Система динамического контроля дорожного движения

Необходимость!

Одна из основных проблем любого метрополитена - это заторы на дорогах. Попадание в затруднительное положение между интенсивным движением - головная боль для каждого человека, управляющего транспортным средством, и даже для дорожной полиции, контролирующей движение.

Одним из старейших способов управления дорожным движением было присутствие на каждом перекрестке дорожного полицейского, который вручную контролировал приток трафика с помощью ручной сигнализации. Однако это было довольно громоздко, и тогда возникла необходимость в другом типе контроля - с помощью сигналов движения.

Традиционные контроллеры светофора использовали фиксированный заранее установленный график движения транспорта для каждого направления на перекрестке. Контроллер представлял собой электромеханический контроллер, который состоит из механических систем, управляемых электрически. Он состоит из трех основных частей - циферблатного таймера, соленоида и кулачкового механизма. Двигатель и редуктор в сборе приводят в действие циферблатный таймер, который, в свою очередь, отвечает за включение или отключение питания соленоида, который, в свою очередь, приводит в действие узел кулачка, который отвечает за подачу тока на каждую индикацию сигнала. Циферблатный таймер используется для повторения интервалов фиксированной продолжительности.

Однако сама идея фиксированного светофора не подходит для городов с переменным транспортным потоком. По этой причине необходима динамическая система управления трафиком, которая контролирует светофоры в соответствии с плотностью движения.

Как выглядит система динамического управления движением?

• Дисплей: Это основная дисплей светофора который может видеть водитель транспортного средства или пассажир. Это могут быть обычные газоразрядные лампы накаливания или компоновка из светодиодов.

Отображение дорожного сигнала

• Детекторный блок: Это устройство, которое обнаруживает присутствие транспортных средств и отправляет эту информацию контроллеру для обработки.

На практике детекторы бывают двух типов:

• Индуктивный петлевой детектор: Он представляет собой катушку с проволокой, вставленную в канавку на поверхности дороги, герметизированную резиной. Он обнаруживает изменение частоты. Катушка индуктивности соединена с детектором, который определяет изменение резонансной частоты контура катушки и, соответственно, управляет срабатыванием реле, которое используется для запуска сигналов трафика. В основном это работает по принципу, что когда автомобиль движется по катушке индуктивности, индуктивность катушки уменьшается. Эта уменьшенная индуктивность вызывает увеличение резонансной частоты или частоты колебаний, и блок электроники соответственно посылает электрические импульсы в блок управления для управления переключением светофоров. Однако недостатком такой системы является то, что контуры индуктора подвержены электромагнитным помехам, то есть электромагнитное излучение от других устройств также может влиять на магнитное поле и, следовательно, на индуктивность катушки. Они также более склонны к сбоям и требуют высоких затрат на установку, а также вызывают нарушение трафика.

Контроль дорожного сигнала с помощью индуктивного петлевого детектора

• Датчики, установленные на опорах: Это может быть простой IRLED-фотодиод или блок видеообнаружения, который может обнаруживать присутствие транспортных средств. Это работает по принципу, что когда автомобиль проезжает между ИК-передатчиком и ИК-приемником, ИК-свет блокируется, и в результате увеличивается сопротивление фотодиода. Это изменение сопротивления может быть преобразовано в электрические импульсы, используемые для управления светофором.

Контроль дорожных сигналов с помощью датчиков, установленных на столбах

• Блок контроллера: Это блок, который принимает выходной сигнал детектора, который указывает на присутствие транспортных средств и, таким образом, производит расчет плотности движения и, соответственно, управляет блоком отображения. Это может быть компьютер на базе микропроцессора или простой микроконтроллер.

Блок управления

Простая демонстрация управления дорожным сигналом на основе плотности с помощью ИК-датчиков

Прототип системы управления сигналами светофора может быть изготовлен с использованием ИК-датчиков вместе с микроконтроллером и светодиодами, которые могут оказаться полезными для применения в реальном времени для управления сигналами светофора в зависимости от плотности трафика. Рассматриваемая здесь развязка - это 4-х сторонняя развязка с односторонним движением на каждой стороне. Система состоит из следующих трех основных компонентов:

• Дисплей: состоит из 3 светодиодов - зеленого, красного и желтого на каждой стороне соединения, всего 12 светодиодов.
• Детекторный блок: он состоит из комбинации фотодиода и ИК-светодиода на каждом перекрестке, которая обнаруживает присутствие транспортных средств, обнаруживая изменение сопротивления.
• Блок контроллера: он состоит из микроконтроллера, который принимает выходной сигнал ИК-датчика и, соответственно, управляет свечением светодиодов.

Прототип управления сигналом трафика на основе плотности

Блок-схема, показывающая управление сигналом трафика на основе плотности

В нормальных условиях, т.е. когда на дороге нет транспортного средства, ИК-передатчик или ИК-светодиод излучает ИК-свет, который принимается фотодиодом, который начинает проводить. Поскольку фотодиод проводит, соответствующий транзистор также проводит, давая на выходе низкий логический сигнал. микроконтроллер . Тот же принцип работает для всех остальных схем ИК-датчик-транзистор. Микроконтроллер заставляет каждый светодиод светиться фиксированное время.

Теперь, если есть автомобили, связь между ИК-передатчиком и приемником прерывается, т. Е. Фотодиод получает меньше или совсем не получает света от ИК-диода, и, соответственно, базовый ток транзистора уменьшается, в результате чего проводник переходит в выключенное состояние. Это вызывает вывод высокого логического сигнала с транзистора на микроконтроллер. Соответственно, микроконтроллер изменяет время свечения зеленого светодиода соответствующего перехода на большее значение.

Таким образом, по мере увеличения количества транспортных средств зеленый свет светится все больше времени, обеспечивая быстрое движение транспорта со стороны перекрестка.

Итак, к настоящему времени у нас было краткое представление об управлении сигналы светофора разными способами. Как насчет управления через сам автомобиль, например, связь между транспортным средством и светофорами. Эта система уже используется в некоторых частях мира. Узнайте об этом и поделитесь своим мнением.

Фото:

• Отображение дорожного сигнала Викимедиа
• Блок управления зашифрованный-tbn3