АСУД. Сервисные и обслуживающие программы асуд
 Скачать 407.5 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Институт энергетики и транспортных систем Кафедра «Организация перевозок,безопасность движения и сервис автомобиля(ОПБС)» по дисциплине: «Автоматизированные системы управления дорожным движением» на тему: «Сервисные и обслуживающие программы АСУД» Выполнил: Факультет: ИнЭТС Курс: 3 Специальность:б1-ТТПРипу-31 Форм обучения: заочная Шифр: 172935 Ф.И.О. :Альбанов В.В. Проверил: Соколов В.Н. Саратов 2020 Содержание Курс: 3 1 Ф.И.О. :Альбанов В.В. 1 Проверил: Соколов В.Н. 1 1 часть контрольной работы РЕФЕРАТ 3 Сервисные и обслуживающие программы АСУД 3 2 часть контрольной работы 16 Расчет светофорной сигнализации для регулируемого пешеходного перехода 16 1 часть контрольной работы РЕФЕРАТСервисные и обслуживающие программы АСУДПрограммное обеспечение АСУД на базе ПЭВМ и микропроцессорной техники привязано к нескольким устройствам системы КРЦ, ДПОУ, ДКС и ДТИК. Дополнительно в ПО системы входит комплекс сервисных программ, обеспечивающих выполнение расчёта режимов управления, проектирования и привязку периферийных устройств (ДКС, ДТИК) к объекту управления КРЦ. В состав программного обеспечения КРЦ входят: общее и специальное программное обеспечение, информационная база. Общее программное обеспечение поставляется вместе с контроллером районного центра и включает в свой состав служебные программы, автоматизирующие процесс подготовки, отладки и загрузки в КРЦ, а также операционную систему DOS, обеспечивающую функционирование КРЦ. Специальное программное обеспечение представляет совокупность программ, реализующих функции АСУД и обеспечивающих работу комплекса технических средств. Операционная система DOS осуществляет диспетчирование работы комплекса программ в зависимости от сигналов таймера или признаков приоритетов программ. Кроме того, операционная система обеспечивает непосредственное взаимодействие процессора с основными устройствами. С помощью специальных программ-драйверов реализуется алгоритм взаимодействия, обусловленный спецификой того или иного устройства. Специфическая особенность операционных систем в АСУД – необходимость прерывания программ по сигналам таймера через различные временные интервалы, причём минимальная длительность временного интервала – 10 мс. Специальное программное обеспечение разделяется на следующие группы программ: обслуживающие программы, комплекс технологических программ, фоновые программы. Сервисные программы предназначены для формирования информационной базы АСУД в виде массивов данных, заносимых в память КРЦ. Обслуживающие программы обеспечивают сбор и обработку данных, поступающих с периферийного оборудования, а также формирование команд управления и проведение всех предварительных работ по запуску системы. Функции обслуживающих программ состоят в следующем: приём и предварительная обработка информации с детекторов транспорта с одновременным контролем их работоспособности; анализ телесигнализации периферийного оборудования и управление им; подготовка сообщений об отказах и режимах работы периферийных устройств; расчёт значений характеристик транспортных потоков; формирование команд на периферийные устройства; обслуживание запросов операторов; вывод контрольной и технологической информации на мнемосхему; запись соответствующей информации по режимам управления, отказам периферийного оборудования, параметрам транспортных потоков на внешний накопитель. Технологические программы реализуют алгоритмы управления дорожным движением: системные – расчёт управляющих воздействий в режиме гибкого координированного управления движением в зависимости от транспортной ситуации; вспомогательные – управление в переходных режимах, например при смене программы координации, прогнозирование параметров транспортных потоков; специальные – диспетчерское управление движением на перекрёстке, обнаружение и ликвидация заторовых ситуаций, организация «зелёных улиц» для специального транспорта. Фоновые программы осуществляют обработку статистических данных по движению транспорта и режимам работы оборудования. На рис. 1 представлен пример построения программного обеспечения КРЦ. Отметим, что размещение программ в памяти соответствует их назначению и требованиям на частоту и скорость прерывания. Например, обслуживающие программы располагаются в оперативной памяти, так как их включение происходит каждые 10 мс (по ТУ и ТС) и необходимо обеспечить их быстрое прерывание (в течение 1 – 2 мс). В то же время фоновые программы используются достаточно редко, 1 – 2 раза в сутки, поэтому хранятся на жёстком диске (винчестере) и загружаются с диска частями в процессе работы.  