρέχει τη δυνατότητα επιλογής επιπέδων προτεραιότητας διαφόρων τύπων. Παράλληλα αναπτύχθηκε λογισμικό για την υλοποίηση της αναπτυχθείσας μεθοδολογίας παροχής προτεραιότητας. Το λογισμικό παρέχει την δυνατότητα «εκπόνησης» του προγράμματος φωτεινής σηματοδότησης κατά την έλευση των μέσων μαζικής μεταφοράς στον κόμβο, είναι παραμετροποιημένο και αναπροσαρμόζεται πολύ εύκολα σε περίπτωση αλλαγής των χαρακτηριστικών φωτεινής σηματοδότησης του κόμβου ή διέλευσης των μέσων μαζικής μεταφοράς μέσω αλλαγής των αντίστοιχων παραμέτρων στο αρχείο διασύνδεσης του λογισμικού. 6

7 Εισαγωγή 1.1 Σύνοψη του έργου Τα περισσότερα αστικά οδικά δίκτυα αντιμετωπίζουν σοβαρά κυκλοφοριακά προβλήματα, που οφείλονται σε μεγάλο βαθμό στην έλλειψη χώρων στάθμευσης, ελλείψεις και αδυναμίες των μέσων μαζικής μεταφοράς (ΜΜΜ) και στη γενικότερη υποδομή του συγκοινωνιακού συστήματος. Μια δυνατότητα βελτίωσης της κατάστασης προσφέρει η αυξημένη χρήση ΜΜΜ υπό την προϋπόθεση ότι κατά τον σχεδιασμό τους θα ληφθούν υπόψη παράγοντες που καθιστούν ελκυστική τη χρήση των μέσων αυτών. Ένας τέτοιος παράγοντας είναι ο χρόνος διαδρομής ο οποίος στην περίπτωση των περισσοτέρων ΜΜΜ αυξάνει σημαντικά εξαιτίας της γενικότερης κυκλοφοριακής συμφόρησης του δικτύου. Το παρόν ερευνητικό έργο στοχεύει στην ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας και αντίστοιχου λογισμικού για την παροχή προτεραιότητας (ΠΠ) σε πραγματικό χρόνο, σε μέσα μαζικής μεταφοράς (ΜΜΜ) που προσεγγίζουν έναν κόμβο με μικρή συχνότητα (π.χ. τραμ) καθώς και η διερεύνηση των δυνατοτήτων ΠΠ σε πολλαπλά αιτήματα, δηλαδή όταν στον ίδιο κόμβο διασταυρώνονται πολλές γραμμές (π.χ. λεωφορείων) από διαφορετικές κατευθύνσεις, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις επιπτώσεις που επιφέρει αυτό στο υπόλοιπο οδικό δίκτυο. Η αποτελεσματικότητα των μεθοδολογιών ΠΠ σε ΜΜΜ καθώς και οι επιπτώσεις τους για την υπόλοιπη κυκλοφοριακή ροή θα διερευνηθούν διεξοδικά μέσω μικροσκοπικής προσομοίωσης για πραγματικά δίκτυα με χρήση πραγματικών κυκλοφοριακών δεδομένων. Το έργο αποτελείται από 6 Πακέτα Εργασίας. Στο 1 ο Πακέτο Εργασίας, πραγματοποιήθηκε μια εκτενής ανασκόπηση της διεθνούς βιβλιογραφίας σε σχέση με στρατηγικές παροχής προτεραιότητας που είτε έχουν αναπτυχθεί σε θεωρητικό επίπεδο, είτε χρησιμοποιούνται στην πράξη. Στο 2 ο Πακέτο Εργασίας (ΠΕ) αναπτύσσεται μια μεθοδολογία και αντίστοιχο λογισμικό για την παροχή προτεραιότητας σε πραγματικό χρόνο, σε μέσα μαζικής μεταφοράς που προσεγγίζουν έναν κόμβο με μικρή συχνότητα, ενώ στο 3 ο ΠΕ η μεθοδολογία ελέγχεται και αξιολογείται μέσω μικροσκοπικής προσομοίωσης. Το 4 ο ΠΕ περιλαμβάνει τη διερεύνηση των δυνατοτήτων παροχής προτεραιότητας σε πολλαπλά αιτήματα, δηλαδή όταν στον ίδιο κόμβο διασταυρώνονται πολλές γραμμές (π.χ. λεωφορείων) από διαφορετικές κατευθύνσεις και στο 5 ο γίνεται η αξιολόγηση και πάλι μέσω μικροσκοπικής προσομοίωσης. Το 6 ο ΠΕ περιλαμβάνει την αξιοποίηση και διάχυση των αποτελεσμάτων του έργου. 1.2 Αντικείμενο και σκοπός του παραδοτέου Η αυξημένη χρήση Μέσων Μαζικής Μεταφοράς (ΜΜΜ) (είτε σταθερής τροχιάς όπως τραμ και επιφανειακό μετρό, είτε λεωφορείων που κινούνται σε ειδικές λωρίδες ή όχι) παρέχει μια σημαντική δυνατότητα βελτίωσης των κυκλοφοριακών συνθηκών σε ένα αστικό οδικό δίκτυο. 7

8 Αυτό βέβαια υπό την προϋπόθεση ότι κατά τον σχεδιασμό τους θα ληφθούν υπόψη παράγοντες που καθιστούν ελκυστική τη χρήση των μέσων αυτών για το επιβατικό κοινό. Ένας τέτοιος παράγοντας είναι ο χρόνος διαδρομής ο οποίος ακόμα και σε περιπτώσεις που χρησιμοποιούνται ειδικές λωρίδες κυκλοφορίας για τα ΜΜΜ μπορεί να είναι υψηλός εξαιτίας των καθυστερήσεων στις διασταυρώσεις του δικτύου που ελέγχονται με φωτεινούς σηματοδότες. Ένα συμπληρωματικό, λοιπόν, αλλά ταυτόχρονα ιδιαίτερα σημαντικό μέτρο στο σχεδιασμό ενός συστήματος τραμ ή επιφανειακού μετρό ή διαδρομής λεωφορείου είναι μια μεθοδολογία παραχώρησης προτεραιότητας (ΠΠ) σε ΜΜΜ κατά τη διέλευσή τους από φωτεινούς σηματοδότες. Μία από τις πιο χρονοβόρες και δαπανηρές διαδικασίες εφαρμογής μεθόδων παροχής προτεραιότητας (ΠΠ) ή μεθόδων «πράσινου κύματος», όπως είναι πιο γνωστές στο ευρύ κοινό κατά την διέλευση των ΜΜΜ, είναι η εκπόνηση των προγραμμάτων φωτεινής σηματοδότησης (ΦΣ). Η συνήθης διαδικασία που ακολουθείται στη χώρα μας για την εκπόνηση αυτών των προγραμμάτων είναι α) απαρίθμηση όλων των περιπτώσεων έλευσης του ΜΜΜ σε διαφορετικές χρονικές στιγμές εντός της περιόδου ΦΣ και β) εκπόνηση ειδικών προγραμμάτων ΦΣ για κάθε μία από τις περιπτώσεις αυτές. Δεδομένου ότι ένα ΜΜΜ μπορεί να προσεγγίσει την θέση ανίχνευσης σε τυχαία χρονική στιγμή (εντός της περιόδου ΦΣ του κόμβου), και η φωτεινή σηματοδότηση του κόμβου μπορεί να εναλλάσσεται ανάμεσα σε πέντε, έξι ή και περισσότερα προγράμματα ΦΣ (ανάλογα με την χρονική περίοδο της ημέρας, τον κυκλοφοριακό φόρτο, κ.λπ.), απαιτείται η εκπόνηση μεγάλου αριθμού προγραμμάτων ΦΣ (π.χ. 100 και άνω διαφορετικά προγράμματα για έναν μόνο κόμβο). Το σημαντικότερο όμως μειονέκτημα της παραπάνω ακολουθούμενης διαδικασίας είναι ότι απαιτεί αναπροσαρμογή όλων ή μεγάλου αριθμού των προγραμμάτων αυτών σε περίπτωση αλλαγής των χαρακτηριστικών ΦΣ του κόμβου ή διέλευσης των ΜΜΜ (π.χ. αλλαγή φάσεων ΦΣ, αλλαγή γεωμετρίας του κόμβου, μεταβολή μέσης ταχύτητας διέλευσης των ΜΜΜ, κ.λπ.). Στο παρόν παραδοτέο αναπτύσσεται μια μεθοδολογία και το αντίστοιχο λογισμικό για την παροχή προτεραιότητας σε πραγματικό χρόνο, σε ΜΜΜ που προσεγγίζουν έναν κόμβο με μικρή συχνότητα ή όταν διασταυρώνονται σχετικά λίγες γραμμές ΜΜΜ, όπως τραμ και λεωφορεία. Πιο συγκεκριμένα, αυτή η μεθοδολογία/λογισμικό παρέχει την δυνατότητα αυτόματης «εκπόνησης» του κατάλληλου προγράμματος ΦΣ κατά την έλευση του ΜΜΜ στον κόμβο (μόλις δηλαδή ληφθεί το σήμα για παροχή προτεραιότητας). Έτσι δεν απαιτείται η χρονοβόρα και δαπανηρή εκ των προτέρων εκπόνηση όλων των προγραμμάτων φωτεινής σηματοδότησης. Το αναπτυχθέν λογισμικό αποτελεί ένα ευέλικτο εργαλείο που παρέχει την δυνατότητα ΠΠ διαφορετικών επιπέδων (απόλυτη προτεραιότητα, προτεραιότητα λαμβάνοντας υπόψη περιορισμούς περιόδου ή σειράς φάσεων, κ.λπ.), δυνατότητα ΠΠ βάσει διαφορετικών κριτηρίων (κυκλοφοριακός φόρτος, παρέκκλιση από το χρονοδιάγραμμα του ΜΜΜ, συχνότητα διέλευσης, κ.λπ.) και επιτρέπει την εύκολη αλλαγή παραμέτρων ΠΠ (ταχύτητα ΜΜΜ, πλάνο φωτεινής σηματοδότησης, κ.λπ.). Επιπλέον, η μεθοδολογία/λογισμικό αυτή αναπροσαρμόζεται πολύ εύκολα σε περίπτωση αλλαγής των χαρακτηριστικών ΦΣ του κόμβου ή διέλευσης των ΜΜΜ με αλλαγή των αντίστοιχων παραμέτρων στο αρχείο διασύνδεσης του λογισμικού. 8

