Η ανάγκη!
Ένα από τα σημαντικότερα προβλήματα που αντιμετωπίζει κάθε πόλη του μετρό είναι η κυκλοφοριακή συμφόρηση. Το να ξεφύγεις ανάμεσα σε βαριά κυκλοφορία είναι πονοκέφαλος για κάθε άτομο που οδηγεί το όχημα και ακόμη και για την τροχαία για τον έλεγχο της κυκλοφορίας.
Ένας από τους παλαιότερους τρόπους χειρισμού της κυκλοφορίας ήταν η ανάπτυξη ενός αστυνομικού κυκλοφορίας σε κάθε διασταύρωση και να ελέγχει χειροκίνητα την εισροή της κυκλοφορίας μέσω χειροκίνητης σηματοδότησης. Ωστόσο, αυτό ήταν αρκετά δυσκίνητο και στη συνέχεια ήρθε η ανάγκη για διαφορετικό τύπο ελέγχου - χρησιμοποιώντας σήματα κυκλοφορίας.
Οι παραδοσιακοί ελεγκτές φωτεινών σηματοδοτών χρησιμοποίησαν ένα σταθερό προκαθορισμένο πρόγραμμα για την εισροή κυκλοφορίας για κάθε κατεύθυνση στη διασταύρωση. Ο ελεγκτής ήταν ένας ηλεκτρομηχανικός ελεγκτής που αποτελείται από μηχανικά συστήματα που λειτουργούν ηλεκτρικά. Αποτελείται από τρία κύρια μέρη - ένα χρονόμετρο κλήσης, μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα και ένα συγκρότημα έκκεντρου. Ένα συγκρότημα κινητήρα και γραναζιού λειτουργεί τον χρονοδιακόπτη επιλογής ο οποίος με τη σειρά του είναι υπεύθυνος να ενεργοποιεί ή να ενεργοποιεί μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα η οποία με τη σειρά της λειτουργεί ένα συγκρότημα έκκεντρου το οποίο είναι υπεύθυνο να παρέχει ρεύμα σε κάθε ένδειξη σήματος. Ο χρονοδιακόπτης κλήσης χρησιμοποιείται για να παρέχει επανάληψη σταθερών διαστημάτων.
Ωστόσο, η όλη ιδέα ενός ελεγκτή φωτεινού σηματοδότη σταθερού χρόνου δεν είναι βολική για πόλεις όπου η ροή κυκλοφορίας είναι μεταβλητή. Για το λόγο αυτό απαιτείται ένα δυναμικό σύστημα ελέγχου της κυκλοφορίας, το οποίο ελέγχει τα σήματα κυκλοφορίας ανάλογα με την πυκνότητα της κυκλοφορίας.
Πώς μοιάζει ένα Δυναμικό Σύστημα Ελέγχου Κυκλοφορίας;
- Οθόνη: Είναι το βασικό οθόνη σήματος κυκλοφορίας που μπορεί να δει ο οδηγός του οχήματος ή ο μετακινούμενος. Μπορεί να είναι ένας συμβατικός λαμπτήρας εκκένωσης πυρακτώσεως ή μια διάταξη LED.
Μια οθόνη σήματος κυκλοφορίας
- Μια μονάδα ανιχνευτή: Είναι η μονάδα που ανιχνεύει την παρουσία οχημάτων και στέλνει αυτές τις πληροφορίες στον ελεγκτή προς επεξεργασία.
Πρακτικά υπάρχουν δύο τύποι ανιχνευτών:
- Επαγωγικός ανιχνευτής βρόχου: Αποτελείται από ένα πηνίο σύρματος ενσωματωμένο σε μια αυλάκωση στην επιφάνεια του δρόμου το οποίο είναι σφραγισμένο με ελαστικό. Ανιχνεύει μεταβολή στη συχνότητα. Το πηνίο επαγωγής συνδέεται με τον ανιχνευτή που ανιχνεύει την αλλαγή στη συχνότητα συντονισμού του βρόχου πηνίου και επομένως ελέγχει την ενεργοποίηση του ρελέ που χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση των σημάτων κυκλοφορίας. Βασικά λειτουργεί με την αρχή ότι όταν ένα αυτοκίνητο κινείται πάνω από το πηνίο επαγωγής, η επαγωγή του πηνίου μειώνεται. Αυτή η μειωμένη επαγωγή προκαλεί αύξηση της συχνότητας συντονισμού ή ταλάντωσης και η ηλεκτρονική μονάδα αποστέλλει αντίστοιχα ηλεκτρικούς παλμούς στη μονάδα ελέγχου για τον έλεγχο της αλλαγής των φανών. Ωστόσο, ένα μειονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ότι οι επαγωγικοί βρόχοι είναι επιρρεπείς σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές, δηλαδή η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία από άλλες συσκευές μπορεί επίσης να επηρεάσει το μαγνητικό πεδίο και συνεπώς την επαγωγή του πηνίου. Είναι επίσης πιο επιρρεπείς σε αστοχία και απαιτούν υψηλό κόστος εγκατάστασης και επίσης προκαλούν διαταραχή της κυκλοφορίας.
