IFFK 05 Budapest 05. október 5-6. GreeNet hibrid iráyítás aalízise a árosi közlekedés légszeyezéséek iiálására Péter Taás Budapesti Műszaki és Gazdaságtudoáyi Egyete Közlekedés- és Járűiráyítási Taszék (e-ail: peter.taas@ail.be.hu;) Abstract Az ayag a agyéretű közúti közlekedési hálózatok forgali folyaataiak aalízisére kifejlesztett új elű elieáris diaikus odellt izsgál koplex köryezetbe. Kulcsszaak: új elieáris közúti közlekedési hálózati odell alós közúti és járű-folyaatok aalízis alidálás. Beezető A kutatás koplex odellt izsgál a alós közúti és járűfolyaatok leírására. Eek sorá a tetszőleges éretű és topológiájú közúti hálózat speciális ateatikai odellezési techikáját haszáljuk fel. Itt izsgáljuk a járűsűrűség állapottérbe a koplex redszer űködését leíró elieáris differeciálegyelet-redszert aely a pozití redszerek osztályába tartozó akroszkopikus közúti közlekedési odell ρ ext (t) e ( g t) g (l) t l = τ ) t 0 (t) ( dτ (t) (t) d dt g ~ ( t ) ρ + di( ρ ) = 0 t EULER NETWORK SYSTEM f ( ρ q e) DRIVER MAN/ROBOT SYSTEMS d T T U D + = Qi dt + q q q q& i i i i LAGRANGE SYSTEMS ρ (t) (t) VEHICLE SYSTEMS Eiss(t) EMISSIONS BLOCKS. ábra: A közlekedés folyaataiak itegrált aalízise EULER NETWORK SYSTEM blokk esetébe az állapotjellezők a ρ járűsűrűségek. A redszer a teljes közúti hálózato írja le térbe és időbe a ρ(t) járűsűrűségeket és a (t) járűsebességeket. A redszer agy érete agy olueű járűáralatok izsgálatára szolgál - a odell akroszkopikus. A redszer figyelebe eszi a pereeke a ρ ext (t) járűsűrűséget a hálózati gráf felépítését a közlekedés redjét jelzőlápák űködését parkolók elhelyezkedését és kapacitását. A odellezést és az alkalazott hálózati egközelítést a köetkező fejezet foglalja össze röide. q(t) IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Az. ábrá külö szerepel a DRIVER MAN/ROBOT SYSTEMS blokk. Ha e izsgálák az egyedi járűeket a (VEHICLE SYSTEMS blokkot) akkor a DRIVER MAN/ROBOT SYSTEMS blokk szeres részét képezé az EULER NETWORK SYSTEM blokkak a: = Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás f ( ρ e) függéy beépüléséel. Ez a odell ár az e köryezeti paraéter ektort is figyelebe esz aely hely és idő függő: e=e(gt). (A klasszikus akroszkopikus odellek ezt e tartalazzák azok csak járűsűrűségtől függeek = f (ρ) ). A DRIVER MAN/ROBOT SYSTEMS blokk a ezető - agy autoó járű eseté a robotpilóta - sebességálasztását eszi figyelebe. A egfelelő sebességálasztásál figyelebe eszi a hálózatról érkező a pozíciójára jellező ρ (t) járűsűrűséget a trajektória adott potjába érzékelt e köryezeti paraétereket (pl. látási iszoyok eteorológiai paraéterek útiszoyok) és a saját járűéek q (t) állapot jellezői által deteriált diaikus hatásokat. Az így egálasztott (t) sebességet eszi figyelebe az EULER NETWORK SYSTEM az adott szakaszo adott időpillaatba a száításaiál. A egálasztott (t) sebességet és saját kibocsájtási jellezőit - eszi figyelebe a saját járűél az EMISSION BLOCK Ezt a forgali odell alidálásra és a toábbi alkalazási területeke fotos a odellezésél és ugyacsak a saját járű a diaikai száításokál a LAGRANGE SYSTEM. A térbeli trajektóriáko haladó 3D-s elieáris járűdiaikai odellek a LAGRANGE SYSTEM coputer-algebrai előállítása és aalízise szité saját fejlesztéskét a redelkezésre áll. A (t) hossz-iráyú (trajektória iráyú) sebesség. Változásai által a súlypotba hossz-iráyú erőhatások 4
GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author lépek fel. A járű trajektóriá ozog a (t) iseretébe száítható hogy a t időpotba ely g ~ ( t ) trajektória potba a és isert hogy ekkora (t) sebességgel halad ott a járű. Ha a trajaktória e egyees oal hae kereszt és függőleges iráyú kitérésekkel is redelkezik akkor az ilye iráyú sebességáltozások iatt kereszt és függőleges iráyú erők is fellépek a súlypotokba. Ily ódo a hároiráyú erők köetkeztébe az u. Q geerált erők fellépése gerjeszti a járűredszert. A redszert függőleges iráyba az útprofil egyeetleségek is gerjesztik az abrocs talppotokál. Az erőhatás az abrocsok függőleges iráyú rúgóerő-karakterisztikái adják át. Eél a trajektóriára függőleges iráyba szuperpoálódó útprofil gerjesztéseiél is fellép egy kisebb érű torzítás a áltozó sebességek köetkeztébe. A odell ezt is tartalazza. A járűdiaikai hatások külöböző szitű kéyeleérzetet stabilitás-érzetet biztoságérzetet agy eszélyhelyzet-érzetet geerálak a ezetőbe. Ezek alapjá alait a forgali és külső köryezeti hatások alapjá tartja eg agy döt új sebesség álasztása ellett. EULER NETWORK SYSTEM LAGRANGE SYSTEMS. ábra: A közlekedés folyaataiba részteők kettős szerepe Ige aktuális toábbi feladat a agy olueű közlekedési áralatok és köryezeti terhelések együttes aalízise. Ez hatékoya elégezhető a agyéretű hálózati odellezéssel aely előállítja a sebességfolyaatokat. Ha redelkezésre áll a hálózati eleekre oatkozó járű típus eloszlás/statisztika is (itelliges kaera redszer és ifokouikációs techika alkalazásáal) a köryezetszeyezések szité száíthatók.. A hálózati forgali odell A hálózat ateatikai odelljéek az EULER NETWORK SYSTEM-ek a felépítésekor a hálózatot defiiáló kapcsolati átrix aely egy hiperátrix alapető fotosságú. A kapcsolati átrix eghatározza azt a kapcsolatot aelyél a tetszőleges j szakasz kooperál a tetszőleges i szakasszal. i Ahol: x& L = s& P K K ( x ( x K K ( x x ( x s x R a belső szektorok állapotjellező ektora s R a külső szektorok állapotjellező ektora x& R a belső szektorok állapotjellező ektoráak idő szeriti deriáltja s& R a külső szektorok állapotjellező ektoráak idő szeriti deriáltja L a belső szektorok és P a külső szektorok hosszát tartalazó diagoális átrixok: L = l l... l P = p p... K R x K R x K R x K R x és x R s R. A K és K fődiagoálisába 0 agy egatí értékek lépek fel ide ás eleük eegatí értéket esz fel. A K és K ide elee eegatí értéket esz fel. Tehát ezek a átrixok Metzler atrixok köetkezésképpe az általuk eghatározott teljes kapcsolati redszert leíró K kapcsolati hiperátrix is Metzler atrix Bacciotti (983) Boothby (98) Caccetta ad Ruche (000)Coxso ad Shapiro (987) Faria L. ad Rialdi S (000) Lueberger (979) Sachko (997) Valcher (996) Varga (007). A izsgált odell alkalas agyéretű közúti közlekedési hálózatok sziulációs tesztjére és terezésére és a forgali redszerek szabályozására (Péter 0) Péter T. (0.).. Lyapuo függéy alkalazása A gyakorlati alkalazásál e a teljes Földfelszí hae kokrét hálózatrészek szűkített hálózati odelleket izsgáluk ez kerül tárgyalásra és ez ebbe az esetbe egy tetszőleges G zárt görbéel körülhatárolt szektorból álló belső hálózatból és db. s s s sűrűségű külső szektorokból áll aelyek közetle kapcsolatokkal redelkezek alaely belső szektorral és ez utóbbiak állapotát érés alapjá isertek tekitjük. Ezt a odellt alkalazzuk a szofteres izsgálatokál is. Eél a odellél a kapcsolati hiperátrixot alkotó átrixok közül csak a K és K átrixok játszaak szerepet ert általuk képisele a ide átadás aely a belső szektorokra oatkozik. A odell differeciálegyelet-redszere az alábbi: & () x =< L > [ K( x x + K( x s] Ahol: x R x i [0] ( ) x& R s R s i [0] ( ) L = diag{l... l } l i a főátlóba a p () IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás 5
GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author belső szakaszok hossza ( l i >0 ) K R x K R x. A hálózat űködését a K és K kapcsolati átrixok foglalják egy redszerbe. A kapcsolati átrixok egyrészt egadják ide szektor esetébe hogy ilye ás szektorokkal állak kapcsolatba ásrészt a kapcsolati átrixokat tartalazó differeciálegyelet-redszer írja le a hálózat ide szektoráak a diaikus űködését azaz a szűkített hálózat űködését. Egy elieáris pozití redszerek száos egyesúlyi potja lehet. A stabilitását izsgálhatjuk Ljapuo függéy ódszeréel a (3 ) Ljapuo függéyt felhaszála: V ( x) = L x (3) aely az L =[ l l l ] és x skaláris szorzata és a V(x) skalár-ektor függéy pozití defiit. Az alkalazott Ljapuo függéy fizikai jeletése az adott t időpillaatba a belső úthálózato a járűek által elfoglalt összes úthosszat adja eg: V x x x = l x l x +... + l (... ) + x Tehát V(t) t-szeriti deriáltjáak egatí értéke az összes elfoglalt úthossz csökkeését jeleti a belső úthálózato aely az összes járűszá csökkeését jeleti. Ha V(t) t-szeriti deriáltjáak értéke zérus akkor e áltozik a járűek által elfoglalt összes úthossz ha a V(t) t- szeriti deriáltjáak értéke pozití akkor pedig öekszik a járűek által elfoglalt összes úthossz. A toábbiakba a V függéy t szeriti deriáltját izsgála a feti () állapotegyelet figyelebe ételéel: V t = L < L > [K(x x + K(x s] L L Az dieziós összegző ektorral írjuk fel az előbbi egyeletet: [ ] L L = (6) V t (7) = [ ] [K (x x K (x s] + A (7)-be szereplő első szorzatot izsgála eél a K (x kostrukciója iatt a főátlóbeli i-ik eleekél redre egjeletek a K 3 kapcsolati átrix i-ik oszlopába elhelyezkedő eleek összegéek elletettjei is tehát figyelebe esszük a K főátlójába szereplő ii eleeket ( ): (4) (5) ii = ri + r= ;( r i) Ez alapjá: [ ] w K w = wi w Eek a ektorak x ektorral alkotott skaláris szorzata adja a Ljapuo függéy deriáltjáak első tagját: w x + w x +... + w w w w x x. =.. (0) x x A (7)-beli ásodik szorzat a K kapcsolati átrix i-ik oszlopába elhelyezkedő eleek összegét adja: [ ] K = i i i () Ez utóbbi ektor és s ektor skaláris szorzata adja a Ljapuo függéy deriáltjáak ásodik tagját: i i s + i i s + i s s. =.. s + i s (8) (9) () Figyelebe ée (0) és () egyeleteket a köetkezőt állapíthatjuk eg: IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás 6
GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author V t i = = i s + w w w i = i x + x +... + s + + i = i s x + (3) Tehát ez alapjá a redszer stabilis ha a pereeke a kiszállítás agyobb it a pereeke törtéő beszállítás: F Iput < FOutput (4) Az autoó redszer iszot idig stabilis iel a külső szakaszok járűsűrűség értékei azoosa zérusok és a sebesség értékek e egatíak.. A odell alidálása A odell alidálása esetükbe egyarát törtéik a ért keresztetszeti forgali adatok alapjá és a forgaloba részt eő GPS készülékkel felszerelt gépjárűek sebességéréséel yert adatok figyelebe ételéel is. A elieáris közlekedési odellükre alapoza a odellezésére a PaoTraffic szuper sziulációs eszközt fejlesztettük ki. Ez a köryezet aak elleére hogy akroszkopikus a odell alkalas arra is hogy a alós közlekedési folyaatokat (lápák torlódások stb.) figyelebe ée tetszőleges közúti hálózat eseté két kiálasztott pot között szabado álasztott trajektóriáko tetszőleges időszakba alós eljutási folyaatot határozzuk eg. Ez a klasszikus igéyeket jelető útoal-ajálásoko kíül az itelliges járűizsgálatok területé fotos eredéy (pl. autoó járűek célba juttatása ellet a gépjárűek diaikai aalízise éretezése köryezeti terhelése eisszió izsgálata stb. területeke) iel külöböző időpotokba és helyeket figyelebe ée agyszáú járűre oatkozó gyorsa elégezhető aalízist biztosít. Az első odell-alidálás Budapeste törtét Peter Fülep ad Bede (0). A lápás kereszteződésekél aktuális lápa-beállítási adatok ellett és a helyszíe elégzett forgaloszálálási adatok alapjá. A izsgált útoal a külöböző sziulációs időpotokba bejárásra került GPS készülékkel felszeret gépjárűekkel alódi sebességprofil érésekkel és a sziuláció sorá yert sebesség-idő diagraok összehasolításáal agyszáú eparaéteres statisztikai aalízissel u.. hoogeitás izsgálattal egállapítást yert hogy a sebességprofilokál a ért és sziulációal kapott két-két itahalaz 95% -os szite hoogéek tekithető. A odell alidálása sorá az is egállapítást yert hogy a odell lehetőé teszi olya egyedi sebességfolyaatok kiyerését aelyek a alóságak egfelelek. Ezt égezzük el a 3. ábrá látható a hálózatok közlekedési folyaataiak koplex izsgálata érés és sziuláció együttes értékelése alapjá. 3. ábra: A hálózatok közlekedési folyaataiak koplex izsgálata A szofter objektu-orietált köye toábbfejleszthető oduláris felépítésű és tartalazza a közlekedési úthálózat felrajzolásához sziulációjához és az aalízis elégzéséhez szükséges fukciókat Péter (007. 007. 008 és 009). Az út ifrastruktúra eleei (sáok jelzőberedezések gyalogos átkelőhelyek kerékpár utak stb.) egy iteraktí felülete keresztül képződek le és száos paraéterrel beállíthatók. Egy keresztetszeti alidálás adatait és eredéyeit láthatjuk Győr árosag esetébe a Szet Istá út és köryékéek közlekedési sziulációs odellje és forgaloérési adatok eseté. A odellük az egyik legagyobb forgalat leboyolító út a Szet Istá út (. sz. főút) és köryéke területét foglalta agába. Ez a forgali odell fotos szerepet játszik a köryezetterhelések izsgálataiak szepotjából is Péter T. ad Fazekas S. (04). A hálózatot jellező fő adatok: 8 db útszakasz 9 jelzőlápáal iráyított csoópot 38 egyéb csoópot 8 iput szakasz 5 output szakasz A odell adatokál táaszkodtuk a áros által 0. ébe elégzett keresztetszeti forgaloérésekre. A odellük esetébe 63 keresztetszeti érési adatot ettük figyelebe a izsgálatokál és a alidálásál. Ezt egészítik ki a fedélzeti GPS készülékkel égzett forgalosebesség érések. A sziuláció a izsgált időszakra (7: 5-8: 5) oatkozóa 6 ásodperc alatt futott le. A sziuláció 4h-s időtartara oatkozó futtatási ideje perc 4 ásodperc. A alidálás előkészítéséhez egy szofterfejlesztési feladat társult aelyet sikerese elégeztük. Ige jól köetik egyást a ért és sziulált keresztetszeti forgali adatok a külöböző hálózati potokat egfigyele. A kiértékelés sorá a korrelációs együttható: r xy =0.995070033 aely a gyakorlatba ár 00%-os korrelációak tekithető. A szoftert képessé tettük arra hogy a beállított egységjárű IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás 7
