100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает датчик включения светофора

Принципы работы светофора

zeleniy-svet

Светофор пришел на смену регулировщику, заменив жесты на световые сигналы: движение разрешено — зеленый сигнал, движение запрещено — красный и между ними промежуточный — желтый, предупреждающий о смене сигналов.

По мере усложнения условий движения появились различные типы светофоров.

Светофор представляет собой светотехническое устройство, предназначенное для последовательного включения на заданное время определенных сигналов.

Работой светофора управляет контроллер либо вычислительное устройство. Предусмотрена возможность управления светофором вручную со специального пульта. Однако опыт показывает, что регулировщик может без надобности в силу чисто психологических причин увеличивать время действия тех или иных сигналов, что приводит к задержке транспортных средств.

Рис. 1. Принципиальная схема устройства контроллера электромеханического типа. Внизу - профилированный диск.

Рис. 1. Принципиальная схема устройства контроллера электромеханического типа. Внизу — профилированный диск.

При автоматической работе светофора переключение сигналов производится контроллером, представляющим собой электромеханическое или электронное устройство. Простейшим контроллером является электромеханический с одной программой (рис. 1).

Он работает следующим образом.

Однофазный синхронный электродвигатель 1 вращает редуктор 2, передаточное отношение которого выбирается с учетом характеристик двигателя и длительности цикла. На специальной оси укреплены профилированные диски 3. Диски при вращении поочередно замыкают и размыкают контакты 4 через которые к обмотке поляризованного реле 6 подводится постоянный ток различной полярности. При срабатывании реле контактами 7 и 5 включается один из трех сигналов светофора. На схеме показано положение, когда контакт 7 включил желтый сигнал. При дальнейшем вращении кулачка замыкается другая группа контактов 4, посылая в реле 6 ток обратной полярности. В результате контакт 7 притягивается, а контакт 5 перебрасывается в положение, показанное пунктиром, при этом включается красный сигнал светофора 8. Продолжительность красного сигнала равна времени скольжения контакта по той части профилированного диска, которая соответствует красной фазе. После красного сигнала включается желтый, зеленый, желтый и опять красный. Автомат может управлять одновременно несколькими светофорами.

Однако набор дисков в одном контроллере обеспечивает управление светофором на перекрестке только по одной заранее составленной программе, т. е. в полном соответствии с конфигурацией дисков и их взаимным размещением. Между тем интенсивность движения весьма существенно изменяется в течение суток и поэтому программа работы светофора (рассчитанная на какую-то определенную интенсивность) не может обеспечить оптимальное регулирование в течение всех 24 часов.

Для оптимизации процесса регулирования применяются контроллеры с несколькими программами. Обычно бывает достаточно трех программ: одна для часов пик, другая работает в дневное время, а третья — ночью. Такие контроллеры, как правило, выполняются на электронной базе и не имеют набора профилированных дисков и переключающих реле.

Системы вызывного действия

В местах пересечения магистралей с местными проездами иногда устанавливаются вызывные устройства, которые предназначены для перекрытия движения по магистрали на время проезда единичных транспортных средств по второстепенной дороге.

Принцип действия вызывного устройства заключается в следующем. Со стороны второстепенной улицы перед перекрестком устанавливают транспортный детектор — чувствительный элемент, реагирующий на движение транспортных средств. Наибольшее применение получили индуктивные и ультразвуковые детекторы. На главной магистрали постоянно включен зеленый сигнал, а со стороны второстепенного направления — красный. Если по второстепенной улице к магистрали приблизится автомобиль, то транспортный детектор пошлет сигнал в контроллер, который через заданный промежуток времени для второстепенного направления включит сначала желтый, а затем зеленый сигналы, обеспечивающие выезд автомобиля на главную магистраль. После проезда автомобиля восстанавливается обычное положение — зеленый сигнал на основной магистрали, красный — на второстепенной.

Читайте так же:
Как обрабатывают и хранят кровь

Устройства вызывного действия могут применяться и для пешеходов в местах, где их движение носит эпизодический характер (например, на пешеходных переходах, расположенных возле школ, детских учреждений и т. п.). На таких пешеходных переходах устанавливают кнопочный датчик, с помощью которого сами пешеходы включают для себя зеленый, а для транспортных средств — красный сигнал. Применение пешеходных вызывных устройств существенно повышает безопасность движения пешеходов и способствует сокращению задержек транспортных средств.

Рис. 2. Гибкая система управления светофорной сигнализацией на перекрестке. 1 — контроллер со счетно-решающим устройством, 2 — транспортные детекторы индуктивного типа, 3 — светофоры, 4 — управляемый знак со сменным изображением.