9 Η μεθοδολογία θα ελεγχθεί (Πακέτο Εργασίας 3) με εκτεταμένες διερευνήσεις μέσω μικροσκοπικής προσομοίωσης με μοντέλο το οποίο επιτρέπει τη λεπτομερή απεικόνιση υποθετικών και πραγματικών αστικών δικτύων και την προσομοίωση της αντίστοιχης κυκλοφοριακής ροής λαμβάνοντας υπόψη ΦΣ. Στόχος των διερευνήσεων μέσω προσομοίωσης είναι η εκτίμηση αποτελεσματικότητας της αναπτυχθείσας μεθοδολογίας καθώς και η αξιολόγηση της συμπεριφοράς και των αποτελεσμάτων της για μια σειρά διαφορετικών σεναρίων φόρτου, συμβάντων κ.λπ. 1.3 Δομή του παραδοτέου Το παραδοτέο διαρθρώνεται σε 4 κεφάλαια. Το πρώτο κεφάλαιο παρέχει μια εισαγωγή στους σκοπούς και στόχους του ερευνητικού έργου, καθώς και στη δομή του συγκεκριμένου παραδοτέου. Στο Κεφάλαιο 2 παρουσιάζονται τα επίπεδα προτεραιότητας, η ταξινόμηση των στρατηγικών ελέγχου, τα κριτήρια και οι μέθοδοι παροχής προτεραιότητας, καθώς και οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται έτσι ώστε ο έλεγχος των κόμβων να επιστρέψει στη συνήθη λειτουργία του μετά από την εξυπηρέτηση κάποιου αιτήματος προτεραιότητας. Το 3 ο Κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά η μεθοδολογία παροχής προτεραιότητας η οποία αναπτύχθηκε, τα επίπεδα προτεραιότητας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν και οι αντίστοιχες αντιδράσεις/ενέργειες της στρατηγικής. Επίσης, αναφέρονται οι περιορισμοί ασφαλείας και οι απαιτήσεις σε εξοπλισμό για την εφαρμογή της στρατηγικής στο πεδίο. Στο 4 ο Κεφάλαιο περιγράφονται τα δεδομένα εισόδου που απαιτεί το λογισμικό που υλοποιεί την μεθοδολογία αυτή καθώς και τα δεδομένα εξόδου. Τέλος, γίνεται αναφορά στις επιπλέον επιλογές/δυνατότητες παροχής προτεραιότητας βάσει διαφορετικών κριτηρίων (κυκλοφοριακός φόρτος, παρέκκλιση από το χρονοδιάγραμμα του ΜΜΜ, ευνοούμενη κατεύθυνση, κ.λπ.) 9

10 2. Βασικές Αρχές 2.1. Εισαγωγή Ο τομέας των μεταφορών ήταν ανέκαθεν σημαντικό στοιχείο κάθε ανθρώπινου πολιτισμού. Κατά το δεύτερο μισό του προηγούμενου αιώνα όμως τα κυκλοφοριακά προβλήματα οξύνθηκαν σημαντικά λόγω της ταχείας αύξησης του αριθμού των οχημάτων και της κυκλοφοριακής ζήτησης σε όλα τα μεταφορικά μέσα με αποτέλεσμα την εμφάνιση του φαινομένου της κυκλοφοριακής συμφόρησης. Η κυκλοφοριακή συμφόρηση εμφανίζεται όταν ο αριθμός των οχημάτων που επιχειρούν να χρησιμοποιήσουν μια συγκεκριμένη υποδομή υπερβεί την ικανότητα της υποδομής κι έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση των καθυστερήσεων, τη μείωση στην ασφάλεια των μετακινήσεων και την περαιτέρω επιβάρυνση του περιβάλλοντος. Οι περιορισμένοι οικονομικοί και φυσικοί πόροι και οι αυξημένες περιβαλλοντικές ανησυχίες αποτελούν μερικούς από τους σημαντικότερους λόγους για τους οποίους η συνεχής επέκταση της διαθέσιμης υποδομής δεν μπορεί να αποτελεί πια τη μοναδική απάντηση στις ολοένα και αυξανόμενες ανάγκες κινητικότητας των σύγχρονων κοινωνιών. Η αποτελεσματική, οικονομική, ασφαλής και περιβαλλοντικά φιλική μεταφορά ανθρώπων και αγαθών απαιτεί τη βέλτιστη αξιοποίηση της διαθέσιμης υποδομής, η οποία μπορεί να επιτευχθεί μέσω της κατάλληλης υιοθέτησης και εφαρμογής μιας σειράς από διαθέσιμα μέτρα κυκλοφοριακού ελέγχου. Η στροφή του κοινού προς μια αύξηση της χρησιμοποίησης όλων των τύπων των μέσων μαζικής μεταφοράς μπορεί να συμβάλουν στη μείωση της χρήσης των ιδιωτικών οχημάτων και κατά συνέπεια στη μείωση της κυκλοφοριακής συμφόρησης σε μικρές, μεσαίες και μεγάλες πόλεις. Για το λόγο αυτό, είναι σημαντικό να ενθαρρύνεται το κοινό να χρησιμοποιήσει όσο το δυνατόν περισσότερο τα μέσα μαζικής μεταφοράς, και ένας τρόπος, μεταξύ άλλων, για την επίτευξη αυτού είναι η αύξηση της αξιοπιστίας τους. Η αύξηση της αξιοπιστίας μπορεί να επιτευχθεί μέσω της ευνοϊκής μεταχείρισης των μέσων μαζικής μεταφοράς στο οδικό δίκτυο, δηλαδή μέσω της παροχής προτεραιότητας σε αυτά, έναντι των άλλων οχημάτων, στους κόμβους του δικτύου. Αυτός είναι ο στόχος της μεθοδολογίας που έχει αναπτυχθεί στο έργο αυτό και αναφέρεται στο παρόν παραδοτέο. Η παροχή προτεραιότητας σε ΜΜΜ έχει ως στόχο τη μείωση του χρόνου ταξιδιού τους και συνεπώς τη μείωση των χρόνων αναμονής και καθυστερήσεων των επιβατών. Ωστόσο, μια τέτοια προνομιακή μεταχείριση των ΜΜΜ έχει επιπτώσεις στα άλλα οχήματα, και ως εκ τούτου, αντιμετωπίζεται αρνητικά από τους υπόλοιπους χρήστες. Επομένως, είναι σημαντικό να σχεδιάζεται προσεκτικά και να αξιολογείται το είδος και το επίπεδο της παροχής προτεραιότητας, καθώς και η στρατηγική ελέγχου που εφαρμόζεται στο δίκτυο. Στη συνέχεια του παρόντος άρθρου γίνεται ταξινόμηση των στρατηγικών παροχής προτεραιότητας, αναφέρονται τα κριτήρια που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ΠΠ των μέσων μαζικής μεταφοράς, οι μέθοδοι παροχής προτεραιότητας καθώς και οι μέθοδοι μετάβασης και αποκατάστασης που μπορούν να χρησιμοποιηθούν μετά την εξυπηρέτηση ενός 10

