Necesitatea!
Una dintre problemele majore cu care se confruntă orice oraș de metrou este congestia traficului. A fi blocat între trafic intens este o durere de cap pentru fiecare persoană care conduce vehiculul și chiar pentru poliția rutieră în controlul traficului.
Unul dintre cele mai vechi moduri de gestionare a traficului a fost acela de a dispune un polițist rutier la fiecare intersecție și care controlează manual fluxul de trafic prin semnalizarea manuală. Cu toate acestea, acest lucru a fost destul de greoi și apoi a venit nevoia unui alt tip de control - folosind semnale de trafic.
Controlorii tradiționali ai semaforului au folosit un program prestabilit fix pentru fluxul de trafic pentru fiecare direcție din joncțiune. Controlerul era un controler electromecanic care constă din sisteme mecanice acționate electric. Se compune din trei părți majore - un cronometru de apelare, un solenoid și un ansamblu cam. Un motor și un ansamblu de angrenaje acționează temporizatorul de apelare care, la rândul său, sunt responsabili pentru alimentarea sau dezactivarea unui solenoid care, la rândul său, acționează un ansamblu cu came, care sunt responsabili să furnizeze curent fiecărei indicații de semnal. Cronometrul de apelare este utilizat pentru a furniza repetarea intervalelor de durată fixe.
Cu toate acestea, întreaga idee a unui controler de semafor cu timp fix nu este convenabilă pentru orașele în care fluxul de trafic este variabil. Din acest motiv este necesar un sistem de control dinamic al traficului, care să controleze semnalele de trafic în funcție de densitatea traficului.
Cum arată un sistem dinamic de control al traficului?
- Un ecran: Este elementul de bază afișarea semnalului de trafic pe care șoferul vehiculului sau navetistul le poate vedea. Poate fi o lămpi convenționale cu descărcare incandescentă sau un aranjament de LED.
Un afișaj al semnalului de trafic
- O unitate detector: Este unitatea care detectează prezența vehiculelor și trimite aceste informații către controler pentru a fi procesate.
Practic există două tipuri de detectoare:
- Detector de buclă inductivă: Se compune dintr-o bobină de sârmă încorporată într-o canelură de pe suprafața drumului, care este sigilată cu un cauciuc. Detectează schimbarea frecvenței. Bobina inductor este conectată cu detectorul care detectează schimbarea frecvenței de rezonanță a buclei bobinei și, prin urmare, controlează declanșarea releului care este utilizat pentru a declanșa semnalele de trafic. Practic, funcționează pe principiul că, atunci când o mașină se deplasează peste bobina inductorului, inductanța bobinei scade. Această inductanță scăzută determină creșterea frecvenței de rezonanță sau de oscilație și unitatea electronică în consecință trimite impulsuri electrice către unitatea de control pentru a controla comutarea semaforelor. Cu toate acestea, un dezavantaj al unui astfel de sistem este că buclele inductorului sunt predispuse la interferențe electromagnetice, adică radiațiile electromagnetice de la alte dispozitive pot afecta, de asemenea, câmpul magnetic și, prin urmare, inductanța bobinei. De asemenea, sunt mai predispuși la eșec și necesită costuri ridicate de instalare și provoacă, de asemenea, întreruperea traficului.
Controlul semnalului de trafic folosind detectorul de buclă inductivă
- Senzori montați pe poli: Poate fi un simplu aranjament IRLED-Photodiode sau o unitate de detecție video care poate detecta prezența vehiculelor. Acest lucru funcționează pe principiul că atunci când o mașină trece între emițătorul IR și receptorul IR, lumina IR este blocată și, ca rezultat, crește rezistența fotodiodei. Această modificare a rezistenței poate fi convertită în impulsuri electrice, utilizate pentru controlul semaforelor.
Controlul semnalului de trafic folosind senzori montați pe poli
- O unitate de control: Unitatea care primește ieșirea detectorului este cea care oferă o indicație a prezenței vehiculelor și, prin urmare, face un calcul al densității traficului și, în consecință, controlează unitatea de afișare. Poate fi un computer bazat pe microprocesor sau un simplu microcontroler.
O unitate de control
O demonstrație simplă a controlului semnalului de trafic bazat pe densitate utilizând senzori IR
Un prototip de sistem de control al semnalului de trafic poate fi realizat folosind senzori IR împreună cu microcontroler și LED-uri care pot dovedi o valoare pentru aplicația în timp real de control al semnalelor de trafic pe baza densității traficului. Joncțiunea luată în considerare aici este o joncțiune cu 4 laturi cu flux de trafic în fiecare parte într-un singur mod. Sistemul constă din următoarele trei componente principale:
- Unitate de afișare: Este formată din 3 LED-uri, verde, roșu și chihlimbar pe fiecare parte a joncțiunii, cu un total de 12 LED-uri.
- Unitate de detecție: constă dintr-un aranjament de fotodiodă și combinație de LED-uri IR la fiecare joncțiune care detectează prezența vehiculelor prin detectarea schimbării rezistenței.
- Unitate de control: Este alcătuită dintr-un microcontroler care primește ieșirea senzorului IR și, în consecință, controlează strălucirea LED-urilor
Un prototip de control al semnalului de trafic bazat pe densitate
Diagrama bloc care arată controlul semnalului de trafic bazat pe densitate
În condiții normale, adică atunci când nu există vehicul pe drum, transmițătorul IR sau LED-ul IR transmit lumină IR care este recepționată de fotodiodă, care începe să conducă. Pe măsură ce fotodioda conduce, tranzistorul corespunzător conduce, de asemenea, dând o ieșire de semnal logic scăzut către microcontrolerul . Același principiu funcționează pentru toate celelalte aranjamente senzor IR-tranzistor. Microcontrolerul face ca fiecare LED să lumineze pentru o perioadă fixă de timp.
Acum, dacă există prezența vehiculelor, comunicația dintre transmițătorul IR și receptor este întreruptă, adică fotodioda primește mai puțină sau deloc cantitate de lumină de la dioda IR și, în consecință, curentul de bază către tranzistor se reduce, făcând în cele din urmă conductorul să meargă la starea oprită. Acest lucru determină o ieșire a semnalului logic ridicat de la tranzistor, la microcontroler. Microcontrolerul modifică în consecință timpul de strălucire al LED-ului verde al joncțiunii corespunzătoare la o valoare mai mare.
Astfel, pe măsură ce numărul de vehicule crește, lumina verde luminează mai mult timp, permițând un flux rapid de trafic din partea joncțiunii.
Deci, până acum, aveam o scurtă idee despre control semnale de trafic folosind diferite mijloace. Ce zici de un control prin vehicul în sine, cum ar fi o comunicare între vehicul și semnalele de trafic. Acest sistem este deja utilizat în unele părți ale lumii. Aflați mai multe despre acest lucru și dați feedback.
Credit foto:
- Afișarea semnalului de trafic de către wikimedia
- Unitate de control de criptat-tbn3
