Dynamisk kontrollsystem for veitrafikk signal

Prøv Instrumentet Vårt For Å Eliminere Problemer





Behovet!

Et av de største problemene i en hvilken som helst metroby er trafikkbelastning. Å bli strandet mellom tung trafikk er hodepine for hver person som kjører kjøretøyet og til og med for trafikkpolitiet når det gjelder å kontrollere trafikken.

En av de eldste måtene å håndtere trafikk var å ha en trafikkpoliti utplassert ved hvert kryss og manuelt kontrollere trafikktilstrømningen gjennom håndsignalering. Dette var imidlertid ganske tungvint, og så kom behovet for en annen type kontroll - ved hjelp av trafikksignaler.




Tradisjonelle trafikklysregulatorer brukte en fast forhåndsbestemt tidsplan for trafikkinnstrømning for hver retning i krysset. Kontrolleren var en elektromekanisk kontroller som består av mekaniske systemer som drives elektrisk. Den består av tre hoveddeler - en tidtaker, en solenoid og en kamanordning. En motor og et giraggregat betjener tidtakeren som igjen er ansvarlig for å aktivere eller aktivere en solenoid som igjen driver en kamaggregat som er ansvarlig for å gi strøm til hvert signalindikasjon. Oppringningstimeren brukes til å repetere faste varighetsintervaller.

Imidlertid er ikke hele ideen om en fast trafikklysregulator praktisk for byer der trafikkflyten er variabel. Av denne grunn er det behov for et dynamisk trafikkontrollsystem som styrer trafikksignalene i henhold til tettheten av trafikken.



Hvordan et dynamisk trafikkontrollsystem ser ut?

  • A skjerm: Det er det grunnleggende trafikksignalvisning som bilføreren eller pendleren kan se. Det kan være en konvensjonell glødelampe eller et arrangement av LED.
En trafikksignalvisning

En trafikksignalvisning

  • En detektorenhet: Det er enheten som oppdager tilstedeværelsen av kjøretøy og sender denne informasjonen til kontrolleren som skal behandles.

Det er praktisk talt to typer detektorer:

  • Induktiv sløyfedetektor: Den består av en trådspole innebygd i et spor på veidekket som er forseglet med en gummi. Den oppdager endring i frekvens. Induktorspolen er koblet til detektoren som oppdager endringen i resonansfrekvensen til spiralsløyfen og kontrollerer følgelig utløsningen av reléet som brukes til å utløse trafikksignalene. I utgangspunktet fungerer det på prinsippet at når en bil beveger seg over induktorspolen, reduseres induktansen til spolen. Denne reduserte induktansen fører til at resonans- eller svingningsfrekvensen øker, og elektronikkenheten sender følgelig elektriske pulser til kontrollenheten for å kontrollere koblingen av trafikklys. Imidlertid er en ulempe ved et slikt system at induktorsløyfene er utsatt for elektromagnetisk forstyrrelse, dvs. elektromagnetisk stråling fra andre innretninger kan også påvirke magnetfeltet og dermed induktansen til spolen. De er også mer utsatt for feil og krever høye installasjonskostnader og forårsaker også forstyrrelser i trafikken.
Trafikksignalkontroll ved hjelp av induktiv sløyfedetektor

Trafikksignalkontroll ved hjelp av induktiv sløyfedetektor

  • Sensorer montert på polene: Det kan være et enkelt IRLED-fotodiodearrangement eller en videodeteksjonsenhet som kan oppdage tilstedeværelsen av kjøretøy. Dette fungerer på prinsippet om at når en bil går mellom IR-senderen og IR-mottakeren, blokkeres IR-lyset, og som et resultat øker motstanden til fotodioden. Denne motstandsendringen kan konverteres til elektriske pulser, som brukes til å kontrollere trafikklysene.
Trafikksignalkontroll ved bruk av sensorer montert på stolper

Trafikksignalkontroll ved bruk av sensorer montert på stolper

  • En kontrollenhet: Det er enheten som mottar detektorutgangen som gir en indikasjon på tilstedeværelsen av kjøretøy og derved foretar en beregning av trafikktettheten og kontrollerer følgelig displayenheten. Det kan være en mikroprosessorbasert datamaskin eller en enkel mikrokontroller.
En kontrollenhet

En kontrollenhet

En enkel demonstrasjon av tetthetsbasert trafikksignalkontroll ved bruk av IR-sensorer

En prototype av trafikksignalkontrollsystemet kan lages ved hjelp av IR-sensorer sammen med mikrokontroller og lysdioder som kan vise seg å være verdt for sanntidsanvendelse av å kontrollere trafikksignaler basert på tettheten av trafikken. Krysset som er vurdert her er et 4-sidekryss med trafikkflyt på hver side på bare en måte. Systemet består av følgende tre hovedkomponenter:

  • Displayenhet: Den består av 3 lysdioder - grønne, røde og ravfargede på hver side av krysset, med totalt 12 lysdioder.
  • Detektorenhet: Den består av et arrangement av fotodiode og IR LED-kombinasjon ved hvert kryss som oppdager tilstedeværelse av kjøretøy ved å oppdage endring i motstand.
  • Kontrollenhet: Den består av en mikrokontroller som mottar IR-sensorutgangen og kontrollerer følgelig lyset av lysdioder
En prototype av tetthetsbasert trafikksignalkontroll

En prototype av tetthetsbasert trafikksignalkontroll

Blokkdiagram som viser tetthetsbasert trafikksignalkontroll

Blokkdiagram som viser tetthetsbasert trafikksignalkontroll

Under normale forhold, dvs. når det ikke er noe kjøretøy på veien, sender IR-senderen eller IR-LED IR-lys som mottas av fotodioden, som begynner å lede. Når fotodioden leder, leder den tilsvarende transistoren også og gir en utgang med lavt logisk signal til mikrokontrolleren . Det samme prinsippet fungerer for alle andre IR-sensortransistorarrangementer. Mikrokontrolleren får hver LED til å lyse i en fast periode.


Hvis det nå er kjøretøy, blir kommunikasjonen mellom IR-senderen og mottakeren avbrutt, dvs. fotodioden mottar mindre eller ingen mengde lys fra IR-dioden, og følgelig reduseres basestrømmen til transistoren, noe som til slutt får lederen til å av tilstand. Dette forårsaker en utgang av høyt logisk signal fra transistoren til mikrokontrolleren. Mikrokontrolleren endrer følgelig glødetiden til den grønne lysdioden til det tilsvarende krysset til en høyere verdi.

Når antallet kjøretøy øker, lyser det grønne lyset i lengre tid, noe som gir rask trafikkflyt fra krysset.

Så nå hadde vi en kort idé om å kontrollere trafikklys bruker forskjellige midler. Hva med en kontroll gjennom selve kjøretøyet, som en kommunikasjon mellom kjøretøyet og trafikksignalene. Dette systemet blir allerede brukt i noen deler av verden. Bli kjent med det og gi tilbakemelding.

Fotokreditt: