Kutatási témáink a közúti közlekedés területén

Zárthurkú szimulációs keretrendszer

• Intelligens, adaptív forgalomirányítási algoritmusok tervezése.
• A teljes tervezési feladatot egy zárthurkú („HW in the loop") keretrendszerben végezzük:
  • SW: Vissim, Visum, Matlab, C++, Java, Vissim COM/API, QGIS, Siemens Scala forgalomirányító kliens
  • HW: Siemens jelzőfejek, PLC-k, Swarco forgalomirányító gépek, Futurit változtatható jelzésképű LED táblák
• A keretrendszerrel segített fejlesztés során a tervezett rendszer jól tesztelhető és validálható.

Autópálya forgalom modellezése és irányítása

• Makroszkopikus forgalmi modellezés a gázdinamikai modellek analógiájára.
• Modell alapú szabályzással lehetséges a torlódások megelőzése, a forgalmi emisszió optimalizálása.
• A szabályozás két legfontosabb eszköze:
  • dinamikus sebességkorlátozás: a sebesség korlátozásával módosítható az útkapacitás, növelhető a stabilitás.
  • felhajtó szabályzás: a főpályára hajtó forgalom irányításával módosítható a főpályán kialakuló forgalomnagyság

Emisszió modellezése és szabályozása

• A közúti forgalom által kibocsátott károsanyagok (COx, HC, NOX) forgalmi mérések alapján modellezhetők.
• A mikroszkopikus járműmodellek alapján makroszkopikus forgalmi emissziós modell került kidolgozásra.
• A lakott területeken kialakuló szennyezőanyag koncentráció modellezése.
• Irányítás tervezése a lökéshullámok stabilizálása és az emisszió csökkentése céljából.
• A mellékelt ábrák egy példát szemléltetnek a szennyezőanyag koncentráció korlát alatt tartására szabályozatlan és szabályozott esetben.

Automatikus incidens detektálás autópályán

• Közutakon történő incidensnek minősül minden olyan történés, ami a forgalom zavartalan áramlását akadályozza.
• Az incidensdetektálás folyamata:
  • a vizsgált területet diszkrét útszakaszokra bontása,
  • a jellemző forgalmi paraméterek lekérdezése,
  • a paraméterek küszöbértékekkel történő összehasonlítása.
• A küszöbértékek meghatározása kalibrálással.

Változtatható irányú forgalmi sávok rendszere

• A változtatható irányú forgalmi sávok alkalmazási lehetőségének vizsgálata:
  • Ideiglenes használat (Construction Zone Traffic / Emergency Traffic Management )
  • Állandó kialakítás (Event Traffic / Peak-Period Traffic Management )

• A változtatható irányú forgalmi sávokkal működő közúti közlekedési rendszer matematikai modellezése, a kapcsolati függvények meghatározása
• A PannonTraffic szimulációs szoftverből egyedi sebességfolyamatok kinyerésével a modell validálása.

Optimális és robusztus városi forgalomirányítás

• A városi forgalom irányításának újszerű megközelítése a robusztus Model Predictive Control alkalmazásával.
• Minimax optimalizálás megvalósítása gördülő predikciós horizonton.
• A lámpák előtti sorhossz minimalizálása a forgalmi igények bizonytalanságának figyelembe vételével.
• A szabályozó több mintavételi időre előre megjósolja a várható állapotokat (sorhossz) és a hozzájuk tartozó, optimális zöldidőket

Védett városi zóna irányítása

• Peremirányítás: alternatív forgalomirányítási koncepció a belvárosi övezetek védelmére.
• Az irányítási cél az optimális forgalomlefolyás biztosítása a védett zónában torlódásmentesen.
• Makroszkopikus fundamentális diagram alapján nemlineáris Model Predictive Control alkalmazása.
• Peremirányítás esetén a beavatkozó eszközöket a terület határán elhelyezkedő jelzőlámpás csomópontok jelentik.

Mobiltelefon hálózati események alkalmazása forgalmi állapotok becslésére

• A mobiltelefonok jelzési eseményei hasznos információként használhatók fel a közúti forgalom mérésére, előrebecslésére vagy akár irányítására.
• A telefonok automatikusan generálnak Handover (HO) és Location Area Update (LAU) jelzési eseményeket.
• A mobiltelefon események mérésével megbízható célforgalmi mátrix állítható elő, amely alapján forgalmi ráterhelés végezhető.
• Az aggregált HO/LAU események alkalmazásával a mobiltelefonok utazási ideje is meghatározható, amellyel a forgalommodellezés tovább finomítható.

Adatfúziós Módszertan

• Vegyes szenzortechnológiákból származó információk megfelelő fúziójával hatékonyabb közlekedési rendszerek és szolgáltatások kialakítása lehetséges.
• Alternatív közúti mérési technológiák:
  • FCD (Floating Car Data): GPS alapú járműinformációk felhasználása.
  • FMD (Floating Mobile Data) információk: az utazó mobiltelefonok pozícióadatai alapján.
  • Bluetooth alapú érzékelés: az úton elhaladó járművekben található vezeték nélküli eszközök (pl. mobiltelefon vagy kihangosító) MAC-címének felhasználásával.
• Adatfúziós módszertan Switching Kalman Filter alkalmazásával: városi útszakaszok átlagos utazási idejének becslése.

Az intelligens jelzőfej

• Jelzőfejekbe épített kiegészítő logika, amely kommunikál a forgalomirányító berendezéssel, és vezérli az izzókat.
• A vezérlő berendezésből nem kell minden egyes izzóhoz elektromos vezetéket kihúzni. Elég jelzőfejenként biztosítani áramellátást, ill. egy logikai kapcsolat kiépítése szükséges a vezérlő gép irányába.
• Előnyök: kevesebb kábelezési igény, a rendszer telepítése egyszerűbb, költséghatékonyság.
• A tesztrendszer elemei: Siemens PLC, Actros VTC 3000 forgalomirányító gép, és Siemens LED-es jelzőfejek.