Рис. 1. Пример построения программного обеспечения КРЦ Информационная база представляет собой массивы параметров, характеризующих объект управления системы. Массивы готовятся заранее и обеспечивают привязку системы к конкретному объекту управления, гарантирующую взаимодействие с ними программного обеспечения. Структура типовой информационной базы приведена на рис. 2. Подготовка информационной базы является в настоящее время одним из наиболее трудоёмких мероприятий при создании АСУД.  Рис. 2. Структура информационной базы АСУД ДПОУ. В состав программного обеспечения ДПОУ входят: общее и специальное программное обеспечение, информационная база. Общее программное обеспечение поставляется вместе с компьютером и включает в свой состав служебные программы, автоматизирующие процесс подготовки, отладки и загрузки в ДПОУ, а также операционную систему Windows, обеспечивающую функционирование ДПОУ. Специальное программное обеспечение представляет совокупность программ, реализующих функции АСУД и обеспечивающих обмен с КРЦ. Операционная система осуществляет координирование работы комплекса программ в зависимости от сигналов таймера или признаков приоритетов программ, а также обеспечивает непосредственное взаимодействие процессора с основными устройствами АСУД. Программы подготовки исходных данных и карты схемы объекта предназначены для формирования информационной базы ДПОУ в виде массивов данных, заносимых в память ДПОУ конкретного объекта. Остальные программы в составе ДПОУ аналогичны программам в составе КРЦ. ДКС, ДТ-ИК. В программном обеспечении ДКС, ДТ-ИК структурой различают следующие основные компоненты: диспетчеры (или операционные системы) – программы, которые управляют ходом вычислительного процесса и передают управление определённой программе в зависимости от результата выполнения предыдущей или сигнала прерывания от внешних устройств, а также выполняют определённые функции по анализу входной (от устройства или другой программы) информации и выработке управляющих воздействий или информации для дальнейшей обработки; рабочие массивы – набор данных, хранящихся в заранее отведённой области оперативной памяти, куда по заранее установленной форме заносятся результаты работы программ обработки; массивы привязки – данные, заранее занесённые в отведённую область в перепрограммируемой памяти и определяющие специфику конкретного объекта, с которым работает устройство. Для программного обеспечения ДКС-Д диспетчер выполнен как единая программа (технологический диспетчер), строго определяющая последовательность выполнения и порядок включения программ в зависимости от текущего времени сигналов прерывания от внешних устройств. Программирование АСУД. Общий процесс программирования для АСУД состоит из следующих этапов: 1) создания программного обеспечения для типовой системы – разработки и локальной отладки программ, комплексной отладки и проверки программ на контрольных задачах; 2) формирования привязки программного обеспечения для АСУД, внедряемой в конкретном городе – выбора необходимых модулей и компоновки общей программы, разработки информационной базы, которая, в свою очередь, включает в себя расчёт и занесение в специальные таблицы необходимых данных по объекту и режиму управления и по установленному оборудованию, кодирование специальных программ информационной базы, совместную компоновку на КРЦ и ДПОУ системы общей программы и информационной базы и запись их на винчестер, проверку на контрольной задаче, проверку и корректировку информационной базы в условиях действующей АСУД. Все программы, обеспечивающие работу системы в реальном масштабе времени, написаны на языке СИ [10], который характеризуется, с одной стороны, простотой написания программ, с другой – малой избыточностью при переводе (трансляции) на машинный язык. Всё программное обеспечение строится по модульному принципу, т.е. каждая программа, реализующая определённую технологическую функцию, создается как модуль. Из модулей затем производится компоновка общей программы. Состав модулей определяется составом конкретных функций системы и наличием оборудования. Например, модули, обеспечивающие автоматическое включение «зелёных улиц», включаются в общую программу при наличии в системе аппаратуры приоритетного пропуска, модули перераспределения транспортных потоков при заторах – при наличии управляемых знаков и т.