Dynamisk vejtrafikstyringssystem

Prøv Vores Instrument Til At Fjerne Problemer





Behovet!

Et af de største problemer i enhver metroby er trafikbelastning. At blive strandet mellem tung trafik er en hovedpine for hver eneste person, der kører køretøjet, og endda for trafikpolitiet at kontrollere trafikken.

En af de ældste måder at håndtere trafik på var at have en trafikpoliti indsat ved hvert kryds og manuelt kontrollere tilstrømningen af ​​trafik gennem håndsignalering. Dette var imidlertid ret besværligt, og så kom behovet for en anden type kontrol - ved hjælp af trafiksignaler.




Traditionelle trafiklysregulatorer brugte en fast forudbestemt tidsplan for trafiktilstrømning for hver retning i krydset. Controlleren var en elektromekanisk controller, der består af mekaniske systemer, der drives elektrisk. Den består af tre hoveddele - en dial-timer, en solenoid og en kamkonstruktion. En motor og et gearaggregat betjener uretimeren, som igen er ansvarlig for at aktivere eller deaktivere en solenoid, som igen driver en kamaggregat, som er ansvarlig for at give strøm til hver signalindikation. Opkaldstimeren bruges til at give gentagelse af faste varighedsintervaller.

Imidlertid er ikke hele ideen om en fast trafiklysregulator praktisk i byer, hvor trafikstrømmen er variabel. Af denne grund er der behov for et dynamisk trafikstyringssystem, der styrer trafiksignalerne i henhold til trafiktætheden.



Hvordan et dynamisk trafikstyringssystem ser ud?

  • A skærm: Det er det grundlæggende trafiksignalvisning som bilchaufføren eller pendleren kan se. Det kan være en traditionel glødelampe eller et arrangement af LED.
Et trafiksignal display

Et trafiksignal display

  • En detektorenhed: Det er enheden, der registrerer tilstedeværelsen af ​​køretøjer og sender disse oplysninger til den controller, der skal behandles.

Praktisk set er der to typer detektorer:

  • Induktiv sløjfedetektor: Den består af en trådspole indlejret i en rille på vejoverfladen, der er forseglet med en gummi. Det registrerer ændring i frekvens. Induktorspolen er forbundet med detektoren, der registrerer ændringen i resonansfrekvensen for spolekredsen og kontrollerer følgelig udløsningen af ​​det relæ, der bruges til at udløse trafiksignalerne. Dybest set fungerer det på det princip, at når en bil bevæger sig over induktorspolen, falder spolens induktans. Denne nedsatte induktans får resonans- eller svingningsfrekvensen til at stige, og elektronikkenheden sender følgelig elektriske impulser til styreenheden for at styre skiftet af trafiklys. Imidlertid er en ulempe ved et sådant system, at induktorsløjferne er tilbøjelige til elektromagnetisk interferens, dvs. elektromagnetisk stråling fra andre enheder kan også påvirke magnetfeltet og dermed spolens induktans. De er også mere tilbøjelige til at mislykkes og kræver høje installationsomkostninger og forårsager også afbrydelse af trafikken.
Trafiksignalkontrol ved hjælp af induktiv sløjfedetektor

Trafiksignalkontrol ved hjælp af induktiv sløjfedetektor

  • Sensorer monteret på polakkerne: Det kan være et simpelt IRLED-fotodiode-arrangement eller en videodetekteringsenhed, der kan detektere tilstedeværelsen af ​​køretøjer. Dette fungerer på princippet om, at når en bil passerer mellem IR-senderen og IR-modtageren, blokeres IR-lyset, og som et resultat øges modstanden af ​​fotodioden. Denne modstandsændring kan konverteres til elektriske impulser, der bruges til at kontrollere trafiklysene.
Trafiksignalkontrol ved hjælp af sensorer monteret på poler

Trafiksignalkontrol ved hjælp af sensorer monteret på polakker

  • En styreenhed: Det er den enhed, der modtager detektoroutputtet, der giver en indikation af tilstedeværelsen af ​​køretøjer og derved foretager en beregning af trafiktætheden og dermed styrer displayenheden. Det kan være en mikroprocessorbaseret computer eller en simpel mikrokontroller.
En kontrolenhed

En kontrolenhed

En simpel demonstration af densitetsbaseret trafiksignalkontrol ved hjælp af IR-sensorer

En prototype af trafiksignalstyringssystem kan laves ved hjælp af IR-sensorer sammen med Microcontroller og LED'er, som kan vise sig at være værd for realtidsanvendelse af styring af trafiksignaler baseret på trafiktætheden. Krydset, der betragtes her, er et 4-sidekryds med trafikstrøm i hver side på kun én måde. Systemet består af følgende tre hovedkomponenter:

  • Displayenhed: Den består af 3 lysdioder - grøn, rød og gul i hver side af krydset, med i alt 12 lysdioder.
  • Detektorenhed: Den består af et arrangement af fotodiode og IR LED-kombination ved hvert kryds, der registrerer tilstedeværelse af køretøjer ved at detektere ændring i modstand.
  • Controller Unit: Den består af en mikrocontroller, der modtager IR-sensoroutputtet og dermed kontrollerer lyset fra lysdioder
En prototype af densitetsbaseret trafiksignalkontrol

En prototype af densitetsbaseret trafiksignalkontrol

Blokdiagram, der viser densitetsbaseret trafiksignalkontrol

Blokdiagram, der viser densitetsbaseret trafiksignalkontrol

Under normale forhold, dvs. når der ikke er noget køretøj på vejen, sender IR-senderen eller IR-LED IR-lys, som modtages af fotodioden, som begynder at lede. Når fotodioden leder, leder den tilsvarende transistor også, hvilket giver et output med lavt logisk signal til mikrokontrolleren . Det samme princip fungerer for alle andre IR-sensortransistorarrangementer. Mikrocontrolleren får hver LED til at lyse i en fast periode.


Hvis der nu er tilstedeværelse af køretøjer, afbrydes kommunikationen mellem IR-senderen og modtageren, dvs. fotodioden modtager mindre eller ingen lysmængde fra IR-dioden, og følgelig reduceres basisstrømmen til transistoren, hvilket til sidst får lederen til at gå til slukket tilstand. Dette forårsager et output af højt logisk signal fra transistoren til mikrocontrolleren. Mikrocontrolleren ændrer derfor glødetiden for den grønne lysdiode for det tilsvarende kryds til en højere værdi.

Når antallet af køretøjer stiger, lyser det grønne lys således i længere tid, hvilket giver en hurtig strøm af trafik fra krydssiden.

Så nu havde vi en kort idé om at kontrollere trafiksignaler ved hjælp af forskellige midler. Hvad med en kontrol gennem selve køretøjet, som en kommunikation mellem køretøjet og trafiksignalerne. Dette system bruges allerede i nogle dele af verden. Lær om det, og giv din feedback.

Fotokredit: