2012. december: tudomány, atomenergia, jegyzet, portré, orvostudomány, egyetem, disszemináció, közlekedés, innováció, tanulmány, zöldkörnyezet, hulladékgazdálkodás, megújuló energia, it
2012. december 4.

Szerző:
S. K.

BME Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Kar • contra.bme.hu

A közúti forgalomirányítás hatékonyságának javítása

A közúti járműforgalom modellezése és többkritériumú optimalizáláson alapuló irányítása társadalmi és gazdasági hatékonyság figyelembevételével (NFÜ OTKA CNK 78168)


„Napjainkban a gazdasági és társadalmi folyamatok egyre nagyobb kihívásokat támasztanak a közlekedési rendszerekkel szemben. Különösen igaz ez a közúti közlekedési alágazatra, amely a szárazföldi közlekedés meghatározó tényezője mind Európában, mind pedig hazánkban” – mondta el Varga István, a Műegyetemen folyó kutatás koordinátora.

Az október végén lezárult hároméves kutatómunkában Bokor József akadémikus vezetésével negyven kutató és közel ötven hallgató vett részt. A projektet befogadó BME Közlekedésmérnöki és Járműmérnöki Karán kívül az MTA SZTAKI, valamint az Óbudai Egyetem kutatói is részt vettek a munkában.

A közlekedés minősége kiemelkedő szerepet tölt be a különböző társadalmi célok elérésében, így például a munkahelyhez, oktatáshoz, egészségügyi ellátáshoz, pihenési és rekreációs lehetőségekhez való hozzáférésben. A balesetek számának és súlyosságának csökkentése, valamint az egyre súlyosabb környezeti hatások következményeként fellépő problémák ki­küszöbölése napjaink egyik legaktuálisabb kérdése.

Oktogon

A fent említett társadalmi célok elérésének egyik fontos eleme a közúti forgalomirányítás hatékonyságának javítása. A növekvő járműforgalom és szűkös hálózati kapacitások közepette kell a járműveket eljuttatni az egyik pontból a másikba biztonságosan, a lehető leggyorsabban, a legkevesebb várakozással és a lehető legkisebb környezeti terheléssel. A folyamatok megértéséhez és a szabályozási problémák megoldásához különböző diszciplínák által kidolgozott elméleti eredmények integrálására volt szükség.

A kutatómunka eredményeként egy olyan módszertant fejlesztettünk ki, mely a közúti forgalom irányítását eltérő kritériumok (károsanyag-kibocsátás és üzemanyag-fogyasztás csökkentése, forgalomkapacitás és eljutási idők javítása) gazdasági és társadalmi hatásainak optimalizálásával végzi. Az irányítási rendszerek megtervezéséhez elsőként a rendszer és a rendszerben megjelenő irányítási kritériumok (közlekedési teljesítmény, emisszió, ezek társadalmi és gazdasági hatásai) modelljeit alkottuk meg. Létrehoztunk egy olyan emissziómodellt, mely képes a károsanyag-kibocsátás térben és időben való megjelenésének modellezésére valós időben, hurokdetektoros forgalmi mérések alapján. Emellett javaslatot tettünk az irányítási szempontok társadalmi és pénzügyi hatásainak modellezésére. Ezekre a kritériummodellekre épültek a szabályozások. Kutatómunkánk két legfontosabb irányítási feladata az autópálya és a városi forgalmak irányítása, ezeket elkülönítve kezeltük a rendszerek merőben eltérő jellege miatt. Autópálya forgalmi környezetre felhajtó szabályozást terveztünk: egy olyan prediktív irányítási módszert alkalmaztunk, mely a nemlineáris rendszeren futó kritériummodelleket egy állandó hosszúságú predikciós horizonton optimalizálja, ezzel tervezve optimális bemenőjelet (nemlineáris modell prediktív irányítás – NMPC). Városi környezetben olyan irányítási rendszert terveztünk, mely a leolvasott rendszámokból – egy online adatbázis alapján – képes figyelembe venni az egyes forgalmi sávokban lévő járművek károsanyag-kibocsátását, és az optimális zöldidőket az eljutási idő mellett a szennyezésért felelős járműveket tartalmazó irányok szerint állapítja meg. Irányítási módszerként egy korlátozásokat betartó lineáris kvadratikus (LQ) irányítást alkalmaztunk, mely a jelzőlámpák zöldidejének korlátait (csak pozitív zöldidő lehetséges) betartva állapítja meg az optimális bemenőjelet. A korlátozások betartására szolgáló irányítási törvényt diszkrét idejű rendszerekre dolgoztuk ki.

A kutatómunka során számos cikk és konferencia-előadás született, összesen 84 idegen nyelvű és 54 magyar nyelvű konferenciapublikáció, továbbá 60 angol nyelvű (ebből 11 impakt faktorral rendelkező) és 40 magyar nyelvű folyóirat-publikáció jelent meg.•

 
Innotéka