п. Комплекс сервисных программ АСУДКомплекс сервисных программ предназначен для специалистов, занимающихся технологическим сопровождением автоматизированных систем управления дорожным движением, и позволяет выполнить расчет параметров АСУД, подготовку проектной документации АСУД-Д, создать привязку оборудования АСУД к объекту автоматизации, сформировать документацию для подключения оборудования на перекрестке. В состав сервисного комплекса входят следующие программы: ARM-T – «АРМ технолога»; ProDoc – «Формирование рабочего проекта АСУД-Д»; CrossForm – «Формирование привязки для контроллера типа ДКС»; DKConnect – «Формирование таблицы соединений оборудования на перекрестке». В программы ProDoc и CrossForm встроена вызываемая из них программа «Редактор схем перекрестка». Программа «АРМ технолога»Программа «АРМ технолога» (АРМ-Т) – это автоматизированное рабочее место технолога по организации дорожного движения, которое представляет собой комплекс программ, позволяющих рассчитывать схемы организации и параметры регулирования движения транспорта и пешеходов на перекрестках города на основе применения современных экономико-математических методов оптимизации, обеспечивающих минимальные задержки транспорта. Комплекс программ АРМ-Т выполняет следующие функции: формирование рациональных схем организации движения транспортных и пешеходных потоков на перекрестках города; оценку качества существующей либо сформированной вручную (экспертным путем) схемы организации движения; расчет оптимальной продолжительности и структуры промежуточных тактов светофорного регулирования; расчет оптимальной длительности цикла и фаз светофорного регулирования для отдельного перекрестка; анализ допустимости «просачивания» транспортных потоков; расчет общей оптимальной длительности цикла светофорной сигнализации для координированного управления транспортными потоками на сети перекрестков; расчет программы координации для магистрали на основе метода максимизации ширины «зеленой ленты». Основными ограничениями, накладываемыми на область применения АРМ-Т, являются следующие: формирование рациональных схем организации движения осуществляется для перекрестков с числом входов не более 4; расчет оптимальных параметров светофорного регулирования движения транспорта и пешеходов осуществляется для перекрестков с количеством фаз не более 4; количество перекрестков, для которых рассчитывается общая оптимальная длительность цикла светофорного регулирования для координированного управления транспортными потоками, – не более 30; количество перекрестков на магистрали, для которой рассчитывается программа координации, – не более 30. Входные данные комплекса программ заносятся в символьном виде в электронные таблицы. Выходные данные сохраняются в файле, который можно просмотреть на экране монитора и вывести на печать. На рис. 3 и 4 представлены исходные данные для расчета «зеленой волны» и фрагмент графика «Зеленая волна» соответственно.  Рис 3. Исходные данные для расчета «зеленой волны»  Рис. 4. Фрагмент графика «Зеленая волна» . Программа «Формирование рабочего проекта АСУД-Д»Программа ProDoc «Формирование рабочего проекта АСУД-Д» предназначена для подготовки проектно-конструкторской документации, формирования и вывода на печать рабочего проекта АСУД-Д. Программа обеспечивает выполнение следующих функций: формирование структуры проекта; добавление в проект различных документов и их корректировка; просмотр на экране монитора документов, входящих в проект; компоновка и вывод на печать информации проекта. Каждый проект может содержать следующую информацию: данные для стандартного оформления проекта (опись документов, спецификация и др.); схемы перекрестка, содержащие изображения конфигурации перекрестка и направлений движения по фазам; схемы расстановки оборудования на перекрестке; данные о технологических параметрах перекрестков, для которых формируется проект (в виде таблиц с цифровыми и символьными данными); дополнительные текстовые документы. В состав программы «Формирование рабочего проекта АСУД-Д» входит вызываемая из нее программа «Редактор схем перекрестка», предназначенная для формирования схем организации движения в графическом виде: конфигурации (схемы) перекрестка – изображения конфигурации перекрестка с поясняющими ее надписями; схемы пофазной организации движения, нанесенной на конфигурацию перекрестка; схемы расстановки светофоров, нанесенной на конфигурацию перекрестка; схемы дорожной разметки, где на конфигурацию перекрестка нанесены светофоры и светофорные установки, а также дорожная разметка и знаки; схемы плана трасс, где на конфигурацию перекрестка нанесены светофорные установки, дорожные знаки и каналы связи. Программа может использоваться для формирования графической части паспорта перекрестка – схемы перекрестка с нанесением организации движения, дорожной разметки, дорожных знаков и расстановки оборудования. Результатом работы программы ProDoc является сформированный в электронном виде и отпечатанный на принтере документ «Рабочий проект», выполненный в соответствии с принятыми ГОСТами. На рис. 5 и 6 представлены этапы работы программы ProDoc.  Рис. 5. Формирование проекта в программе ProDoc  Рис. 6. Подготовка проекта к выводу на печать Программа «Формирование привязки для контроллера типа ДКС»Программа CrossForm предназначена для формирования привязки дорожных контроллеров типа ДКС к объекту. Программа выполняет свои функции в среде Windows. Основные функции программы CrossForm: технический контроль данных для выбранного перекрестка; формирование файла привязки для дорожного контроллера; запись файла привязки в дорожный контроллер; просмотр на экране информации по выбранному перекрестку; печать информации. На любом этапе использования программы можно получить контекстную помощь, нажав клавишу F1. На рис. 7 приведен вид рабочего окна программы CrossForm с данными для формирования сигнальной диаграммы, на рис. 3.8 – вид сформированной диаграммы.  Рис 7. Вид рабочего окна программы CrossForm  Рис 8. Графическое представление сигнальной диаграммы Программа «Формирование таблицы соединений»Программа DKConnect предназначена для формирования таблицы соединений оборудования, размещенного на перекрестке, с дорожным контроллером (ДК). Результатом работы программы является сформированный отчет «Таблица соединений оборудования» для конкретного перекрестка, который можно вывести на печать. С помощью программы формируются справочники, используемые при формировании таблицы соединений: справочник перекрестков; справочник светофоров; справочник типов клеммников; справочник ТСРД; справочник типов кабелей. На любом этапе использования программы можно получить контекстную помощь, нажав клавишу F1. Всплывающие подсказки поясняют назначения кнопок панелей инструментов и заполняемых в программе полей. На рис. 9 приведен вид рабочего окна программы DKConnect, на рис. 10 – вид сформированной программой таблицы соединений оборудования на перекрестке.  Рис. 9. Вид рабочего окна программы DKConnec  Рис. 10. Вид таблицы соединений, сформированной программой DKConnect 2 часть контрольной работыРасчет светофорной сигнализации для регулируемого пешеходного перехода
Рассчитать режим работы светофорной сигнализации для локального пешеходного перехода, ширина проезжей части которого составляет 15 м при ширине полосы движения 3,75 м. В потоке преобладают легковые автомобили, рисунок 1.  Рисунок 1. Картограмма интенсивностей (ед./ч, чел/ч) Пофазный разъездтранспортных и пешеходных потоков представлен на рисунке 2.  Рисунок 2Пофазный разъезд транспортных и пешеходныхпотоков Для пешеходов длительность разрешающего сигналаtПШ определяется по формуле:  1где BПШ – ширина пешеходного перехода, м; υПШ – скорость движения пешеходов (1,3м/с), м/с.  Расчет потока насыщения и фазовых коэффициентов Так как во II – й фазе прямолинейное движение, то поток насыщения для данной фазы рассчитывают по формуле: ,М-Нj.=525∙,В-ПЧ. 2 где ВПЧ – ширина проезжей части в одном направлении, м. ,М-Н1.=,М-Н2.=525∙7,5=3938 ед./ч Фазовые коэффициенты рассчитываются по формуле ,у-i.=,,N-i.-,М-Нj.. 3 где Ni– транспортный поток, ед./ч; МНj – поток насыщения, ед./ч.   За расчетный фазовый коэффициент принимаем наибольшее расчетное значение, 0.21. Определение промежуточных тактов Промежуточный такт, необходимый для движения пешеходов, рассчитывается по формуле: ,t-П(ПШ).=,,В-ПШ.-4∙,ϑ-ПШ.. 4 где BПШ – ширина пешеходного перехода, м; υПШ – скорость движения пешеходов (1,3м/с), м/с. ,t-П(ПШ).=,15-4∙1,3.≈2.9=3 сек Промежуточный такт, необходимый для движения автомобилей, рассчитывается по формуле: ,t-ni.=,,ϑ-а.-7.2∙,а-Т..+,3.6∙(,l-i.+,l-а.)-,ϑ-а.. 5 где υa – средняя скорость транспортных средств при движении на подходе к пересечению и в его зоне без торможения (с ходу), км/ч; aТ – среднее замедление транспортного средства при включении запрещающею сигнала; li – расстояние от стоп-линий до самой дальней конфликтной точки, м; la – длина транспортного средства, наиболее часто встречающегося в потоке, м.  Сумма всех промежуточных тактов, с; ,Т-П.=,--,t-ni..+,--,t-П(ПШ)i.. 6 где  – сумма промежуточных тактов при движении автомобилей; – сумма промежуточных тактов при движении пешеходов.,Т-П.=3+3=6 сек Расчет цикла регулирования и основных тактов Определяем цикл регулирования и основные такты для светофорного регулирования с пешеходной фазой: ,Т-Ц-НОВ.=,А-2∙В.+,-,,А-2.-4∙,В-2..-,(,Т-П.+,t-ПШ.)(1.5∙,Т-П.+5)-В.. 7 где А = 2.5·ТП - ТП·у + tПШ + 5; В = 1 – у.    tПШ= 17 сек  Расчет задержек транспортных средств Рассчитываем задержку транспортных средств на пешеходном переходе: ,λ-1.=,,t-n.-,Т-Ц-НОВ.. 8 ,λ-1.=,11-34.=0.32 ,х-i.=,,N-i.∙,Т-Ц-НОВ.-,t-O.∙,M-Hi.. 9   Среднюю задержку транспортных средств, пересекающих перекресток в данном направлении в условиях светофорного регулирования, следует определить по формуле: ,t-СР.=,,Т-Ц.∙,(1-,λ-i.)-2.-2∙(1-,λ-i.∙,Х-i.).+,,X-i-2.-2∙,N-i.∙(1-,X-i.). 10   Средняя задержка на пересечении составляет: ,t-СР.=,,t-1.∙,N-1.+,t-2.∙,N-2.-,N-1.+,N-2.. 11  Расстановка технических средств организации дорожного движения на данном регулируемом пешеходном переходе приведена на рисунке 3.  Рисунок 3 Расстановка технических средств организации дорожного движения на регулируемом пешеходном переходе. График работы светофорной сигнализации
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||