11 αιτήματος προτεραιότητας προκειμένου το σύστημα ΦΣ να επιστρέψει στην κανονική λειτουργία με ομαλό τρόπο. 2.2 Επίπεδο προτεραιότητας Το επίπεδο προτεραιότητας μεταβάλλεται ανάλογα με τον τύπο του οχήματος στον οποίο αυτή παρέχεται. Στις σιδηροδρομικές διαβάσεις συνήθως αποδίδεται ύψιστη προτεραιότητα που παρέχεται με τον πλέον επιθετικό τρόπο (Nelson και Bullock, 2000). Στα οχήματα έκτακτης ανάγκης, όπως ασθενοφόρα και πυροσβεστικά οχήματα, αποδίδεται συνήθως μια ελαφρώς χαμηλότερη προτεραιότητα. Για αυτά τα αιτήματα προτεραιότητας συνήθως χρησιμοποιείται μια λιγότερο επιθετική διαδικασία από το σύστημα ελέγχου. Στα λεωφορεία αποδίδεται γενικά μια ακόμα χαμηλότερη προτεραιότητα. Το επίπεδο προτεραιότητας μπορεί να κυμανθεί σε διάφορα επιλέξιμα επίπεδα. Συνήθως, τα αιτήματα αυτά δεν προκαλούν σημαντικές διαταραχές στη σειρά των σταδίων, αλλά τροποποιούνται οι διάρκειες των πρασίνων προκειμένου να εξυπηρετηθούν τα αιτήματα. 2.3 Ταξινόμηση στρατηγικών Η σχετική βιβλιογραφία αναφέρει μια σειρά από στρατηγικές παροχής προτεραιότητας οι οποίες έχουν αναπτυχθεί για να εξυπηρετήσουν αιτήματα οχημάτων διαφορετικής προτεραιότητας. Στο πρώτο παραδοτέο του προγράμματος γίνεται εκτενής επισκόπηση των στρατηγικών (Diakaki et al, 2013, Diakaki et al, 2002). Οι στρατηγικές αυτές μπορούν να ταξινομηθούν καταρχήν σε δύο κατηγορίες, στρατηγικές σταθερού και πραγματικού χρόνου (βλ. σχήμα 1): Στρατηγικές παροχής προτεραιότητας Σταθερού χρόνου Πραγματικού χρόνου Προβλεπτικές Επενεργούμενες Τοπικές Δικτύου Βασιζόμενες σε κανόνες Βασιζόμενες σε βελτιστοποίηση Υπό όρους Άνευ όρων Σχήμα 1: Ταξινόμηση στρατηγικών ελέγχου κυκλοφορίας με παροχή προτεραιότητας σε ΜΜΜ. 11

12 Οι στρατηγικές σταθερού χρόνου ή παθητικές μέθοδοι προτεραιότητας (off-line) μπορούν να περιλαμβάνουν ρύθμιση της περιόδου σηματοδότησης, της χρονικής διάρκειας των φάσεων, καθώς και χρονικά προγράμματα εφαρμογής. Στην πραγματικότητα είναι προγράμματα σταθερού χρόνου, τα οποία αναπτύσσονται έτσι ώστε να διευκολύνουν την κίνηση των οχημάτων προτεραιότητας λαμβάνοντας υπόψη κριτήρια όπως η τήρηση της συχνότητας των δρομολογίων, η μείωση των καθυστερήσεων κ.λπ. Οι στρατηγικές πραγματικού χρόνου ή ενεργητικές μέθοδοι προτεραιότητας πλεονεκτούν έναντι των σταθερών προγραμμάτων λόγω λειτουργιών πραγματικού χρόνου, πράγμα που απαιτεί την ανίχνευση ή αναγνώριση σε πραγματικό χρόνο του οχήματος προτεραιότητας που πλησιάζει έναν ελεγχόμενο κόμβο. Οι στρατηγικές πραγματικού χρόνου (real time) μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω ανάλογα με τα εξής κριτήρια (Diakaki et al, 2013): Το πρώτο κριτήριο διαχωρίζει τις στρατηγικές σε προβλεπτικές (proactive) και επενεργούμενες (reactive) στρατηγικές: - Οι προβλεπτικές στρατηγικές λαμβάνουν ένα αίτημα προκαταβολικά, δηλαδή όταν το όχημα προτεραιότητας βρίσκεται σε προηγούμενο κόμβο (ή και περισσότερους κόμβους ανάντη). Αυτό επιτρέπει στη στρατηγική να σχεδιάσει το πλάνο για το όχημα που φτάνει, να χειριστεί πολλαπλά αιτήματα και να συντονίσει τα σημεία λειτουργίας των οχημάτων προτεραιότητας. Η απόφαση του ελέγχου προτεραιότητας μπορεί να μεταβάλλει κατάλληλα τις διάρκειες των φάσεων για να εξυπηρετήσει αποτελεσματικά το αίτημα προτεραιότητας με τη μικρότερη δυνατή διαταραχή του υπόλοιπου δικτύου. Μια προβλεπτική στρατηγική μπορεί να απαιτεί επιπλέον εξοπλισμό για επικοινωνίες και ισχυρότερους επεξεργαστές τόσο κεντρικά όσο και τοπικά ή ακόμα και στο όχημα προτεραιότητας. Πρέπει να τονιστεί ότι για να είναι αποτελεσματική μια προβλεπτική στρατηγική πρέπει να εκτιμηθούν οι στοχαστικοί χρόνοι παραμονής και διαδρομής του οχήματος. Οι προβλεπτικές στρατηγικές μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω σε τοπικές (local), όταν εφαρμόζονται σε μεμονωμένους κόμβους και δικτύου (networkwide), όταν εφαρμόζονται σε συντονισμένο δίκτυο. - Οι επενεργούμενες στρατηγικές εφαρμόζονται σε κάθε κόμβο χωριστά και χειρίζονται μεμονωμένα το κάθε αίτημα παροχής προτεραιότητας που δέχονται. Το αίτημα φτάνει στο ρυθμιστή καθώς το όχημα προσεγγίζει τον κόμβο. Τότε, ανάλογα με το επίπεδο προτεραιότητας, λαμβάνεται μια απόφαση για την ενδεχόμενη τροποποίηση του τρέχοντος πλάνου φωτεινής σηματοδότησης. Οι στρατηγικές αυτές απαιτούν μόνο τοπικές επικοινωνίες μεταξύ του οχήματος προτεραιότητας και του τοπικού ρυθμιστή. Ανάλογα με τη μεθοδολογία που χρησιμοποιούν οι στρατηγικές πραγματικού χρόνου χωρίζονται σε στρατηγικές βασισμένες σε κανόνες (rule-based) και στρατηγικές βελτιστοποίησης (optimisation-based): - Οι στρατηγικές που βασίζονται σε κανόνες λαμβάνουν αποφάσεις για παράταση πρασίνου, ανάκληση φάσης, προσθήκη ειδικής φάσης κ.λπ., βασισμένες σε ένα σύνολο κανόνων (κριτηρίων). Επειδή λειτουργούν σε πραγματικό χρόνο, απαιτείται η ανίχνευση 12

