ระบบควบคุมสัญญาณไฟจราจรแบบเป็นพื้นที่ (Area Traffic Control: ATC)

?

Area Traffic Control: ATC

ระบบควบคุมสัญญาณไฟจราจรแบบเป็นพื้นที่?

กานต์ เฉลิมวงศ์พันธ์

ภาควิศวกรรมโยธา

?
?

ระบบควบคุมสัญญาณไฟจราจรแบบเป็นพื้นที่ (ATC: Area Traffic Control หรือ UTC: Urban Traffic Control) คือ ระบบการบริหารจราจรแบบอัจฉริยะ โดยการใช้เทคโนโลยีด้านคอมพิวเตอร์ในการประมวลผลและเชื่อมโยงการบริหารจัดการจราจรของแต่ละทางแยกเข้าด้วยกัน โดยการจัดจังหวะรอบสัญญาณไฟจราจร (Traffic Signal Timing) ให้สอดคล้องกับปริมาณการจราจรจริงบนถนนโครงข่ายในขณะนั้น


สัญญาณไฟจราจรที่มีอยู่เดิมทำงานอย่างไร ?

?

ก่อนอื่นขอกล่าวถึงขั้นตอนการทำงานของระบบสัญญาณไฟจราจรที่มีอยู่เดิมก่อน การควบคุมสัญญาณไฟสามารถแบ่งโดยคร่าวๆ เป็น 2 ลักษณะคือ การควบคุมการจราจรแบบอัตโนมัติ และการควบคุมโดยตำรวจจราจร ตัวอย่างตู้ควบคุมการจราจรดังแสดงในรูปที่ 1

?

?

การควบคุมการจราจรแบบอัตโนมัติ ระยะเวลารอบสัญญาณไฟจราจร หรือระยะเวลาไฟแดง เขียวและเหลือง ได้จากการออกแบบของวิศวกร ที่นำข้อมูลปริมาณจราจรที่เก็บได้ในแต่ละช่วงเวลามาคำนวณหาระยะเวลารอบสัญญาณไฟที่เหมาะสม จากนั้นข้อมูลทั้งหมดจะถูกบันทึกลงตู้ควบคุมการจราจร เพื่อนำไปใช้งานตามการตั้งโปรแกรมต่อไป


การเก็บข้อมูลปริมาณจราจรบริเวณทางแยก โดยปกติการเก็บข้อมูลจะแบ่งเป็นข้อมูลวันธรรมดาและวันหยุดเสาร์-อาทิตย์ ในวันที่เลือกเก็บข้อมูลจะแบ่งเป็น 3 ช่วง ตามช่วงเวลาเร่งด่วน (เช้า กลางวันและเย็น) ในแต่ละช่วงเวลาจะเก็บปริมาณจราจรต่อเนื่อง 2-3 ชั่วโมง การนับปริมาณจราจร ต้องมีการแบ่งตามประเภทของยานพาหนะและทิศทางการเดินรถ การเก็บข้อมูลทำได้หลายวิธี เช่น ใช้คนเก็บ สมมติว่าเก็บข้อมูลบริเวณ 4 แยก แบ่งประเภทของยานพาหนะ 8 ประเภท การเดินทางออกจากทางแยกต่อ 1 ขา คือ ตรง เลี้ยวซ้ายและเลี้ยวขวา รวมแล้วใช้คนเก็บข้อมูลทั้งสิ้น {8 ประเภท(ยานหาพนะ) x 3 ทิศทาง(ตรง เลี้ยวซ้ายและเลี้ยวขวา) x 4 แยก = 96 คนต่อทางแยก} แต่เวลาใช้คนลงสนามเพื่อเก็บข้อมูลจริงอาจเหลือเพียง 10 กว่าคนต่อทางแยก บางท่านอาจสงสัยว่า ?คนหายไปไหนเกือบ 80 กว่าคน? ขึ้นอยู่กับงบประมาณและเทคนิคการแบ่งหน้าที่ในการเก็บข้อมูลครับ ปัญหาอื่นๆ ที่อาจจะเกิดขึ้นเมื่อใช้คนเก็บข้อมูล เช่น การรวมตัวกันในตอนเช้าตรู่ ทีมงานเก็บข้อมูลขาดงาน และความผิดพลาดที่เกิดจากคน 1 คน ต้องเก็บข้อมูลหลายอย่างในเวลาเดียวกัน เป็นต้น จากนั้นนำข้อมูลปริมาณจราจรที่ได้ทั้งหมดมาแปลงเป็นยานพาหนะประเภทเดียวกัน โดยยึดรถนั่งส่วนบุคคลเป็นเกณฑ์ การแปลงทำได้โดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณสัดส่วน (Passenger Car Unit, PCU) เช่น รถบรรทุก 1 คัน เทียบเท่ารถนั่งส่วนบุคคล 3 คัน (รถบรรทุกมีค่า PCU = 3) เมื่อประเภทของยานพาหนะทั้งหมดถูกแปลงเป็นประเภทเดียวกันแล้วเสร็จ ปริมาณจราจรที่ได้จะถูกนำไปออกแบบระยะเวลารอบสัญญาณไฟจราจรต่อไป การแปลงค่ายานพาหนะประเภทอื่นๆดังแสดงในตารางที่ 1 ค่าสัมประสิทธิ์ตัวคูณของยานพาหนะ