Гибкие системы управления светофорной сигнализацией для отдельного перекрестка

Автоматы, работающие по заранее заданным программам, не имеют обратной связи от объекта управления, то есть от транспортного потока. Последовательность сигналов и их длительность остаются постоянными независимо от наличия или отсутствия транспортных средств на подходах к перекрестку. Чтобы повысить эффективность регулирования, на сложных транспортных узлах используются более совершенные контроллеры, снабженные счетно-решающими устройствами. Принцип работы такого контроллера заключается в следующем (рис. 2). На всех подходах к перекрестку устанавливаются детекторы 2, собирающие информацию о наличии и количестве прибывающих с различных направлений транспортных средств, которая по каналу связи поступает в счетно-решающее устройство 1. Контроллер включает зеленый сигнал для того направления, с которого раньше появились автомобили.

Одновременно собирается информация о прибывающих к перекрестку автомобилях с других направлений. Если по истечении установленного времени горения зеленого сигнала в данном направлении больше не прибывают автомобили, то контроллер автоматически переключает зеленый сигнал на то направление, по которому к перекрестку раньше прибыла группа транспортных средств. Если поток транспорта не закончился, то действие зеленого сигнала продлевается на определенную величину. Таким образом, переключение сигналов светофоров 3 осуществляется с учетом загрузки каждого направления и очередности пребывания автомобилей к перекрестку.

Система может управлять знаками 4, на которых счетно-решающим устройством выбирается то изображение, которое требуется в конкретной ситуации (например, ограничение скорости, запрещение поворотов). Контроллеры со счетно-решающим устройством для гибкого регулирования на сложных перекрестках выпускаются отечественными предприятиями и успешно функционируют во многих городах нашей страны.

"Умные" светофоры, датчики в асфальте. Как технологии борются с пробками и нарушителями

Беспилотные авто, электромобили, дроны над суперскоростными трассами — это визуальный символ "умного" мегаполиса будущего. Что-то из этого вы наверняка представляете, когда слышите, что технологии изменят дороги. Сегодня инновации, которые реально меняют их, не столь кинематографичны. Зато они умеют решать кучу других проблем. Уже существуют алгоритмы, умеющие находить ворованные авто, предсказывать заторы и подсказывать, как их "разрулить". А еще загаджетованные светофоры и датчики (вы даже не представляете, как их много), которые следят за всем, что происходит на дороге. Рассказываем подробно, где и каким образом они применяются.

Что такое "умный" светофор? Как он работает?

Это светофор, связанный с компьютером. Им управляет программа, которая позволяет ему как самому принимать решения, так и "советоваться" с другими светофорами и действовать синхронно с ними. В Москве более 40 тыс. светофоров. Из них 2,5 тыс. — такие "умные" объекты. Для них есть несколько режимов управления.

Беспилотные машины уже ездят по Москве.

  • Локальный режим. Светофоры работают по заранее заложенной в них программе отдельно от других светофорных объектов. Как правило, это такие сценарии, как утренний час пик, вечерний час пик и день.
  • Координированное управление. В этом режиме светофоры работают в координации, т.е. объекты связаны между собой. Как правило, это применяется на вылетных магистралях.
Читайте так же:
Объявлена стоимость самой большой в мире ветряной электростанции

"По такой программе светофоры связаны между собой и работают синхронно, чтобы пропускать определенное количество автомобилей и поддерживать определенную интенсивность на участке. В Москве такая программа работает на сотне участков. Например, на Алтуфьевском, Варшавском шоссе, Ленинском проспекте", — говорит Дмитрий Горшков, заместитель руководителя ЦОДД

  • Адаптивный режим. Такие светофоры на основании поступающих к ним данных самостоятельно определяют дорожную ситуацию и адаптируются к ней. Информацию о транспортном потоке они получают с помощью индукционных петель или датчиков, вмонтированных в дорожное полотно на перекрестке. Такое оборудование позволяет определять не только плотность потока, но и тип автомобиля, подъезжающего к перекрестку, в том числе выделять из потока общественный транспорт. Эту информацию адаптивные светофоры также передают в центр управления.

"В таком режиме светофоры работают на пересечении Чонгарского и Симферопольского бульваров, в Зеленограде, при проезде тоннелей между улицами Иловайская — Шоссейная и Батайская — Курская. В асфальт вмонтированы датчики, они распознают появление городского транспорта — автобусов, трамваев — и позволяют сразу включать зеленый свет для их приоритетного проезда. Для автомобилистов такая схема тоже удобна, потому что они останавливаются только тогда, когда нужно пропустить общественный транспорт", — рассказал Горшков.

  • Централизованное управление из ситуационного центра.

"Круглосуточно у нас работает дежурная смена. Специалисты постоянно взаимодействуют с ГИБДД, МЧС и другими городскими службами. При необходимости они вмешиваются в работу светофоров и с помощью ручного управления увеличивают фазы для наиболее загруженных направлений", — добавил представитель ЦОДД.

Кстати, эти "умные" светофоры производят в России, на предприятиях Ростеха. Оборудование поставляется не только в Москву, но и в другие регионы — Санкт-Петербург, Ярославскую и Кемеровскую область.

Где стоят датчики? А видеокамеры?

Как изменится авторынок в России через семь лет

На московских дорогах больше 3 тыс. различных датчиков, которые собирают информацию о машинах и загруженности дорог. Эти датчики повсюду — на перекрестках, на трассах. Есть те, что "закапываются" в асфальт, — это индукционные петли. Они выполняют роль невидимого регулировщика. Когда трамвай подъезжает к перекрестку, они "включают" ему зеленый свет. Обычно все такие датчики умеют измерять, сколько машин, по какой полосе, в какой промежуток времени проехали.

Также в Москве примерно 2 тыс. комплексов фотовидеофиксации. Они работают в местах с высокой аварийностью. И позволяют следить за дорожной обстановкой в режиме реального времени.

"Комплексы фотовидеофиксации стоят не только только над дорогами, но и на бортах подвижного состава. Собранные данные используются для дорожной аналитики. Сейчас в день обрабатывается порядка 50 млн проездов", — продолжает Дмитрий Горшков. Еще, по его словам, само появление на каком-либо участке фиксаторов снижает аварийность. "Количество погибших в авариях на дорогах Москвы сократилось почти на 10% за полгода, а с 2010 года удалось сократить количество погибших на 39%", — приводят цифры в ЦОДД.

Как подсвеченные столбы влияют на безопасность

Вы обращали внимание на то, что сейчас во многих местах "светятся" не только сами светофоры, но и опоры, на которых они стоят? Казалось бы, такое простое решение, трудно назвать его инновационным. Но, по данным холдинга Швабе (входит в состав корпорации "Ростех" и обслуживает ИТС Москвы), эти подсвеченные столбы помогают повысить безопасность.

Читайте так же:
Как выращивают подсолнечник

Как работают светофоры: неизвестная сторона мегаполиса

Первый светофор Новосибирск обрел через десятилетие после Ленинграда и Москвы — в начале 40-х годов прошлого века. Это было трехсекционное ламповое электрическое устройство, переключал которое дежуривший возле светофора постовой. Установили первый светофор на перекрестке улиц Серебренниковской и Сибревкома. Именно это место было определено из-за наличия школы №12, а также большого потока переходящих дорогу работниц швейной фабрики.

Сейчас в Новосибирске около 400 светофорных объектов. В понятие «светофорный объект» входит совокупность всех светофоров, установленных на перекрестке. Обслуживанием 366 объектов занимается специализированное монтажно-эксплуатационное учреждение (ГБУ НСО СМЭУ). Остальные светофоры обслуживаются иными организациями. Как правило, это те светофоры, которые находятся вблизи торговых центров и крупных производственных объединений.

Дежурный по городу

За работой сотен светофоров следит всего один дежурный. Но такое отслеживание осуществляется круглосуточно. Перед дежурным несколько экранов, на которые выводятся все данные о работе объектов, подключенных к системе АСУДД (Автоматизированная система управления дорожным движением). Также рабочее помещение дежурного оборудовано большими мониторами на стене с электронной картой города — на ней отмечены светофорные объекты.

«Розовым цветом отмечены перекрестки, находящиеся в координированном управлении, красным — светофоры, потерявшие связь с центральным управляющим пунктом. Причины потери связи выясняет дежурный механик, выезжая на место расположения светофорного объекта», — рассказывает замначальника ГБУ НСО СМЭУ Евгений Барсуков.

Причины, по его словам, могут быть различными, например, отключение электроэнергии, обрыв линии связи, дорожно-транспортное происшествие, при котором поврежден светофорный объект и так далее.

«В ночное время некоторые светофоры переходят в режим «желтого мигания», что также отображается на карте», — добавляет Барсуков.

Поступающую информацию о неисправности светофоров дежурный сразу же передает бригаде, оперативно выезжающей на место. «Все зависит от сложности неисправности, светофор может выйти из строя в ночное время, а утром уже будет работать, и проезжающие через перекресток водители не догадываются, что дежурный механик всю ночь его «запускал »», — поясняет собеседник.