13 σε πραγματικό χρόνο των οχημάτων προτεραιότητας που πλησιάζουν τους ελεγχόμενους κόμβους. Ανάλογα με τις δυνατότητες των ανιχνευτών οι στρατηγικές αυτές μπορούν να διαχωριστούν περαιτέρω σε στρατηγικές άνευ όρων (unconditional) και στρατηγικές υπό όρους (conditional). Οι στρατηγικές άνευ όρων παραχωρούν προτεραιότητα στο όχημα ανεξάρτητα από την κατάστασή του, δηλαδή ανεξάρτητα από το αν το όχημα προτεραιότητας χρειάζεται ή όχι ειδική μεταχείριση. Αντίθετα οι στρατηγικές υπό όρους παραχωρούν προτεραιότητα ή όχι ανάλογα με το αν ισχύουν κάποιες προϋποθέσεις, π.χ. βάσει του χρονοδιαγράμματος του οχήματος (προτεραιότητα μόνο σε καθυστερημένα οχήματα), της τήρησης συχνότητας των δρομολογίων, το βαθμό συμφόρησης του δικτύου κ.λπ. Αυτό βέβαια προϋποθέτει ότι το σύστημα γνωρίζει την αντίστοιχη κατάσταση του οχήματος ή του δικτύου σε πραγματικό χρόνο. - Οι στρατηγικές βελτιστοποίησης παραχωρούν προτεραιότητα μέσω βελτιστοποίησης κάποιου κριτηρίου, κυρίως της καθυστέρησης (επιβατών, οχήματος, ή συνδυασμού τους). Χρησιμοποιούν μετρήσεις πραγματικού χρόνου σαν είσοδο σ ένα κυκλοφοριακό πρότυπο, το οποίο είτε υπολογίζει διάφορα εναλλακτικά πλάνα για να επιλέξει το κατάλληλο, είτε βελτιστοποιεί τους χρόνους σηματοδότησης μεταβάλλοντας τις διάρκειες των φάσεων και τη διαδοχή τους. Η στρατηγική που αναπτύσσεται στον παρόν άρθρο είναι πραγματικού χρόνου, επενεργούμενη, βασισμένη σε κανόνες άνευ όρων. 2.4 Κριτήρια παροχής προτεραιότητας Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι στρατηγικές πραγματικού χρόνου που βασίζονται σε κανόνες μπορεί να είναι είτε υπό όρους ή άνευ όρων. Συνήθως, οι υπό όρους αποφάσεις παίρνονται με βάση το χρονοδιάγραμμα του οχήματος και ανάλογα με το αν αυτό έχει καθυστέρηση ή όχι. Αυτό σημαίνει ότι μόνο τα οχήματα που έχουν καθυστερήσει εξετάζονται για παροχή προτεραιότητας. Πρόσφατα, έχει εισαχθεί μια νέα θεώρηση, σύμφωνα με την οποία προτεραιότητα θα πρέπει να χορηγείται με βάση τη σύγκριση της προόδου του ΜΜΜ από την προγραμματισμένη πρόοδο του επόμενου ΜΜΜ (Hounsell and Shrestha, 2012). Θεωρητικά αποτελέσματα και προσομοιώσεις δείχνουν καλύτερα αποτέλεσμα από πλευράς χρόνου αναμονής επιβατών όταν η προτεραιότητα παρέχεται με βάση αυτή την προσέγγιση σε σχέση με την απλή τήρηση του χρονοδιαγράμματος. Άλλα κριτήρια που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη παροχή προτεραιότητας είναι τα εξής: Εξέλιξη της διαδρομής. Σύμφωνα με το κριτήριο αυτό, η απόφαση για τη παροχή προτεραιότητας σε μια διασταύρωση λαμβάνεται θεωρώντας την ώρα άφιξης του οχήματος προτεραιότητας στον κατάντη κόμβο/ους (Skabardonis, 2000). Σε περίπτωση που το όχημα θα φτάσει στον κατάντη κόμβο κατά τη διάρκεια του κόκκινου, διότι, π.χ. σ αυτόν δεν παρέχεται προτεραιότητα, τότε δεν θα δοθεί προτεραιότητα ούτε στον πρώτο κόμβο, δεδομένου ότι μετά από όλα, το όχημα θα καθυστερήσει ούτως ή άλλως. 13

14 Μεταγενέστερη συμφόρηση. Το κριτήριο αυτό θεωρεί τις κυκλοφοριακές συνθήκες κατάντη της θέσης του οχήματος και εξασφαλίζει ότι δεν θα δοθεί προτεραιότητα σε ένα όχημα που δεν μπορεί να επωφεληθεί από αυτό, π.χ. υπάρχει συμφόρηση στους κατάντη κόμβους. Μια πρόσθετη προϋπόθεση, η οποία τελευταία λαμβάνει ολοένα και μεγαλύτερη προσοχή λόγω των συνεχώς αυξανόμενων επιπέδων συμφόρησης στις αστικές περιοχές, σχετίζεται με τις επικρατούσες κυκλοφοριακές συνθήκες. Σύμφωνα με αυτή τη θεώρηση, η προτεραιότητα παρέχεται μόνο εάν δεν αναμένεται να οδηγήσει σε σημαντική επιδείνωση των συνολικών συνθηκών κυκλοφορίας. Για την εφαρμογή της, έχουν προταθεί διάφοροι δείκτες: ο βαθμός συμφόρησης στον κόμβο προτεραιότητας, ο μέσος κυκλοφοριακός φόρτος των γειτονικών κόμβων η παρουσία ουρών, και η διαθεσιμότητα του ελεύθερου χρόνου πρασίνου, δεδομένου του βαθμού συμφόρησης των γειτονικών κόμβων. Με τους παραπάνω δείκτες ορίζονται περιορισμοί από το χρήστη οι οποίοι απαγορεύουν την παροχή προτεραιότητας προκειμένου να αποφευχθούν σοβαρές δυσμενείς επιπτώσεις στην υπόλοιπη κυκλοφορία. Άλλες προσεγγίσεις που μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τους ίδιους σκοπούς περιλαμβάνουν: Αναστολή: Περιορισμός της συχνότητας της παροχής προτεραιότητας. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να μην απαιτείται αν η στρατηγική προτεραιότητας υπό όρους περιορίζει ούτως ή άλλως τη συχνότητα της παροχής προτεραιότητας. Αποζημίωση: Παροχή περισσότερου χρόνου πρασίνου στις υπόλοιπες κινήσεις του κόμβου μετά την εξυπηρέτηση του αιτήματος προτεραιότητας. Η προσέγγιση αυτή δεν μπορεί να λειτουργήσει καλά, αν η φάση προτεραιότητας εξυπηρετεί επίσης σημαντικές κινήσεις της κυκλοφορίας. Στην περίπτωση αυτή, ο πρόσθετος χρόνος που διατίθενται για τις μη προτεραιότητας φάσεις μπορεί να οδηγήσει στη δημιουργία υπερβολικών ουρών στους δρόμους που εξυπηρετούνται κατά τη διάρκεια της φάσης προτεραιότητας. Οι τελευταίες αυτές προσεγγίσεις μπορεί να μην είναι πάντα ευεργετικές και, εάν η προτεραιότητα παρέχεται μόνο όταν κάποιες προκαθορισμένες προϋποθέσεις πληρούνται, δηλαδή παραχωρείται μόνο σε οχήματα που έχουν πραγματικά ανάγκη ή μπορούν να επωφεληθούν από αυτό, θα πρέπει καλύτερα να αποφεύγεται (Skabardonis, 2000 ). Τέλος, άλλα κριτήρια, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν την απόφαση για την παροχή ή όχι προτεραιότητας και δεν έχουν άμεση σχέση με τις επικρατούσες κυκλοφοριακές συνθήκες, αλλά προσπαθούν να αντιμετωπίσουν κοινωνικοοικονομικούς στόχους, είναι τα εξής: καθυστέρηση των επιβατών, χρόνος αναμονής επιβατών (στη στάση του λεωφορείου), και συνολική καθυστέρηση ανθρώπων (τόσο στα ιδιωτικά οχήματα όσο και στα ΜΜΜ). 14