เป็นอย่างไรบ้างครับ พอเห็นความวุ่นวายในการเก็บข้อมูลในแต่ละครั้งบ้างหรือยัง แต่ความวุ่นวายยังไม่จบเพียงเท่านี้ ข้อมูลที่กล่าวมาทั้งหมดจะต้องเก็บใหม่ทุกๆ 3 เดือน หรือน้อยกว่านั้น โดยขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงปริมาณการจราจรของเมืองในแต่ละเมือง บางท่านอาจสงสัยว่า การเก็บข้อมูลสำคัญขนาดนั้นเลยหรือ ถ้าให้ตำรวจจราจรดูแลทั้งหมด จะดีกว่าหรือเปล่า คำตอบคือ ตำรวจจราจรดูแลทุกทางแยกไม่ไหวหรอกครับ แค่จับผู้กระทำผิดกฎจราจรก็เหนื่อยแล้ว ที่สำคัญในแต่ละปีตำรวจจราจรป่วยด้วยโรคทางเดินหายใจเป็นจำนวนมาก? ระยะเวลารอบสัญญาณไฟจราจร จริงๆ แล้วต้องได้จากผลการคำนวณของวิศวกรเท่านั้น ผลที่ได้จากการตัดสินใจของคนจะช่วยแก้ปัญหาได้แค่เฉพาะพื้นที่รับผิดชอบหรืออาจจะไม่ได้เลย แต่ถ้ามองภาพรวมของระบบโครงข่ายถนนเมื่อไหร่ ทุกทางแยกจะพยายามผลักดันปัญหาการจราจรติดขัดจากพื้นที่รับผิดชอบของตนไปสู่พื้นที่อื่นๆ ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับการบริหารการจราจรของต่างประเทศแล้ว การบริหารการจราจรจะให้ความสำคัญกับการจัดการระบบโครงข่ายการจราจรเป็นสำคัญ ซึ่งจะแตกต่างกับบ้านเราโดยสิ้นเชิง


ระบบควบคุมสัญญาณไฟจราจรแบบเป็นพื้นที่ (ATC)


การนำระบบ ATC มาใช้ในการควบคุมสัญญาณไฟจราจรโดยอาศัยคอมพิวเตอร์จะแบ่งเบาภาระเจ้าพนักงานตำรวจทั้งทางแยก และศูนย์ควบคุมการจราจร อีกทั้งยังลดภาระของหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในการตรวจสอบการทำงานของอุปกรณ์สัญญาณไฟจราจรและการปรับจังหวะสัญญาณไฟจราจรที่ทางแยกต่างๆ ซึ่งส่วนประกอบของระบบ ATC ดังแสดงในรูปที่ 2

ปรัชญาของระบบ ATC คือ การใช้บุคลากรและผิวจราจร ซึ่งเป็นทรัพยากรที่มีอยู่อย่างจำกัดให้เกิดประโยชน์สูงสุด การช่วยบรรเทาปัญหาจราจรโดยแท้จริงแล้วไม่ใช่เป็นเพราะตัวระบบแต่เป็นผลลัพธ์เมื่อนำระบบ ATC มาใช้ ซึ่งนอกจากจะสามารถควบคุมการจราจรที่ทุกทางแยกให้ประสานสัมพันธ์กันและสอดคล้องกับสภาพจราจรที่เกิดขึ้นจริงแล้วยังสามารถนำเจ้าพนักงานจราจรจำนวนมากที่เคยต้องรับผิดชอบในการควบคุมที่ทางแยกมากวดขันเรื่องวินัยจราจร ซึ่งยอมรับกันโดยทั่วไปว่าเป็นสาเหตุสำคัญประการหนึ่งของปัญหาการจราจรติดขัด แผนผังการทำงานของระบบ ATC ดังแสดงในรูปที่ 3