Έλεγχος σήματος κυκλοφορίας χρησιμοποιώντας ανιχνευτή επαγωγικού βρόχου
- Αισθητήρες τοποθετημένοι στους πόλους: Μπορεί να είναι μια απλή διάταξη IRLED-Photodiode ή μια μονάδα ανίχνευσης βίντεο που μπορεί να ανιχνεύσει την παρουσία οχημάτων. Αυτό βασίζεται στην αρχή ότι όταν ένα αυτοκίνητο περνά μεταξύ του πομπού IR και του δέκτη IR, το φως IR αποκλείεται και ως αποτέλεσμα η αντίσταση της φωτοδιόδου αυξάνεται. Αυτή η αλλαγή στην αντίσταση μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρικούς παλμούς, που χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο των φωτεινών σηματοδοτών.
Έλεγχος σήματος κίνησης με χρήση αισθητήρων που είναι τοποθετημένοι σε πόλους
- Μια μονάδα ελεγκτή: Είναι η μονάδα που λαμβάνει την έξοδο του ανιχνευτή που δίνει μια ένδειξη της παρουσίας οχημάτων και έτσι κάνει έναν υπολογισμό της πυκνότητας κυκλοφορίας και επομένως ελέγχει τη μονάδα οθόνης. Μπορεί να είναι ένας υπολογιστής που βασίζεται σε μικροεπεξεργαστή ή ένας απλός μικροελεγκτής.
Μια μονάδα ελέγχου
Μια απλή επίδειξη ελέγχου σήματος κυκλοφορίας βάσει πυκνότητας με χρήση αισθητήρων υπερύθρων
Ένα πρωτότυπο σύστημα ελέγχου σήματος κυκλοφορίας μπορεί να κατασκευαστεί χρησιμοποιώντας αισθητήρες υπερύθρων μαζί με μικροελεγκτή και LED που μπορούν να αποδειχθούν αξιόλογα για την εφαρμογή σε πραγματικό χρόνο του ελέγχου σημάτων κυκλοφορίας με βάση την πυκνότητα της κυκλοφορίας. Η διασταύρωση που εξετάζεται εδώ είναι μια διασταύρωση 4 πλευρών με ροή κυκλοφορίας σε κάθε πλευρά με έναν μόνο τρόπο. Το σύστημα αποτελείται από τα ακόλουθα τρία κύρια στοιχεία:
- Μονάδα οθόνης: Αποτελείται από 3 LED - Πράσινο, Κόκκινο και Κεχριμπάρι σε κάθε πλευρά της διασταύρωσης, με συνολικά 12 LED.
- Μονάδα ανιχνευτή: Αποτελείται από μια διάταξη συνδυασμού φωτοδιόδου και IR LED σε κάθε διασταύρωση που ανιχνεύει την παρουσία οχημάτων ανιχνεύοντας μεταβολή στην αντίσταση.
- Μονάδα ελεγκτή: Αποτελείται από έναν μικροελεγκτή που λαμβάνει την έξοδο του αισθητήρα υπερύθρων και επομένως ελέγχει τη λάμψη των LED
Ένα πρωτότυπο ελέγχου σήματος κυκλοφορίας βάσει πυκνότητας
Διάγραμμα μπλοκ που δείχνει έλεγχο σήματος κυκλοφορίας βάσει πυκνότητας
Σε κανονικές συνθήκες, δηλαδή όταν δεν υπάρχει όχημα στο δρόμο, ο πομπός IR ή το LED LED εκπέμπει φως IR που λαμβάνεται από τη φωτοδίοδο, η οποία αρχίζει να λειτουργεί. Καθώς διεξάγεται η φωτοδίοδος, το αντίστοιχο τρανζίστορ επίσης διεξάγει δίνοντας έξοδο σήματος χαμηλής λογικής ο μικροελεγκτής . Η ίδια αρχή ισχύει για όλες τις υπόλοιπες ρυθμίσεις υπέρυθρων αισθητήρων - τρανζίστορ. Ο μικροελεγκτής κάνει κάθε LED να ανάβει για ένα σταθερό χρονικό διάστημα.
Τώρα, εάν υπάρχει παρουσία οχημάτων, η επικοινωνία μεταξύ του πομπού υπερύθρων και του δέκτη διακόπτεται, δηλαδή η φωτοδίοδος λαμβάνει λιγότερη ή καθόλου ποσότητα φωτός από τη δίοδο υπερύθρων και συνεπώς μειώνεται το ρεύμα βάσης στο τρανζίστορ, κάνοντας τελικά τον αγωγό να μεταβεί εκτός συνθήκης. Αυτό προκαλεί έξοδο υψηλού λογικού σήματος από το τρανζίστορ, στον μικροελεγκτή. Ο μικροελεγκτής αλλάζει ανάλογα τον χρόνο λάμψης του πράσινου LED της αντίστοιχης διασταύρωσης σε υψηλότερη τιμή.
Έτσι, καθώς ο αριθμός των οχημάτων αυξάνεται, το πράσινο φως ανάβει για περισσότερο χρόνο, επιτρέποντας μια γρήγορη ροή κυκλοφορίας από την πλευρά της διασταύρωσης.
Έτσι, μέχρι τώρα, είχαμε μια σύντομη ιδέα για τον έλεγχο σήματα κυκλοφορίας χρησιμοποιώντας διαφορετικά μέσα. Τι γίνεται με έναν έλεγχο μέσω του ίδιου του οχήματος, όπως μια επικοινωνία μεταξύ του οχήματος και των σημάτων κυκλοφορίας. Αυτό το σύστημα χρησιμοποιείται ήδη σε ορισμένα μέρη του κόσμου. Γνωρίστε αυτό και δώστε τα σχόλιά σας.
Δικαιώματα φωτογραφίας:
- Εμφάνιση σήματος κυκλοφορίας από wikimedia
- Μονάδα ελέγχου από κρυπτογραφημένο-tbn3