hosszak egfelelőe egyedórás ill. órás átlag forgaloagyságot tudjo exportáli a sziuláció sorá száított járűsűrűség adatsorokból. A kidolgozott eljárás az egyik alapfeltétele aak hogy a alidálást elégezhessük a odell paraéterei. GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author A sziuláció futásakor egfigyelhető olt hogy a legelső esetbe itegy 3-7 perc trazies elteltéel állak be álladó értékre az állapotjellezők ha ide belső szakaszoko 0 kezdeti értéket állítuk be és a korábba tárgyaltak szerit időbe álladó értékű iput és output járűsűrűségeket eszük figyelebe. A égleges értékre beállás sebessége agyba függ a külső szakaszoktól aló táolságtól és attól hogy a izsgált szakaszra ilye koplexitású hálózatrész kapcsolódik és az adott szakasz ilye hálózatrészhez csatlakozik. A fetiek iatt az első egyedórás sziulációt praktikusa célszerű egisételi a ár beállított belső hálózati állapotjellezőkkel - it kezdetei értékekkel. 5. ábra: Parkolók és jelzőlápák a példahálózato A közterületeke található parkolók felérését is elégeztük idösszese 0 000 járű befogadására alkalas 650 parkolót rögzítettük a győri odellükbe. Ez a szá e tartalazza a priát parkolóhelyeket az igatlaok területé de tartalazza a belárosi épületek belső udarai kialakított rejtett parkolóhelyeket. Utóbbi egállapításához a yílt hozzáférésű űholdas felételek yújtottak segítséget. 3. Tartoáy szitű iráyítás adaptálása 4. ábra ige jól köetik egyást a ért és sziulált [Ej/h] keresztetszeti forgali adatok A fetiekbe beutatott ateatikai odellt alkalazó szofterük képes olya agyéretű hálózatokkat is odellezi it Győr és sziulációs eredéyeket szolgáltati redkíül gyorsa toábbi izsgálatok elégzéséhez és hálózat fejlesztéshez. Egy lehetséges kofigurációja a tartoáyi szitű iráyításak a 6. ábrá látható Győr áros példájá. A példa egy kétszitű tartoáyi iráyítást utat be a árosra ahol a szub-tartoáy (piros terület középe) a törtéeli belárost a forgalas közforgalú közlekedési csoópotokat teriálokat (asútálloás autóbusz pályaudar) és azokat a területeket foglalja agába ahol a parkolási lehetőségek korlátozottak agy tiltottak. Mideközbe a fő tartoáy (kék terület) a áros egyéb területeit édi ahol a MOF (értékadó órai forgalo) ezt idokolttá teszi. Ez a kialakítás képes biztosítai a kíát beáralást kiáralás aráyt a tartoáyba és ide esetbe garatál elkerülő utat a torlódási potoktól. Győrött jól egfigyelhető a áros szerkezetéek felépítése a jelzőlápák elhelyezéséből is. A árost átszelő főutak (első és ásodredű) és a elük párhuzaosa futó éháy út ezetik le a közúti forgaloak jeletős részét íg az őket összekötő utcák csupá parkolóhelyül szolgálak agy lakófukciót látak el. A 75 k éretű hálózat létrehozásához kb. percre a szükség a szofterfejlesztéseikek köszöhetőe íg a korábbi ódszerrel a hálózat ázáak létrehozása heteket ett igéybe hasoló éretű hálózatok esetébe. Ez a hálózat 4600 útszakaszt tartalaz (ez csupá a törzshálózat) közel 500 k hossza. Az alaphálózatot száos sáal kerékpárúttal (kb. 36 k) és parkolókkal kell kiegészítei. 6. ábra: Kétszitű tartoáyi iráyítás Győrött IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás 8
GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author 4. A odell kiterjesztéséek lehetőségei Az Európai Uió és Magyarország kieelte kezeli a közlekedés által okozott köryezeti probléákat Dr. Lakatos Istá (00) Lakatos Istá (004.) Lakatos Istá (004.) Lakatos Istá (007) Lakatos Istá (0). Az exterális költségek iteralizálása ár sok ée épszerű kutatási téa hisze a hatalas köryezeti károk éete 740 illiárd EUR többletkiadást jeleteek az EU 5 Sájc és Norégia állaaiak összese. A köryezetszeyezés csökketése a gépjárű gyártókak ugyaolya érdeke ita a társadalo egészéek hisze az okozott károk jeletős része isszafordíthatatla agy jaíthatatla egészségi károsodáshoz ezet. Isert hogy létezek forgaloiráyítási ódszerek a gépjárűek okozta légszeyezés befolyásolására Ahol: k l x i i i = az i-ik szakaszo a forgaloba részteő hi PCE száa ( ) h i az i-ik szakaszo a forgaloba részteő PCE jellező hossza E(V i ) az i-ik szakaszo a forgaloba részteő PCE-re jellező és i-ik szakaszhosszra oatkozó NOx kibocsátás. Ez utóbbi ide i-ik szakaszo a forgalora jellező sebességtől függ aely pedig az i-ik szakaszra jellező x i járűsűrűségtől függ! Szakaszokét az NOx kibocsátás jól leírható az alábbi ódo: E ( Vi ( ~ xi )) ci [ fi ( xi ) i opt ] + Ei opt Ei opt = (6) Ahol: ~ = c i >0 szakaszhosszra és x i fi ( xi ) i opt függéyre oatkozó korrekciósiós téyező és i = f i ( x i ) az i-ik szakaszra jellező sebesség-sűrűség függéy. Jól látható hogy az i-ik szakaszo az iráyítás olya járűsűrűség fetartását írja elő aelyre teljesül hogy: ( x ) = (7) f i i i opt 7. ábra: NOx kibocsátás hagyoáyos (EURO-) szeélygépjráűek esetébe Forrás: COPERT 4 Methodology ad Software Updates A Lyapuo függéyt haszáló optiális iráyítást égző ódszerük ilye iráyú kiterjesztése is lehetséges. Feltételeze hogy iserjük a forgaloba részteő gépjárűek típusaiak kobiációját (köryezetre aló hatásuk szerit osztályoza) a légszeyezés léyegébe a ezető által alkalazott sebességtől függ (a otor percekéti fordulatszáától). Az iráyításhoz alkalazzuk ost egy olya Lyapuo függéyt aely az NOx kibocsátás optiálására szolgál. Ekkor a Lyapuo függéy fizikai jeletése legye a t időpillaatra jellező összes NOx kibocsátás értéke aelyél a belső úthálózat összes szakaszát figyelebe esszük. Itt két ódszert lehet alkalazi. Mikroszkopikus esetbe tekithetük ide szakaszo ide rajta közlekedő k i darabszáú beazoosított típusú járűet ilyekor a (5) összefüggés jobb oldalá szakaszokét k i darabszáú összegek (szuák) szerepelek az egyes tagokál illete: Makroszkopikus esetbe ide szakaszo Passeger Car Equialet (PCE) ekiales szeélygépkocsikat tekithetük. Ebbe az ayagba erre az utóbbi esetre törtét a Lyapuo függéy felírása: V ~ x ~ x... ~ x ) = k E( V( ~ x )) + k E( V ( ~ x )) +... + k E( V ( ~ x )) (5) E( IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Az ehhez tartozó köryezeti terhelésre optiális járűsűrűséget jelöli: x i opt Ekkor lép fel a szakaszokéti optiális NOx kibocsátás. Foglaljuk össze az eredéyeket. A korábbi tartoáyszitű forgalora optiális járűsűrűség fetartására oatkozó iráyítás tehát kiegészült a köryezeti kritériual. Ez azt jelei hogy az iráyításak a tartoáyszite olya optiális járűsűrűséget kell fetartai aely a szakaszok szitjé optiális NOx kibocsátást eredéyez! A kokrét közlekedési folyaatokál a gyakori gyorsításlassítás ciklusok extré ódo öelik a légszeyezést (és a fogyasztást i ezért ideképp külööse fotos a árosi forgaloba az álladó optiális sebességfolyaathoz közeli állapot fetartása. Itt egjegyezzük hogy az elektroos agy hibrid járűek több szepotból is ásképpe iselkedek de országos (és ezetközi) elterjedésüket tekite egyelőre e száotteő a hatásuk. A kíát terület odellezéséel a sziulációk a károsayag eisszió kiszáításához elegedő iforációt képes szolgáltati ár ost is. Lehetőségük a pl. egy kereszteződés átbocsátóképességéek öelésére agy teljes tartoáyoko a kiegyesúlyozott folyaatos haladási sebesség biztosítására a speciális Lyapuo függéyre alapozott optiális iráyításuk alkalazásáal 5. A Összegzés és a GreeNet kifejlesztéséek lehetőségei A fetiek alapjá a GreeNet kocepció célja egy olya itegrált ioatí alkalazás ill. redszer Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás 9
GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author egalósítása aelyek feladata a árosok közlekedési légszeyezéséek iiálása ill. egszütetése. Az iráyítás elieáris közúti közlekedési hálózati odell bázisú. A Hibrid iráyítás a koplex probléa kezelését a kibocsájtások forrásál csökketi. Kieeledő hogy társadali egyezetés is kell a egalósításhoz. Az elsődleges izsgálatok egy izgalas és szép kísérleti odell terezését igéylik aelyél több fokozatú az iráyítás. Dötő jellegzetessége a hálózatoko a töegjeleség - ezért praktikus a speciális hálózati akroszkopikus odell alkalazása. Ugyaakkor figyelebe kell ei a ikroszkopikus sajátosságokat. Ez az egyedi járűösszetételekél és eek áltozásáál ill. áltoztatásáál lép fel. Tartoáy jellegű is a probléa sőt gyakra több tartoáy-probléa is fellép a speciális odell ezt is szolgálja! Világos kocepcioális egközelítést kell adi. Eek fotosságát a köryezeti adatok és a klíaáltozás adatai kétségeket kizáró ódo alátáasztják. Esetükbe egy lehetséges egközelítést aalizáluk. Módszer: a teljes hálózato törtéő itelliges iráyítás. Az optiális iráyítás alós idejű és a árosi közlekedési hálózat koplex diaikus redszeré törtéik. Figyelebe eszi a hálózati járűsebesség - járűsűrűség - járűösszetétel és eissziós folyaatokat. A légszeyezés csökketéséel kapcsolatos társadali idokoltság Az ENSZ Egészségügyi Világszerezete (WHO) a legutolsó adatok szerit éete 47 ezerilliárd euróra (443 ezerilliárd foritra) becsülte a légszeyezés okozta betegségek és halálozások teljes európai költségeit. (A WHO európai régiójához tartozik ég Izrael Üzbegisztá Oroszország és éháy toábbi álla is.) Az általuk kezdeéyezett GreeNet ioatí fejlesztés a árosi közlekedés által okozott légszeyezés csökketésére kocetrál. Ez a terület azért kieelte fotos iel a