ระบบสามารถจัดจังหวะสัญญาณไฟจราจรให้สอดคล้องกับสภาพจราจรที่เกิดขึ้นจริง โดยระบบจะรับข้อมูลสภาพการจราจรผ่านทางระบบตรวจสอบสภาพการจราจร (Detection System) เช่น ระบบตรวจวัดปริมาณจราจรแบบ Loop Detector หรือกล้องตรวจสภาพการจราจร (CCTV) เป็นต้น รูปตัวอย่างอุปกรณ์ที่ติดตั้งบริเวณทางแยก เพื่อใช้ตรวจวัดปริมาณจราจรดังแสดงในรูปที่ 4 ระบบ Loop?Detector และ Close Circuit Television (CCTV)

เมื่อระบบได้รับข้อมูลปริมาณการจราจร คอมพิวเตอร์แม่ข่ายจะทำการประมวลผลข้อมูลทั้งหมดของโครงข่ายถนน (Network) เพื่อออกแบบระยะเวลารอบสัญญาณไฟให้เชื่อมโยงกันอย่างต่อเนื่อง เปรียบเสมือนมีวิศวกรคอยดูแลการจราจรอยู่ตลอดเวลา และผลของการออกแบบจะถูกนำไปใช้ในการจัดการจังหวะสัญญาณไฟจราจรของรอบถัดไปทันที ตัวอย่างการเชื่อมโยงสัญญาณไฟเขียวของแต่ละทางแยกบนถนนสายหลัก เพื่อให้การจราจรระบายได้อย่างคล่องตัว ดังแสดงในรูปที่ 5 การเชื่อมโยงสัญญาณไฟจราจรแบบโครงข่าย

ปัจจุบันระบบควบคุมสัญญาณไฟจราจรแบบเป็นพื้นที่ (ระบบ ATC) ยังสามารถใช้ควบคุมร่วมกับอุปกรณ์หรือระบบอื่นๆที่ติดตั้งบนถนน ซึ่งน่าจะพอสังเกตเห็นได้จากชื่ออุปกรณ์เหล่านั้นมักมีคำลงท้ายเหมือนกันว่า ?อัจฉริยะ? ซึ่งตัวอย่างของอุปกรณ์หรือระบบที่สามารถใช้ควบคุมร่วมกับระบบ ATC ดังแสดงในรูปที่ 6 ระบบควบคุมสัญญาณไฟจราจรแบบเป็นพื้นที่ (ระบบ ATC)

ข้อดีของระบบควบคุมสัญญาณไฟจราจรแบบ Real Time Adaptive System

?

  1. ในสภาพการจราจรปกติ ระบบสามารถช่วยลดความล่าช้าและการหยุด เมื่อเทียบกับการจัดสัญญาณไฟจราจรแบบอื่นๆ
  2. ในสภาพการจราจรไม่ปกติ เช่น เกิดอุบัติเหตุหรือสภาพจราจรคับคั่งเนื่องจาก สภาพอากาศ เหตุการณ์ที่ไม่คาดหมายไว้ก่อน ระบบสามารถปรับรูปแบบสัญญาณไฟให้สอดคล้องกับสภาพการจราจรที่ผิดปกติได้ ดังนั้นการจราจรจึงสามารถเคลื่อนตัวไปได้โดยไม่ติดขัดจนกระทั่งถึงขั้นวิกฤติ
  3. การจัดรูปแบบสัญญาณไฟที่เหมาะสม ระบบสามารถจัดรูปแบบสัญญาณไฟที่เหมาะสมได้ถึงแม้รูปแบบการจราจรจะเปลี่ยนไปตามกาลเวลาเนื่องจากสัญญาณไฟจะถูกปรับให้เข้ากับการจราจรที่เปลี่ยนไปอยู่ตลอดเวลาได้โดยไม่ต้องมีการปรับเปลี่ยนระบบใหม่

ประโยชน์ด้านอื่นๆ โดยอ้างอิงจากงานวิจัยของระบบ SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System) ในประเทศออสเตรเลีย ได้สรุปประโยชน์ของการติดตั้งระบบ ATC (Area Traffic Control) ไว้ดังแสดงในรูปที่ 7 ประโยชน์ของการติดตั้งระบบ ATC

แสดงความคิดเห็น