Бывают и более серьезные аварии. Например, 30 июля произошел провал проезжей части на пересечении улицы Гоголя и Красного проспекта, который частично разрушил тротуар, где находилась стойка светофора. В итоге пришлось немедленно демонтировать наклонившийся светофор.

«При этом (нужно было) обеспечить работу по временной схеме в течение недели, так как восстановление нужно проводить после окончания всех работ на перекрестке и (это) довольно трудоемкий процесс», — привел пример Барсуков.

Но такое, по его словам, случается редко, «чаще всего светофорные стойки страдают в результате ДТП».

На наиболее напряженных участках до прибытия дежурной бригады, как правило, осуществляют ручное регулирование сотрудники ГИБДД, поскольку СМЭУ с инспекцией работает в тесном контакте. И чаще именно инспекторы ДПС первые сообщают о неисправностях в режиме работы светофоров.

СМЭУ осуществляет не только «выездной» ремонт. В отделе контрольно-измерительных приборов ремонтируют дорожные контроллеры (обеспечивают связь светофоров с системами контроля и управления), вышедшие из строя.

Лампы и светодиоды

Сейчас на новосибирских перекрестках используют два вида светофоров: ламповые и светодиодные. И у тех, и у других есть свои плюсы и минусы.

Ламповые светофоры состоят из обычной лампочки и цветной линзы. «Ламповые хорошо работают и просты в обслуживании, некоторые на службе более 30 лет», — говорит Барсуков, но тут же отмечает их минусы. Например, лампочки менее надежны, чем светодиодные линзы, и при этом потребляют больше электроэнергии.

Читайте так же:
Как делают электронные замки (видео)

Светодиодные светофоры появились в Новосибирске в прошлом десятилетии. Они значительно заметнее при любой погоде. Такой регулировщик движения энергоэффективен, не требует регулярных замен сгоревших ламп, некоторые облада ют функцией обратного отсчета времени.

Но и в этом случае есть нюанс: бывает, что время (отсчет) уже вышло, а смена цвета сигнала у такого светофора задерживается. Это может спровоцировать непонятную ситуацию для участников движения.

Зеленый и красный

Автоматизированная система управления дорожным движением сформировала оптимальный режим времени работы зеленого и красного сигналов светофора. Это время заложено на сервере системы.

В ней предусмотрено множество планов координации движения транспортных потоков на центральных магистралях. В частности, в разные дни недели для автомобилистов могут быть запущены разные режимы работы светофоров для увеличивается пропускной способности дорожной сети.

В Новосибирске можно попасть и под «зеленую волну, которая позволяет автомобилистам, соблюдающим скоростной режим, проехать ни разу не остановившись на магистрали. Проверить это можно, например, на участке от площади Калинина до площади Южная, если двигаться со скоростью 50 километров в час без остановок .

Но горожане на фоне растущего количества автомобилей технологических улучшений часто не замечают. Тем более, что внедрение алгоритмов происходит постепенно. Народная критика, по традиции, не утихает.

Сейчас в Новосибирске количество времени для пешехода в среднем около 20 секунд. Если на широкополосной дороге есть островки безопасности, то время может быть сокращено. Но пешеходы, отмечает собеседник, все равно не довольны отведенным для них временем, а автомобилисты, соответственно, своим.

«Без понимания принципа работы системы многие утверждают, что она не работает. А при этом среднее время прохождения одного из самых напряженных участков Красного проспекта от улицы Гоголя до площади Ленина около семи минут, до внедрения АСУДД было около 40 минут», — напоминает Барсуков.

Светофорные проблемы

Работа системы светофоров налажена неплохо, говорят специалисты, но остается еще много нерешенных проблем. Например, в настоящее время на связи с центром находятся только 149 светофорных объектов. Чтобы остальные отображались на мониторах СМЭУ, нужно на каждом светофоре установить дополнительное оборудование.

Это планируется делать поэтапно в будущем, предполагается, что тогда сократится количество ложных выездов дежурной бригады и дополнительно оптимизируется работа системы автоматизированного управления дорожным движением Н овосибирска.

«Область планирует с четвертого квартала этого года выделение отдельных субсидий на содержание, обслуживание светофорных объектов… Самое главное — чтобы все работало», — подытожил Евгений Барсуков.

Как управляются светофоры.