legagyobb kibocsájtó a felszíi közlekedés! A külöböző szeyezőayagok eseté 4 % - 86% kibocsájtás a közlekedésből szárazik. Az európai régió épessége kb. 889 illió és lakosaiak 80%-a ároslakó tehát 7 illió eber egészségét érit a árosi közlekedés köryezeti szeyeződése. A eszteségek és hatások csak agyságredbe becsülhetők! Figyelebe ée a fetieket egy ébe a köryezeti károk becslések szeriti értéke a árosokra etíte 500-000 illiárd EUR kár. A GreNet háro fokozatú hibrid iráyítás a kibocsájtásokat a forrásokál csökketi I. Fokozat: A GreNet I. fokozat a kritikus tartoáyoko pere - fluxus iráyítással optiális forgalat állít elő. A kialakuló kedező állapot egszűteti a torlódásokat és a kibocsájtásért felelős eredeti járűszá a kritikus tartoáyoko lecsökke 55-75%- ra. II. Fokozat: A GreNet II. fokozat a tartoáyo elégzi a kibocsájtásra optiális sebesség beállítást is! Ezzel elérhető hogy az eredeti kibocsájtás 3-36% -ra csökkeje le. A kettő együttes hatása hogy 7-7 % -ra csökketi a kibocsájtást. Ha az egészségkárosodást aráyosak tekithetők a kibocsájtással akkor ároslakókra etített a 500-000 illiárd EUR/é lecsökke 35-70 illiárd EUR/é-re! III. Fokozat: A GreNet III. fokozat az előre árhatóa kritikus helyzetek fellépéséél pl. szog járűösszetétel szelekciót alkalaz. Ezzel az elérhető hogy az eredeti kibocsájtás a 0-0% -ra csökkeje le. A háro eljárás együtt 0-7 % -ra csökketi le a kibocsájtást! Az alsó határértéket az alábbi ódo értjük: A 0% ill. közl. köryezetszeyezés egszütetést az adott tartoáyba a GreNet III. fokozat elbe elérheti ha a gépjárű szelekciót úgy hajtjuk égre hogy pl. szog eszély eseté csak az elektroos járűeket egedjük be a kritikus tartoáyba. (Terészetese ás tartoáyból törtéő szeyezésátsziárgás idig felléphet de az e a felügyelt területről szárazik.) Az itelliges redszer egalósítása előtt egy redszertetet kell elkészítei aely tekitetbe eszi az adott áros sajátosságait és egfelelő tájékoztatást és beoást biztosít a lakósság és a közlekedés szereplői száára a közös cél iél eredéyesebb égrehajtása érdekébe és a későbbi isszacsatolások biztosítása érdekébe. Az itelliges redszer alapűködése a légszeyezettség iiálását szolgáló optiális sebességfolyaatok iráyítását/beállítását égzi el. Ugyaakkor a árható súlyosabb helyzetekre ill. szogra is fel lesz készíte a zöld közlekedésiráyítás. A érésekkel párhuzaosa folyaatosa odellszáításokat és előre becsléseket is égez. Ez alapjá ha szükséges az optiális járűösszetétel szabályozását is elégzi (III. Fokozat) odell prediktí iráyítást alkalaza. Ifokouikációs és itelliges kaera-redszert alkalaza időbe tájékoztatja ez egyes járűkategóriák ezetőit hogy ely zóáko ely időszakokba e haladhat át agy ha át kíá haladi akkor ekkora extra köryezetterhelési útoaldíjat kell ezért fizetie. A redszer a töegközlekedést a hibrid és az elektroos járűeket e korlátozza. A telepített oitorozó redszer éréseit a redszer tesztje és kezdeti űködtetése sorá refereciaódszerekkel törtéő szabáyos érésekkel hasolítjuk össze. Ezzel alátáaszta az üzeszerű és egfelelő űködést toábbá a telepített oitorredszer adataiak iőségbiztosítását is. Az összeéréssel törtéő egfelelő űködés igazolására a tesztüzeeltetés sorá agy hagsúlyt fektetük. A részecskéke kíül a közlekedés eredetű gázkopoeseket IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás 0
GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author is oitorozzuk hogy teljes képet kapjuk a forgaloból adódó leegőterhelésről. 6. Koklúzió A agyéretű boyolult közúti hálózatok űködéséek jobb egiserése elezetett beüket egy új elű flexibilis optiális iráyítási ódszer beezetéséhez. A hálózat külöböző tartoáyai fellépő külöböző állapotok alapjá rugalasa áltozhat az iráyítás célja is. A hálózati ITS egy olya ariábilis hálózat aely űködése sorá egyszerre értékeli a forgalat a köryezetterhelést a biztoságot és az eergiatakarékos űködést. (Gyakorlati tapasztalat hogy az optiális iráyítás hatására egy-egy csoópotál a kapacitásöekedés forgalotól függőe 5%-45% közötti öekedést ér el.) A kutatásokhoz kapcsolódóa elégzedő toábbi szofterfejlesztés eszközt kíá biztosítai a agyéretű itelliges közúti hálózatok eseté alós idejű ipari iráyítási feladatok ellátására. Az itelliges árosok közúti forgali redszerteréek elkészítése egy iráytű az ITS hálózat egalósításához. Redkíül pozití a fellépő sziergia és az eredéyek toábbi haszosításáak lehetősége. Új gyorsított izsgálati ódszerek születek a trajektórák eti köryezetterhelés és biztoság-aalízisére. Beutattuk egy saját fejlesztésű akroszkopikus ateatikai odellt. A odell elieáris pozití redszerosztályba tartozik. A speciális hiperátrix struktúra defiiálja a hálózati eleek kooperációját és a kapcsolatokat leíró differeciálegyelet redszert. Részletese beutattuk a Lyapuo függéy egy új alkalazási lehetőségét tartoáyi szitű iráyításra és példát utattuk alkalazására. Kitértük az alkalazásra a tartoáyi iráyításáak lehetőségére. Kieeltük a odell kiáló képességeit ráutata a forgalo-orietált köryezet szeyezés csökketésére és az iráyításak ilye iráyú kiterjeszthetőségére is. Irodalojegyzék Bacciotti (983) Bacciotti A.: O the positie orthat cotrollability of two-diesioal biliear sys-tes Sys. Cotrol Lett. 3: 53-55 983. Boothby (98) Boothby W. M.: Soé coets o positie orthat cotrollability of biliear systes SIAM J. Cotrol Opti. 0: 634-644 98. Caccetta ad Ruche (000) Caccetta L. Ruche V.: A surey of reachability ad cotrollability for positie liear systes' Aals of Operatios Research ol. 98 pp 0-000. Coxso ad Shapiro (987) Coxso P.G. Shapiro H.: Positie iput reachability ad cotrollability of positie systes Liear Algebra ad its Applicatios 94 (987) 35-53. Faria L. ad Rialdi S (000) Faria L. ad Rialdi S: Positie Liear Systes Theory ad Applicatios. Joh Wiley &; Sos Ic. S. Fazekas T. Peter: (0) 3D Traffic isualizatio FIRST SCIENTIFIC WORKSHOP OF DOCTORAL SCHOOLS Faculty of Trasportatio Egieerig ad Vehicle Egieerig BME (Budapest April 5 0) pp. -8. Doi: KJK0--K4 ISBN 978-963-33-06-9 Fazekas Sádor Péter Taás (0.) 3D odellt alkalazó szofterrel a agyéretű hálózatoko Ioáció és fetartható felszíi közlekedés koferecia (IFFK-0). Koferecia helye ideje: Budapest Magyarország 0.08.9-0.08.3. Budapest: Óbudai Egyete Paper 3. pp. 87-90.(ISBN:978-963-88875-3-5) http://kitt.uiobuda.hu/aws/ Fazekas Sádor Péter Taás (0.) Database syste to support Győr s traffic odelizatio SECOND SCIENTIFIC WORKSHOP OF DOCTORAL SCHOOLS Faculty of Trasportatio Egieerig ad Vehicle Egieerig BME (Budapest Noeber 0) pp. -7. Doi: KJK0-- K4 ISBN 978-963-33-070-4 Kiadó: BME KSK Fazekas S. Péter T. ( 03) Desig of Győr s traffic database Third Scietific Workshop of Faculty Doctoral Schools Budapest Budapest May 8 03 pp. -7. Doi: KJK03--K4 ISBN 978-963-33-080-3 Kiadó: BME KSK Greeberg (959): Greeberg H.: "A Aalysis of Traffic Flow" Operatios Research Vol.7 pp.79-85 959. Greeshields (935): Greeshields B.D.: A study of traffic capacity. Proceedigs of the highway Research Board Proc. Vol. 4. pp. 448-477. 934. Köesé Gilicze É. és Debreczei G. (003): Köesé Gilicze É. Debreczei G. Itelliges közúti közlekedési redszerek és út-járű redszerek ateatikai odellezése és aalízise Kutatási jeletés BME Közlekedésüzei Taszék. Budapest 003. pp -49. Dr. Lakatos Istá (00) Moder eissio test of diesel egies i Europe I: Péter T (szerk.) Syposiu o Eurocofor Coplex Retraiig of Specialists i Road Trasport. 460 p.koferecia helye ideje: Budapest Magyarország 00.06.09-00.06.5. Budapest: BME pp. 47-53. Lakatos Istá (004.) Exaiatio of effect of tiig of charge replace with atheatical odell ad experietally ACTA MECHANICA SLOVACA 8: pp. 403-406. (004) Effectie Productio Trasissio ad Cosuptio of Eergy 6 th Iteratioal Scietific Coferece Lakatos Istá (004.) Effect of tiig o the effiecy ad exhaust of four-stroke ucharged SOHC Otto-egies I: Lehoczky László Kalár László (szerk.) MicroCAD 004 Iteratioal Scietific Coferece. Koferecia helye ideje: Miskolc Magyarország 004.03.8-004.03.9. Miskolc: ME004.pp. 77-83. szekció. Áralás- és hőtechika (ISBN:963-66-6-4) Lakatos Istá (007) Effect of ale tiig o exhaust eissio I: Ao (szerk.) 8th Iteratioal Coferece o Heat Egies ad Eiroetal Protectio. 007. pp. 07- IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás
GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author 4. Koferecia helye ideje: Balatofüred Magyarország 007.05.8-007.05.30. (ISBN:978 963 40 907 ) Lakatos Istá (0) Modelig of a Naturally Aspirated Gasolie Egie i the GT-suite Software Eiroet. I: Matija Fajdiga Jerej Kleec (szerk.). IAT 0 Ioatie Autootie Techology. Koferecia helye ideje: Dolejske Toplice Szloéia 0.04.-0.04.3. Ljubljaa:LAVEK0.pp. 77-94. (ISBN:978-96-6536-6- 5) Lueberger (979) Itroductio to Dyaics Systes Wiley New York 979 Oussaa Derbel Taás Péter Hossi Zebiri Bejai Mourllio ad Michel Basset (0) Modified Itelliget Drier Model Peridoica Polytechica-Trasportatio Egieerig 40/ (0) 53 60. doi: 0.33/pp.tr.0-.0 web: http://www.pp.be.hu/ tr ISSN 587-38 (olie ersio); ISSN 0303-7800 (paper ersio) Oussaa Derbel Peter Taas Hossi Zebiri Bejai Mourllio ad Michel Basset (03) Modified Itelliget Drier Model for drier safety ad traffic stability iproeet 7.IFAC Syposiu Tokyo 03 szept. 4-7. http://www.sice.or.jp/ifac-aac03/details.htl Orgaized by: Iteratioal Federatio of Autoatic CotrolTechical Coittee o Autootie Cotrol (IFAC- TC7.) pp 734-739 3-ik ayag. Doi: SaB.3 Péter (007.) Dr. Péter Taás: Nagyéretû elieáris közlekedési hálózatok odellezése Közlekedéstudoáyi szele 9. 007. Szept. LVII. Éf. pp. 3-33. Péter (007.) Dr. Péter Taás: Nagyéretű közúti közlekedési hálózatok aalízise. MMA Ioáció és fetartható felszíi közlekedés - Koferecia 007. szepteber 4-5-6 Budapest BMF http://www.kitt.bf.hu/aws/idex.htl Péter T. (008) Péter T.: Tetszőleges éretű elieáris közúti közlekedési hálózatok odellezése speciális hálózati gráffal aelybe a gráf csúcsai általáosított szakaszok a gráf élei a csúcsok közötti kooperálót leíró diaikus relációk. A jöő járűe III:(3-4) 6-9 (008). Péter T. (009) Péter T.: Járűforgali redszerek odellezése és iráyítása célok kutatási területek és eredéyek. A jöő járűe IV:(-) 59-78 (009). T. Peter ad M. Basset (009) Applicatio of ew traffic odels for deterie optial trajectories pp. 89-94. Sessios Autoatio ad Mechatroics. (-C- Siste Modellig ad Cotrol). Oct.-Oct.3 INTERNATIONAL FORUM ON STRATEGIC TECHNOLOGIES (IFOST 009) HoChiMih City Uiersity of Techology Vierta. Péter T ad Bokor J (00.) Research for the odellig ad cotrol of traffic I: Scietific Society for Mechaical Egieerig 33rd Fisita-World Autootie Cogress: Proceedigs Budapest Magyarország 00.05.30-00.06.04. Budapest: GTE 00. pp. 66-73. (ISBN:978-963-9058-8-6) Péter T ad Bokor J (00.) Modelig road traffic etworks for cotrol. Aual iteratioal coferece o etwork techologies & couicatios: NTC 00. Thaiföld 00..30-00..30. pp. 8-. Paper. (ISBN:978-98-08-7654-8) Peter Fülep ad Bede (0) The applicatio of a ew pricipled optial cotrol for the dyaic chage of the road etwork graph structure ad the aalysis of risk factors 3th EAEC Europea Autootie Cogress 3th-6th Jue 0. Valecia SPAIN Society of Autootie Egieers (STA) 0. pp. 6-36. (ISBN:978-84-65-794-7) Péter ad Bokor J (0) New road traffic etworks odels for cotrol GSTF Iteratioal Joural o Coputig ol. Nuber. pp. 7-3. DOI: 0.576_00-83_..65 February 0 Péter T. (0.) Modelig oliear road traffic etworks for juctio cotrol Iteratioal Joural of Applied Matheatics ad Coputer Sciece (AMCS) 0 Vol. No. 3. pp. 73-73. DOI: 0.478/006-0-0054- Péter Taás (0.) Paradigaáltás aely elezetett a globális közúti hálózat űködéséek leírásához és a diaikus odell létrehozásához Ioáció és fetartható felszíi közlekedés koferecia (IFFK-0). Koferecia helye ideje: Budapest Magyarország 0.08.9-0.08.3. Budapest: Óbudai Egyete Paper 3. pp. 3-9.(ISBN:978-963-88875-3-5) http://kitt.ui-obuda.hu/aws/ Péter T. Stróbl A. Bede Zs. Kalicsák I. Fazekas S. (03) Ifokouikációs techológiák fejlesztése a agyéretű közúti közlekedési hálózatok közlekedési folyaataiak koplex odellezéséhez a alós közlekedési folyaatok izsgálatára és az optiális iráyítására. Közlekedéstudoáyi Koferecia Győr 03. árcius -. (pp.55-8) Kiadó: Szécheyi Istá Egyete Közlekedési Taszék. ISBN szá: 978-65-598-09-7. Taas Peter Jozsef Bokor ad Adras Strobl (03) Model for the aalysis of traffic etworks ad traffic odellig of Győr pp 67-7. Doi: 003 IFAC Workshop o Adaces i Cotrol ad Autoatio Theory for Trasportatio Applicatios (ACATTA 03) which is to be held i Istabul Turkey 6-7 Septeber 03. http://www.acatta3.itu.edu.tr/ Péter T. ad Fazekas S. (04) Deteriatio of ehicle desity of iputs ad outputs ad odel alidatio for the aalysis of etwork traffic processes. Periodica Polytechica Trasportatio Egieerig Vol. 4.. No. 04. pp. 53-6. Sachko (997) Sachko Y. L.: O positie orthat cotrollability of biliear systes i sall codi-esios SIAM J. Cotrol Opt. 35: 9-35 997. Stróbl A. Péter T. (03). Traffic odelig of Győr i project Sarter Trasport Third Scietific Workshop of IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás
faculty doctoral schools Budapest May 8 03 pp. -7. Doi: KJK03--K7 ISBN 978-963-33-080-3 Kiadó: BME KSK Valcher (996) Valcher M.E.: CotroUability ad reachability criteria for discrete-tie positie sys-tes Iteratioal Joural of Cotrol 65(3) (996) 5-536. Varga (007) Varga I.: "Közúti folyaatok paraétereiek odell alapú becslése és forgalofüggő iráyítása" PhD Értekezés Budapesti Műszaki és Gazdaságtudoáyi Egyete 007. GreeNet hibrid iráyítás Péter Taás Author IFFK 05 Budapest Olie: ISBN 978-963-88875-3-5 Copyright 05 Budapest MMA. Editor: Dr. Péter Taás 3