15 Σύμφωνα με αυτά τα κριτήρια, προτεραιότητα θα πρέπει να παρέχεται, εφόσον αναμένεται να οδηγήσει σε μείωση τους. Η εξέταση αυτών των στόχων απαιτεί διαθεσιμότητα προηγμένων υποδομών ανίχνευσης και επικοινωνίας. 2.5 Μεθοδολογίες παροχής προτεραιότητας Υπάρχουν πολλές μεθοδολογίες για παραχώρηση προτεραιότητας σε ΜΜΜ. Οι κυριότερες από αυτές περιλαμβάνουν (Diakaki et al, 2013): Παράταση του πράσινου και ανάκληση μιας φάσης (green extension and stage recall). Αυτές οι μέθοδοι αναφέρονται σε επέκταση του πρασίνου σε περίπτωση που το ΜΜΜ φτάνει στον κόμβο στο τέλος της διάρκειας του πρασίνου, ή ανάκληση μιας φάσης το συντομότερο δυνατό σε περίπτωση που το ΜΜΜ φτάνει στον κόμβο στη διάρκεια του κόκκινου σήματος. Χρησιμοποιούνται ευρέως όταν η ανίχνευση του ΜΜΜ γίνεται σχετικά κοντά στον κόμβο και υπό τον όρο ότι δεν παραβιάζονται περιορισμοί όπως ο μέγιστος χρόνος παράτασης, ελάχιστες διάρκειες πρασίνου των υπολοίπων φάσεων κ.λπ. Προσπέραση των ουρών (queue jump). Αυτή η μέθοδος δίνει πράσινο στα ΜΜΜ, τα οποία βρίσκουν κόκκινο σήμα, κατά προτεραιότητα από τα οχήματα που κινούνται παράλληλα με τα ΜΜΜ έτσι ώστε να προσπεράσουν. Παραχωρεί προτεραιότητα, λοιπόν, όχι μόνο έναντι της κίνησης που είναι ανταγωνιστική στην κίνηση του ΜΜΜ, αλλά και έναντι των οχημάτων που κινούνται παράλληλα. Αναδιάταξη των φάσεων (stage re-ordering). Οι προηγούμενες μέθοδοι δεν επηρεάζουν την κανονική σειρά των φάσεων. Μια εναλλακτική και πιο ισχυρή μέθοδος είναι η τροποποίηση της κανονικής σειράς εκτέλεσης των φάσεων, δηλαδή η ενεργοποίηση μιας φάσης που έπεται, πριν από την κανονική της σειρά έτσι ώστε να εξυπηρετηθεί το αίτημα για προτεραιότητα. Ειδική φάση (special stage). Σύμφωνα μ αυτή τη μέθοδο, εισάγεται με την πρώτη ευκαιρία μια ειδική επιπλέον φάση (η οποία παραχωρεί πράσινο στο ΜΜΜ) στην κανονική σειρά των φάσεων έτσι ώστε να εξυπηρετηθεί το αίτημα για προτεραιότητα. Αυτό μπορεί να σημαίνει ότι άλλες φάσεις πρέπει να παραλειφθούν (βλ. επόμενη μέθοδο) κατά την τρέχουσα περίοδο. Παράληψη φάσης (stage skipping). Αυτή η μέθοδος επιτρέπει την παράλειψη κάποιας/ων φάσης/σεων από την κανονική σειρά των φάσεων με στόχο το αίτημα για προτεραιότητα να ικανοποιηθεί το συντομότερο δυνατόν. Βελτιστοποίηση σε πραγματικό χρόνο (real-time optimisation). Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί σε πραγματικό χρόνο ένα μοντέλο για την απεικόνιση της κυκλοφοριακής ροής συμπεριλαμβανομένων των ΜΜΜ σαν ειδικά οχήματα με ιδιαίτερη βαρύτητα. Στη συνέχεια, βελτιστοποιείται κάποιο κριτήριο απόδοσης και επανακαθορίζονται οι διάρκειες πρασίνου με στόχο να εξυπηρετηθεί το ΜΜΜ, λαμβάνοντας υπόψη όμως και τη συνολική κυκλοφορία οχημάτων. 15

16 Ειδικά πλάνα (special plans). Αυτή η μέθοδος αναφέρεται σ ένα σύστημα προτεραιότητας όπου ειδικά πλάνα εφαρμόζονται από το σύστημα για να εξασφαλίσουν μια σειρά πράσινων σημάτων στο όχημα που δέχεται προτεραιότητα. Αυτό εφαρμόζεται συνήθως σε οχήματα εκτάκτου ανάγκης και είναι δύσκολο να εφαρμοστεί σε ΜΜΜ. Οι προαναφερόμενες μεθοδολογίες μπορούν να εφαρμοστούν μεμονωμένα ή σε συνδυασμό για την παραχώρηση προτεραιότητας. 2.6 Μέθοδοι μετάβασης/αποκατάστασης Σε μια επενεργούμενη βασισμένη σε κανόνες στρατηγική, η διαταραχή της κανονικής σηματοδότησης μπορεί να είναι σημαντική για ένα υψηλό επίπεδο προτεραιότητας. Η ικανότητα της στρατηγικής ελέγχου να ανταποκριθεί σε αυτή την διαταραχή θα επηρεάσει τη συνολική απόδοση του συστήματος. Παραδοσιακά, επενεργούμενες στρατηγικές προτεραιότητας οδηγούν σε απώλεια του συντονισμού της σηματοδότησης, όταν το αίτημα προτεραιότητας εξυπηρετείται. Σε μερικά συστήματα, μετά την εξυπηρέτηση του αιτήματος προτεραιότητας, ξεκινά η διαδικασία αποκατάστασης και καθορίζεται ο χρόνος που πρέπει να προστεθεί ή/και να αφαιρεθεί από τις φάσεις προκειμένου να επανέλθει ο συντονισμός (TCRP, 1998). Η προσθήκη/αφαίρεση του χρόνου μπορεί να διανεμηθεί σε αρκετές περιόδους σηματοδότησης. Μια άλλη προσέγγιση, που ονομάζεται μετάβαση, επιτρέπει στη σηματοδότηση να προσαρμόσει την εξυπηρέτηση του αιτήματος προτεραιότητας με τη στρατηγική συντονισμένου ελέγχου των κόμβων με την ελάχιστη δυνατή διαταραχή της ροής των ιδιωτικών οχημάτων (TCRP, 1998). Η μετάβαση διαφέρει από την αποκατάσταση στο ότι η μετάβαση είναι γενικά προβλεπτική και μπορεί να περιλαμβάνει κατάλληλες ρυθμίσεις για την εξυπηρέτηση του αιτήματος σε πολλούς κόμβους σε ένα συντονισμένο δίκτυο (π.χ. προσαρμόσει τα σημεία συντονισμού σε διάφορους κόμβους κατά μήκος μιας αρτηρίας προκειμένου να εξυπηρετηθεί το όχημα σε όσο το δυνατόν περισσότερους). 16