Как и кем управляются светофоры

Светофор представляет собой устройство, имеющее блок управления, в который встроен компьютер. Когда он используется в режиме жесткого регулирования, запускается определённая программа. Одной схемы работы в данном режиме мало, т. к. условия всегда разные. Поэтому обычно используется три программных режима.Существует полугибкий режим управления, предназначенный для второстепенных дорог. Есть переходы, оборудованные датчиками и кнопками вызова для пешеходов. Красный свет для водителей включается через некоторое время после нажатия. Он включается при подъезжающих автомобилях.

На основных автомагистралях может включаться режим безостановочного движения. «зелёная волна» предполагает запуск светофоров один за другим. Это обеспечивает сохранение скорости на протяжении нескольких перекрёстков.

Возможность управления светофорами и регулировки включения датчиков позволила снизить уровень пробок. Также при проведении дорожных работ ситуация с организацией движения упрощается, благодаря светофорам.

Читайте так же:
Как устроена ливневая канализация

Кто управляет светофорами

Специальные дорожные службы берут ответственность за управление светофорами. Их сотрудники определяют режим работы, обеспечивается нормальная синхронизация для исключения риска аварий и пробок. Для этого необходимо постоянно изучать и анализировать скорость и интенсивность потока, наличие пробок. Программа работы светофора принимается в ГИБДД, там же она и утверждается. А текущее положение контролируется ситуационной службой.

Светофоры подключены к единому центру, куда стекается информация об их техническом состоянии и работе. При появлении светофоров с обратным отсчетом ситуация значительно упростилась для водителей и пешеходов. За этим следят сотрудники службы. В их задачу также входит программирование светофоров. Рабочие режимы активируются в зависимости от конкретных дорожных условий, поэтому на специалистах лежит большая ответственность. От грамотного программирования зависит аварийность и скорость потока на дорогах.

В качестве примера можно рассмотреть московский ситуационный центр. Здесь есть рабочее помещение, оборудованное множеством рабочих компьютеров и мониторов, на которых отображаются карты и данные с камер наблюдения. Специалисты могут управлять камерами с помощью джойстиков, чтобы детально оценить ситуацию и принять меры в случае проблем с автомобильным потоком.

Устройство светофоров

Светофор —устройство, подающее различные сигналы водителям с целью управления потоком автомобилей. Его корпус сделан из пластика или алюминия, туда помещён световой источник. Прибором для освещения могут служить обычные лампы накаливания, которые использовались в светофорах старого образца. Сейчас обычно применяются светодиоды. Светофор может иметь только 3 цвета, которые четко регламентированы ГОСТом — зелёный, жёлтый и красный. На них могут быть нанесены стрелки, указывающие на возможность движения в определённом направлении.

Существует 3 типа светофоров в зависимости от способа управления:

  1. с фиксированным временем: задаётся длительность времени, остающаяся неизменной;
  2. система, которая активируется транспортным средством: в устройстве устанавливаются специальные датчики;
  3. системы с компьютерным управлением: позволяют управлять и контролировать процесс.

Датчики в соответствующих светофорах подразделяются на два типа:

  1. верхние датчики устанавливаются на шоссе, они нацеливаются на линии остановки транспорта;
  2. датчики транспортных средств определяют, когда приближается транспорт, после чего последовательность сигналов изменяется.

Каждый светофор работает по конкретному, утверждённому в дорожной инспекции режиму. Отдельные устройства могут работать индивидуально, без определённой связи с другими объектами. Программный приоритет отдаётся светофорам на более загруженных дорогах. Один цикл светофора обычно длится от 80 до 160 сек.

Особенности конструкции и требования к светофорам

  • Детали изготовлены их антикоррозионных материалов. Это даёт возможность беспроблемной эксплуатации в условиях влажности и осадков. Конструкция обязательно имеет защитное покрытие. Наносимая защита от внешнего воздействия регламентирована ГОСТом.
  • Если есть дополнительная секция — на части светофора с зелёным сигналом наносятся контурные стрелки. Экран должен быть белого цвета и иметь прямоугольную форму.
  • Сигнал обязательно должен быть различимым в тёмное время суток. Расстояние, с которого должен быть отчетливо виден свет, составляет минимум 100 м. В ночное время светофор переходит на режим экономии энергопотребления.

Светофоры оборудуются автоматизированными системами управления. Они позволяют анализировать данные и изменять режим работы. Это делается с помощью интегрированных датчиков и компьютеров. Городские светофоры управляются из единого центра.

Светофор — технически сложное устройство, которому требуется регулярное обслуживание во избежание проблем на дорогах. Поэтому при его создании используются только качественные материалы и современная техника.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию