Behovet!
Ett av de största problemen i någon tunnelbanestad är trafikstockningar. Att hamna mellan tung trafik är en huvudvärk för varje person som kör fordonet och till och med för trafikpolisen att kontrollera trafiken.
Ett av de äldsta sätten att hantera trafik var att få en trafikpolis utplacerad vid varje korsning och manuellt kontrollera inflödet av trafik genom handsignalering. Men detta var ganska besvärligt och sedan kom behovet av en annan typ av kontroll - med hjälp av trafiksignaler.
Traditionella trafikljusregulatorer använde ett fast förutbestämt schema för trafikinflöde för varje riktning i korsningen. Styrenheten var en elektromekanisk styrenhet som består av mekaniska system som drivs elektriskt. Den består av tre huvuddelar - en urtavla, en solenoid och ett kamaggregat. En motor och ett kugghjulsaggregat manövrerar tiduret som i sin tur är ansvarigt för att aktivera eller avaktivera en solenoid som i sin tur driver en kamenhet som är ansvarig för att ge ström till varje signalindikering. Uppringningstimern används för att upprepa fasta varaktighetsintervall.
Hela idén med en trafikljusregulator med fast tid är dock inte bekväm för städer där trafikflödet är varierande. Av detta skäl behövs ett dynamiskt trafikstyrningssystem som styr trafiksignalerna efter trafiktätheten.
Hur ser ett dynamiskt trafikstyrningssystem ut?
- En utställning: Det är det grundläggande trafiksignalvisning som föraren eller pendlaren kan se. Det kan vara konventionella glödlampor eller ett arrangemang av LED.
En trafiksignaldisplay
- En detektorenhet: Det är enheten som upptäcker närvaron av fordon och skickar denna information till den styrenhet som ska behandlas.
I praktiken finns det två typer av detektorer:
- Induktiv ögldetektor: Den består av en trådspole inbäddad i ett spår på vägytan som är förseglad med gummi. Den upptäcker förändring i frekvens. Induktorspolen är ansluten till detektorn som detekterar förändringen i resonansfrekvensen hos spolslingan och reglerar följaktligen utlösningen av reläet som används för att utlösa trafiksignalerna. I grund och botten fungerar det på principen att när en bil rör sig över induktorspolen, minskar induktansen hos spolen. Denna minskade induktans får resonansen eller svängningsfrekvensen att öka och elektronikenheten skickar följaktligen elektriska pulser till styrenheten för att styra omkopplingen av trafikljus. En nackdel med ett sådant system är emellertid att induktanslingorna är benägna att elektromagnetiska störningar, dvs elektromagnetisk strålning från andra anordningar kan också påverka magnetfältet och därmed spolens induktans. De är också mer benägna att misslyckas och kräver höga installationskostnader och orsakar också störningar i trafiken.
Trafiksignalkontroll med induktiv ögldetektor
- Sensorer monterade på stolparna: Det kan vara ett enkelt IRLED-fotodiodarrangemang eller en videodetekteringsenhet som kan detektera närvaron av fordon. Detta fungerar på principen att när en bil passerar mellan IR-sändaren och IR-mottagaren blockeras IR-ljuset och som ett resultat ökar fotodiodens motstånd. Denna förändring i motstånd kan omvandlas till elektriska pulser, som används för att kontrollera trafikljusen.
Trafiksignalkontroll med sensorer monterade på stolpar
- En styrenhet: Det är enheten som tar emot detektorutgången som ger en indikation på närvaron av fordon och därmed gör en beräkning av trafiktätheten och därmed styr displayenheten. Det kan vara en mikroprocessorbaserad dator eller en enkel mikrokontroller.
En kontrollenhet
En enkel demonstration av densitetsbaserad trafiksignalkontroll med IR-sensorer
En prototyp av trafiksignalkontrollsystemet kan göras med IR-sensorer tillsammans med mikrokontroller och lysdioder som kan visa sig vara värdefullt för realtidsanvändning av styrande trafiksignaler baserat på trafiktätheten. Korsningen som betraktas här är en korsning med fyra sidor med trafikflöde på vardera sidan på bara ett sätt. Systemet består av följande tre huvudkomponenter:
- Displayenhet: Den består av 3 lysdioder - gröna, röda och gula på varje sida av korsningen, med totalt 12 lysdioder.
- Detektorenhet: Den består av ett arrangemang av fotodiod och IR-LED-kombination vid varje korsning som detekterar närvaron av fordon genom att detektera förändring i motstånd.
- Kontrollenhet: Den består av en mikrokontroller som tar emot IR-sensorns utgång och därmed styr lysdiodernas glöd
En prototyp för densitetsbaserad trafiksignalkontroll
Blockdiagram som visar densitetsbaserad trafiksignalkontroll
Under normala förhållanden, dvs när det inte finns något fordon på vägen, sänder IR-sändaren eller IR-LED IR-ljus som tas emot av fotodioden som börjar leda. När fotodioden leder leder den motsvarande transistorn också vilket ger en utsignal med låg logisk signal till mikrokontrollern . Samma princip fungerar för alla andra IR-sensortransistorarrangemang. Mikrokontrollern får varje LED att lysa under en viss tid.
Om det nu finns fordon, avbryts kommunikationen mellan IR-sändaren och mottagaren, dvs. fotodioden tar emot mindre eller ingen mängd ljus från IR-dioden och följaktligen minskar basströmmen till transistorn, vilket så småningom får ledaren att gå till av tillstånd. Detta orsakar en utsignal med hög logisk signal från transistorn till mikrokontrollern. Mikrokontrollern ändrar följaktligen glödtiden för den gröna lysdioden för motsvarande korsning till ett högre värde.
När antalet fordon ökar så lyser det gröna ljuset längre tid, vilket möjliggör ett snabbt flöde av trafik från korsningssidan.
Så nu hade vi en kort uppfattning om att kontrollera Trafiksignaler med olika medel. Vad sägs om en styrning genom själva fordonet, som en kommunikation mellan fordonet och trafiksignalerna. Detta system används redan i vissa delar av världen. Lär dig mer om det och ge din feedback.
Fotokredit:
- Trafiksignalvisning av wikimedia
- Kontrollenhet av krypterad-tbn3