17 3. Περιγραφή της μεθοδολογίας Παροχής Προτεραιότητας σε Μέσα Μαζικής Μεταφοράς 3.1 Εισαγωγή Το πρόβλημα παροχής προτεραιότητας σε οχήματα Μαζικής Μεταφοράς (ΜΜ), μπορεί να περιγραφεί ως εξής: Ένα όχημα ΜΜ προσεγγίζει ένα κόμβο. Σε μία δεδομένη απόσταση από τη γραμμή stop του φωτεινού σηματοδότη του κόμβου αυτού, το όχημα αποστέλλει αίτημα για παροχή προτεραιότητας στον τοπικό ρυθμιστή του κόμβου. Δεδομένου του γεγονότος ότι κατά την χρονική στιγμή κατά την οποία αποστέλλεται το αίτημα παροχής προτεραιότητας, ο τοπικός ρυθμιστής εκτελεί ένα συγκεκριμένο πρόγραμμα φωτεινής σηματοδότησης, θα πρέπει: 1. Να εκτιμηθεί ο χρόνος κατά τον οποίο το όχημα ΜΜ θα βρεθεί στην γραμμή stop του φωτεινού σηματοδότη του κόμβου (χρόνος προσέγγισης), όπως επίσης και ο χρόνος κατά τον οποίο θα έχει ολοκληρωθεί η διέλευση του οχήματος ΜΜ από τον κόμβο (χρόνος διέλευσης). 2. Να υπολογισθεί βάσει του Προγράμματος Φωτεινής Σηματοδότησης που εκτελείται την χρονική στιγμή που αποστέλλεται το αίτημα παροχής προτεραιότητας (τρέχον ΠΦΣ) και την εκτίμηση των χρόνων προσέγγισης και διέλευσης εάν το όχημα ΜΜ πρόκειται να προσεγγίσει και να διέλθει του κόμβου χωρίς να απαιτηθεί μεταβολή του τρέχοντος ΠΦΣ (δηλαδή εάν η φάση πρασίνου στην οποία λαμβάνει προτεραιότητα το όχημα ΜΜ είναι ενεργή κατά τους χρόνους προσέγγισης και διέλευσης). Σε αυτήν την περίπτωση καμία μεταβολή του τρέχοντος ΠΦΣ δεν λαμβάνει χώρα. 3. Σε αντίθετη περίπτωση, θα πρέπει να μεταβληθεί κατάλληλα το τρέχον ΠΦΣ έτσι ώστε η φάση πρασίνου στην οποία λαμβάνει προτεραιότητα το όχημα ΜΜ να είναι ενεργή κατά τους χρόνους προσέγγισης και διέλευσης. Η μεταβολή του τρέχοντος ΠΦΣ μπορεί να γίνει με διάφορους τρόπους και επίπεδα προτεραιότητας (π.χ. επιμήκυνση πρασίνου φάσεως, παράληψη φάσεως, κλπ). Οι διάφοροι τρόποι και τα επίπεδα προτεραιότητας που μπορεί να χρησιμοποιηθούν περιγράφονται αναλυτικά στην παράγραφο 3.2. Θα πρέπει βέβαια να σημειωθεί ότι οποιαδήποτε μεταβολή του τρέχοντος ΠΦΣ θα πρέπει να γίνει κατά τέτοιο τρόπο ώστε να τηρούνται οι κανόνες ασφαλούς σηματασφάλισης και ότι υπάρχουν περιπτώσεις που η παροχή προτεραιότητας στο όχημα ΜΜ δεν είναι δυνατή (π.χ. για λόγους τήρησης των κανόνων ασφαλούς σηματασφάλισης). Επίσης θα πρέπει να σημειωθούν τα παρακάτω: Η αποτελεσματική εκτίμηση των χρόνων προσέγγισης και διέλευσης εξαρτώνται από την ταχύτητα/επιτάχυνση του οχήματος ΜΜ. Συνήθως, ο υπολογισμός των χρόνων αυτών, λαμβάνει χώρα χρησιμοποιώντας μια ονομαστική «μέση» ταχύτητα για το όχημα ΜΜ. Σημαντικές παρεκκλίσεις της πραγματικής ταχύτητας του οχήματος ΜΜ από την ονομαστική αυτή ταχύτητα, έχουν σαν συνέπεια σημαντικά λάθη στην εκτίμηση των χρόνων προσέγγισης και διέλευσης. 17

18 Επίσης, η εκτίμηση του χρόνου προσέγγισης εξαρτάται σε πολύ μεγάλο βαθμό από την απόσταση του σημείου όπου αποστέλλεται το αίτημα παροχής προτεραιότητας (σημείο ανίχνευσης) από την γραμμή του stop. Όσο πιο μακριά βρίσκεται το σημείο αυτό από την γραμμή του stop, τόσο μειώνεται η ακρίβεια εκτίμησης του χρόνου προσέγγισης. Από την άλλη, αν αυτό το σημείο τοποθετηθεί αρκετά κοντά στην γραμμή του stop, υπάρχει ο κίνδυνος να μην διατίθεται αρκετός χρόνος για την μεταβολή του ΠΦΣ ή, με άλλα λόγια, όσο πιο κοντά στην γραμμή του stop βρίσκεται το σημείο ανίχνευσης τόσο πιο πολλές γίνονται οι περιπτώσεις εκείνες όπου στο όχημα ΜΜ δεν θα παρασχεθεί προτεραιότητα για λόγους τήρησης της ασφαλούς σηματασφάλισης. Το τρέχον ΠΦΣ μπορεί να είναι σταθερού χρόνου, επενεργούμενο είτε από την κυκλοφορία είτε από τους πεζούς ή ΠΦΣ πραγματικού χρόνου (μεταβαλλόμενο βάσει μετρήσεων κυκλοφοριακών φόρτων ή ροής). Στη συνέχεια περιγράφεται η μεθοδολογία παροχής προτεραιότητας της στρατηγικής που αναπτύχθηκε. 3.2 Περιγραφή Μεθοδολογίας Παροχής Προτεραιότητας Σε αυτή την παράγραφο περιγράφονται τα επίπεδα παροχής προτεραιότητας, οι περιορισμοί καθώς και τα κριτήρια παροχής προτεραιότητας της μεθοδολογίας/λογισμικού παροχής προτεραιότητας που αναπτύχθηκε Επίπεδα Προτεραιότητας Η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε περιλαμβάνει 3 επίπεδα προτεραιότητας (επιλογές): 1. Διατηρώντας τη διάρκεια της περιόδου και τη σειρά των φάσεων (stages). 2. Διατηρώντας τη σειρά των φάσεων μόνο (η διάρκεια της περιόδου μπορεί ν αλλάξει). 3. Αλλάζοντας τόσο την διάρκεια της περιόδου όσο και τη σειρά των φάσεων (παράληψη φάσης). Η μεθοδολογία/λογισμικό παροχής προτεραιότητας εκτελεί μια σειρά από λειτουργίες που περιγράφονται στα διαγράμματα ροής των Σχημάτων Σε γενικές γραμμές αυτές οι εργασίες περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: Όταν λαμβάνεται ένα αίτημα προτεραιότητας η μεθοδολογία υπολογίζει τη φάση που εξυπηρετεί το όχημα ΜΜ. Ανάλογα με τη χρονική στιγμή που λαμβάνεται το αίτημα, η φάση εξυπηρέτησης μπορεί: a. να έχει ολοκληρωθεί ήδη (προηγούμενη φάση) b. να έχει ξεκινήσει αλλά να μην έχει ολοκληρωθεί ακόμα (παρούσα φάση) c. να μην έχει ξεκινήσει ακόμα (επόμενη φάση) Σε κάθε μία από αυτές τις τρεις περιπτώσεις η ανταπόκριση της μεθοδολογίας μπορεί να είναι διαφορετική και εξαρτάται από το επίπεδο προτεραιότητας που έχει επιλεγεί (Σχήμα 2). Συγκεκριμένα: 18

19 call PTP Initialization LEGEND 1, there is new request to be served Request = 0, else time (stop-line in is stored in order to be served in if a request the next cycle, or has been stored KeepReqFlag = the next cycle) from the previous cycle 0, else Request=1 Priority Settings 1, if cycle time has been modified to serve a request, or C_flag = a request is stored in order to served in the next cycle 0, else ResponseTime: The time at which the priority settings will be delivered to the controller C_flag=1 RETURN_CYCLE StartRequestStage: The start time of the requested stage within the currently running cycle time Request=0 EndRequestStage: The end time of the requested stage within the currently running cycle time TimeStopline: The time that a public transport vehicle is expected to reach the stopline of the link Calculate: ResponseTime StartRequestStage EndRequestStage TimeStopline Recalculate: KeepReqFlag 0 ResponseTime TimeStopline KeepReqFlag=0 ResponseTime> EndRequestStage PREVIOUS-STAGE ResponseTime StartRequestStage CURRENT-STAGE NEXT-STAGE C_flag=0 Request=0 Σχήμα 2: Τα κύρια βήματα της μεθοδολογίας παροχής προτεραιότητας. 19

20 Επιλογή 1: Διατήρηση της Διάρκειας της Περιόδου και της Σειράς των Φάσεων a. Αν η εξυπηρέτηση του οχήματος ΜΜ απαιτεί ενεργοποίηση μιας προηγούμενης φάσης τότε το αίτημα αποθηκεύεται για να εξυπηρετηθεί (όσο το δυνατόν νωρίτερα) στην επόμενη περίοδο (Σχήμα 3). Στην αρχή της επόμενης περιόδου θα ανήκει σε κάποια από τις περιπτώσεις b ή c (Σχήμα 4 ή 5). b. Αν ζητείται ενεργοποίηση της παρούσας φάσης (Σχήμα 4) τότε: Αν η χρονική διάρκεια της φάσης είναι αρκετή ώστε να εξυπηρετηθεί, τότε δεν γίνεται καμία αλλαγή. Αν η φάση είναι προγραμματισμένη να τελειώσει νωρίτερα από την διέλευση του οχήματος ΜΜ, τότε δίνεται παράταση (Σχήμα 6) αν αυτό είναι δυνατόν (τηρώντας ελάχιστες διάρκειες και ενδιάμεσους χρόνους). Αλλιώς δεν γίνεται καμία αλλαγή. b. Αν ζητείται ενεργοποίηση μιας επόμενης φάσης (Σχήμα 5) τότε εξυπηρετείται ελαχιστοποιώντας τις ενδιάμεσες φάσεις (Σχήμα 7) (αν αυτό είναι δυνατόν). Επίσης μπορεί να δοθεί παράταση (Σχήμα 6) αν χρειάζεται και εφόσον είναι δυνατόν. Επιλογή 2: Διατήρηση της Σειράς των Φάσεων a. Αν η εξυπηρέτηση του οχήματος ΜΜ απαιτεί ενεργοποίηση μιας προηγούμενης φάσης (Σχήμα 3) τότε το αίτημα εξυπηρετείται ελαχιστοποιώντας τις διάρκειες όλων των ενδιάμεσων φάσεων (Σχήμα 7). Αυτό σημαίνει ότι η περίοδος θα μειωθεί για να έρθει η φάση διέλευσης όσο το δυνατόν νωρίτερα (στην επόμενη περίοδο). Επίσης μπορεί να δοθεί παράταση φάσης αν χρειάζεται και εφόσον είναι δυνατόν (Σχήμα 6). b. Αν ζητείται ενεργοποίηση της παρούσας φάσης (Σχήμα 4) τότε: Αν η χρονική διάρκεια της φάσης είναι αρκετή ώστε να εξυπηρετηθεί, τότε δεν γίνεται καμία αλλαγή. Αν η φάση είναι προγραμματισμένη να τελειώσει νωρίτερα από την διέλευση του όχημα ΜΜ, τότε δίνεται παράταση αν αυτό είναι δυνατόν (Σχήμα 6). Αν αυτό δεν είναι δυνατόν τότε το αίτημα θεωρείται όπως στην περίπτωση a (προηγούμενη φάση). c. Αν ζητείται ενεργοποίηση μιας επόμενης φάσης (Σχήμα 5) τότε εξυπηρετείται ελαχιστοποιώντας τις ενδιάμεσες φάσεις (αν αυτό είναι δυνατόν) (Σχήμα 7). Επίσης μπορεί να δοθεί παράταση αν χρειάζεται και εφόσον είναι δυνατόν (Σχήμα 6). 20

21 PREVIOUS-STAGE Priority option 3 SKIP_STAGES Priority option 2 Calculate C' C' C C '<C min C'=C min Calculate g i ' C_flag=1 Calculate KeepReqFlag END LEGEND time (stop-line in is stored in order to be served in the next cycle, or = the next cycle) if a request KeepReqFlag has been stored from the previous cycle 0, else 1, if cycle time has been modified to serve a request, or C_flag = a request is stored in order to served in the next cycle 0, else C' : Priority cycle time g i ' : Priority green times Σχήμα 3: Παροχή προτεραιότητας στην περίπτωση που ζητείται προηγούμενη φάση. 21

22 LEGEND EndRequestStage: The end time of the requested stage within the currently running cycle time CURRENT-STAGE TimeStopline: The time that a public transport vehicle is expected to reach the stopline of the link TimePTVpast: The time required for the public transport vehicle to clear the junction TimeStopline+TimePTVpast> EndRequestStage EXTENSION END Σχήμα 4: Παροχή προτεραιότητας στην περίπτωση που ζητείται η παρούσα φάση. Επιλογή 3: Μεταβολή Διάρκειας Περιόδου και Σειράς Φάσεων (Απόλυτη Προτεραιότητα) a. Αν η εξυπηρέτηση του οχήματος ΜΜ απαιτεί ενεργοποίηση μιας προηγούμενης φάσης (Σχήμα 3) τότε το αίτημα εξυπηρετείται ελαχιστοποιώντας τη διάρκεια της παρούσας φάσης και παραλείποντας όλες τις υπόλοιπες (Σχήμα 9). Αυτό σημαίνει ότι η περίοδος θα μειωθεί για να έρθει η φάση όσο το δυνατόν νωρίτερα (στην επόμενη περίοδο). Επίσης μπορεί να δοθεί παράταση αν χρειάζεται και εφόσον είναι δυνατόν (Σχήμα 6). b. Αν ζητείται ενεργοποίηση της παρούσας φάσης (Σχήμα 4) τότε: Αν η χρονική διάρκεια της φάσης είναι αρκετή ώστε να εξυπηρετηθεί τότε δεν γίνεται καμία αλλαγή. Αν η φάση είναι προγραμματισμένη να τελειώσει νωρίτερα από την διέλευση του όχημα ΜΜ, τότε δίνεται παράταση αν αυτό είναι δυνατόν (Σχήμα 6). c. Αν ζητείται ενεργοποίηση μιας επόμενης φάσης (Σχήμα 5) τότε το αίτημα εξυπηρετείται ελαχιστοποιώντας τη διάρκεια της παρούσας φάσης και παραλείποντας όλες τις υπόλοιπες (ενδιάμεσες φάσεις) (Σχήμα 8). Επίσης μπορεί να δοθεί παράταση αν χρειάζεται και εφόσον είναι δυνατόν (Σχήμα 6). 22

23 LEGEND ResponseTime: The time at which the priority settings will be delivered to the controller StartRequestStage: The start time of the requested stage within the currently running cycle time EndRequestStage: The end time of the requested stage within the currently running cycle time TimeStopline: The time that a public transport vehicle is expected to reach the stopline of the link NEXT-STAGE TimePTVpast: The time required for the public transport vehicle to clear the junction TimeStopline< StartRequestStage (mingreen+intergreen)< intermediary stages TimeStopline-ResponseTime MIN-INTERMEDIARY- STAGES Priority option 3 MIN-INTERSKIP- STAGES TimeStopline+TimePTVpast> EndRequestStage EXTENSION Calculate: StartRequestStage EndRequestStage TimeStopline EXTENSION Need extension END Σχήμα 5: Παροχή προτεραιότητας στην περίπτωση που ζητείται επόμενη φάση. 23

24 EXTENSION LEGEND 1, if cycle time has been modified to serve a request, or C_flag = a request is stored in order to served in the next cycle 0, else time (stop-line in is stored in order to be served in if a request the next cycle, or has been stored = the next cycle) KeepReqFlag from the previous cycle 0, else C' : Priority cycle time g i ' : Priority green times Is extension possible without change of cycle time Calculate g i ' Calculate C' Priority option 2 or 3 and C_flag=0 and C C max Calculate g i ' C_flag=1 Priority option 3 Skip last stages C_flag=1 C_flag=1 Calculate KeepReqFlag Calculate KeepReqFlag END Σχήμα 6: Επέκταση φάσης για παροχή προτεραιότητας 24

25 MIN-INTERMEDIARY- STAGES LEGEND 1, if cycle time has been modified to serve a request, or C_flag = a request is stored in order to served in the next cycle 0, else C' : Priority cycle time g i ' : Priority green times Minimisation is possible (respect of minimum greens) Calculate g i ' Priority option = 2 or 3 and number of stages=2 and request stage=2 ReCalculate g i ' Calculate C' C_flag=1 END Σχήμα 7: Ελαχιστοποίηση ενδιάμεσων φάσεων για παροχή προτεραιότητας 25

26 MIN-INTERSKIP- STAGES LEGEND ResponseTime: The time at which the priority settings will be delivered to the controller StartCycle: The start time of cycle g i ' : Priority green times ResponseTime>=StartCycle Skip intermediary stages Calculate g i ' Skip first stages Calculate g i ' END Σχήμα 8: Παράλειψη ενδιάμεσων φάσεων για παροχή προτεραιότητας SKIP-STAGES Skip last stages Calculate C' C_flag=1 LEGEND 1, if cycle time has been modified to serve a request, or C_flag = a request is stored in order to served in the next cycle 0, else time (stop-line in is stored in order to be served in if a request the next cycle, or has been stored KeepReqFlag = the next cycle) from the previous cycle 0, else C': Priority cycle time Calculate KeepReqFlag END Σχήμα 9: Παράλειψη υπόλοιπων φάσεων για παροχή προτεραιότητας 26

27 Η διαδικασία που περιγράφηκε προηγουμένως είναι μία FIFO (First-In-First-Out) διαδικασία, δηλαδή το πρώτο αίτημα που λαμβάνεται εξυπηρετείται κατά προτεραιότητα. Κατά τη διάρκεια εξυπηρέτησης του παραπάνω αιτήματος, κανένα άλλο αίτημα από ανταγωνιστική κατεύθυνση δεν μπορεί να εξυπηρετηθεί μέχρι να ολοκληρωθεί η εξυπηρέτηση του πρώτου αιτήματος. Συνεπώς όλα τα αιτήματα προτεραιότητας που υποβάλλονται για εξυπηρέτηση μέχρι το τέλος αυτής της περιόδου απορρίπτονται. Μετά την εξυπηρέτηση ενός συγκεκριμένου αιτήματος για παροχή προτεραιότητας, εάν το επίπεδο προτεραιότητας είναι το 1, δηλαδή η διατήρηση της διάρκειας της περιόδου και της σειράς των φάσεων, τότε δεν απαιτούνται ειδικές λειτουργίες αποκατάστασης καθώς η επιλογή αυτή σέβεται το χρόνο της περιόδου και, κατά συνέπεια, το συντονισμό του δικτύου. Στην περίπτωση, όμως, των επιπέδων προτεραιότητας 2 και 3, η διάρκεια της περιόδου μπορεί να αλλάξει. Προκειμένου να επανέλθει ο συντονισμός στο δίκτυο θα πρέπει η επόμενη περίοδος να μεταβληθεί έτσι ώστε C 1 +C 2 =2*C (περίοδος ανάκτησης, recovery cycle (Σχήμα 10)), όπου το C αντιστοιχεί στην περίοδο όταν δεν παρέχεται προτεραιότητα, το C 1 αντιστοιχεί στην περίοδο που προέκυψε λόγω της παροχής προτεραιότητας και το C2 αντιστοιχεί στην περίοδο ανάκτησης. Στη διάρκεια της περιόδου ανάκτησης δεν εξυπηρετείται κανένα νέο αίτημα για προτεραιότητα. RETURN-CYCLE LEGEND C' : Recovery/Priority cycle time g i ' : Recovery green times Calculate C' C' C C '<C min Recalculate C' Calculate g i ' g i ' = g i END Σχήμα 10: Υπολογισμός περιόδου ανάκτησης. 27

28 3.2.2 Περιορισμοί Ασφαλείας Η προτεραιότητα στο όχημα μαζικής μεταφοράς δίνεται τηρώντας πάντα τους περιορισμούς που αφορούν: τις ελάχιστες διάρκειες πρασίνων φάσεων (stages) και τους ενδιάμεσους χρόνους των φάσεων (intergreens). Επιπλέον, ποτέ δεν παραλείπεται κάποια φάση για 2 συνεχόμενες περιόδους. Αν κάποια φάση παραλειφθεί σε μια περίοδο θα δοθεί οπωσδήποτε στην επόμενη. 3.3 Απαιτήσεις εφαρμογής Η μεθοδολογία παροχής προτεραιότητας μπορεί να εγκατασταθεί είτε α) στους τοπικούς ελεγκτές κάθε διασταύρωσης από την οποία διέρχονται οχήματα προτεραιότητας, είτε β) σε έναν κεντρικό υπολογιστή, οποίος θα επικοινωνεί με όλους τους τοπικούς ελεγκτές. Για να εφαρμοστεί η μεθοδολογία γενικά απαιτούνται οι ακόλουθες συσκευές υλικού: Ανιχνευτές (ή βίντεο σύστημα ανίχνευσης, ή κάθε άλλης σχετικής διάταξης) για την ανίχνευση της προσέγγισης των μέσων μαζικής μεταφοράς (λεωφορεία, τραμ, τρένα, κ.λπ.) ή / και την παροχή πληροφοριών σχετικά με την ώρα άφιξης. Τοπικούς ελεγκτές σε κάθε διασταύρωση με την ικανότητα να επικοινωνούν με τους ανιχνευτές για να λαμβάνουν τις μετρήσεις (στην περίπτωση α) και με έναν κεντρικό υπολογιστή (στην περίπτωση β), έτσι ώστε να υποβάλουν τα στοιχεία μέτρησης και να λαμβάνουν τις ρυθμίσεις φωτεινής σηματοδότησης σε πραγματικό χρόνο. Στην περίπτωση β απαιτείται και η ύπαρξη ενός κεντρικού υπολογιστή με τη δυνατότητα να επικοινωνεί σε δύο κατευθύνσεις, έτσι ώστε: να λαμβάνει τις μετρήσεις πραγματικού χρόνου από τους ανιχνευτές (ή το σύστημα ανίχνευσης βίντεο), και να στέλνει τις ρυθμίσεις προς τους τοπικές ελεγκτές. 28

29 4 Λογισμικό Για την υλοποίηση της μεθοδολογίας παροχής προτεραιότητας αναπτύχθηκε λογισμικό ως συνάρτηση της γλώσσας προγραμματισμού C, η οποία καλείται κάθε φορά που υπάρχει αίτημα παροχής προτεραιότητας. Γενικά, η συνάρτηση δέχεται ένα αίτημα προτεραιότητας από ένα ΜΜΜ που προσεγγίζει κάποιον κόμβο και τροποποιεί το πλάνο φωτεινής σηματοδότησης που πρέπει να εφαρμοστεί στον κόμβο έτσι ώστε να εξυπηρετηθεί το συντομότερο δυνατόν το αίτημα. Η χρήση του λογισμικού μπορεί να γίνει είτε off-line είτε on-line. Στην περίπτωση on-line χρήσης του λογισμικού καλείται η συνάρτηση TUC_PTP() τη στιγμή (sec) ανίχνευσης οχήματος ΜΜ σε συγκεκριμένο κόμβο. Για να χρησιμοποιηθεί το λογισμικό θα πρέπει να προστεθεί η γραμμή #include "ptp_control.h" στην αρχή του προγράμματος που καλεί τη συνάρτηση παροχής προτεραιότητας. 4.1 Δεδομένα Εισόδου Τα δεδομένα εισόδου του λογισμικού χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: Κατηγορία Ι: αυτά που δίνονται στη συνάρτηση TUC_PTP ως παράμετροι κατά την κλίση της, και Κατηγορία ΙΙ: αυτά που αποθηκεύονται στο αρχείο εισόδου, Η συνάρτηση έχει τις εξής παραμέτρους (κατηγορία Ι): TUC_PTP(int request, int addt, int new_cycle, int direction, int tx, int stopline, int start[][2], int end[][2]) Η παράμετρος request παίρνει την τιμή 1 που δηλώνει ότι υπάρχει αίτημα παροχής προτεραιότητας. Επίσης η συνάρτηση μπορεί να κλιθεί δίνοντας στην παράμετρο request την τιμή μηδέν (0). Αυτό γίνεται για να δώσει τη δυνατότητα να επανυπολογιστεί η περίοδος αποκατάστασης, όταν στο δίκτυο τρέχει μια στρατηγική πραγματικού χρόνου και συμβεί να αλλάξει η χρονική μετατόπιση (offset), προκειμένου να επανέλθει ο συντονισμός το συντομότερο δυνατόν. Η παράμετρος addt είναι ο χρόνος που πρέπει να προστεθεί ή να αφαιρεθεί από τη διάρκεια της περιόδου αποκατάστασης προκειμένου να επανέλθει ο συντονισμός σε περίπτωση αλλαγής της χρονικής μετατόπισης. Η παράμετρος παίρνει αντίστοιχα θετική ή αρνητική τιμή. Ενώ όταν καλείται η συνάρτηση για να εξυπηρετήσει κάποιο αίτημα παροχής προτεραιότητας (request=1) η παράμετρος αυτή είναι πάντα μηδέν. Η παράμετρος new_cycle είναι απαραίτητη μόνο όταν η κλίση της συνάρτησης γίνεται για επανυπολογισμό της περιόδου αποκατάστασης (request=0). Δηλώνει τη νέα διάρκεια της 29