2. Основные понятия об управлении дорожным движением ...........4
2.1. Основные термины и определения ............................4
2.2. Классификация технических средств .........................7
2.3. Показатели эффективности применения технических средств ...9
3. Светофоры ..................................................11
3.1. Значение и чередование сигналов ..........................11
3.2. Типы светофоров ..........................................12
3.3. Критерии ввода светофорной сигнализации ..................16
3.4. Конструкция светофоров ...................................19
4. Дорожные контроллеры .......................................22
4.1. Назначение и классификация ...............................22
4.2. Структурная схема контроллера ............................24
5. Детекторы транспорта .......................................27
5.1. Назначение и классификация ...............................27
5.2. Размещение детекторов ....................................28
6. Заключение. Координированное управление ....................29
Список литературы .............................................30
.
- 2 -
1. ВВЕДЕНИЕ.
Бурный процесс автомобилизации с каждым годом охватывает все
большее число стран, постоянно увеличивается автомобильный парк,
количество вовлекаемых в сферу дорожного движения людей. Рост ав-
томобильного парка и объема перевозок ведет к увеличению интенсив-
ности движения, что в условиях городов с исторически сложившейся
застройкой приводит к возникновению транспортной проблемы. Особен-
но остро она проявляется в узловых пунктах улично-дорожной сети.
Здесь увеличиваются транспортные задержки, образуются очереди и
заторы, что вызывает снижение скорости сообщения, неоправданный
перерасход топлива и повышенное изнашивание узлов и агрегатов
транспортных средств.
Переменный режим движения, частые остановки и скопления авто-
мобилей на перекрестках являются причинами повышенного загрязнения
воздушного бассейна города продуктами неполного сгорания топлива.
Городское население постоянно подвержено воздействию транспортного
шума и отработавших газов.
Одновременно растет и количество дорожно-транспортных проис-
шествий (ДТП), в которых гибнут и получают ранения миллионы людей
во всем мире, повреждаются и выходят из строя дорогостоящая техни-
ка и грузы. Свыше 60% всех ДТП приходится на города и другие насе-
ленные пункты. При этом на перекрестках, занимающих незначительную
часть территории города, концентрируется более 30% всех ДТП.
Обеспечение быстрого и безопасного движения в современных го-
родах требует применения комплекса мероприятий архитектурно-плани-
ровочного и организационного характера. К числу архитектурно-пла-
нировочных мероприятий относятся строительство новых и реконструк-
ция существующих улиц, строительство транспортных пересечений в
разных уровнях, пешеходных тоннелей, объездных дорог вокруг горо-
дов для для отвода транзитных транспортных потоков и т.д.
Организационные мероприятия способствуют упорядочению движе-
ния на уже существующей (сложившейся) улично-дорожной сети. К чис-
лу таких мероприятий относятся введение одностороннего движения,
кругового движения на перекрестках, организация пешеходных перехо-
дов и пешеходных зон, автомобильных стоянок, остановок обществен-
ного транспорта и др.
В то время, как организация мероприятий архитектурно-планиро-
- 3 -
вочного характера требует, помимо значительных капиталовложений,
довольно большого периода времени, организационные мероприятия
способны привести хотя и к временному, но сравнительно быстрому
эффекту. в ряде случаев организационные мероприятия выступают в
роли единственного средства для решения транспортной проблемы.
Речь идет об организации движения в в исторически сложившихся
кварталах старых городов, которые часто являются памятниками архи-
тектуры и не подлежат реконструкции. Кроме того, развитие улич-
но-дорожной сети нередко связано с ликвидацией зеленых насаждений,
что не всегда является целесообразным.
При реализации мероприятий по организации дорожного движения
особая роль принадлежит внедрению технических средств: дорожных
знаков и дорожной разметки, средств светофорного регулирования,
дорожных ограждений и направляющих устройств. При этом светофорное
регулирование является одним из основных средств обеспечения безо-
пасности движения на перекрестках. Количество перекрестков, обору-
дованных светофорами, в крупнейших городах мира с высоким уровнем
автомобилизации непрерывно возрастает и достигает в некоторых слу-
чаях соотношения: один светофорный объектна 1,5-2 тыс. жителей го-
рода.
За последние годы в нашей стране и за рубежом интенсивно ве-
дутся работы по созданию сложных автоматизированных систем с при-
менением управляющих ЭВМ, средств автоматики, телемеханики, дис-
петчерской связи и телевидения для управления движением в масшта-
бах крупного района или целого города. Опыт эксплуатации таких
систем убедительно свидетельствует об их эффективности в решении
транспортной проблемы.
.
- 4 -
2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБ УПРАВЛЕНИИ ДОРОЖНЫМ ДВИЖЕНИЕМ.
2.1. Основные термины и определения.
На уровне служб дорожного движения, организация дорожного
движения представляет собой комплекс инженерных и организационных
мероприятий на существующей улично-дорожной сети, обеспечивающих
безопасность и достаточную скорость транспортных и пешеходных по-
токов. К числу таких мероприятий относится управление дорожным
движением, которое, как правило, решает более узкие задачи. В об-
щем случае под управлением понимается воздействие на тот или иной
объект с целью улучшения его функционирования. Применительно к до-
рожному движению объектом управления являются транспортные и пеше-
ходные потоки. Частным видом управления является регулирование,
т.е. поддержание параметров движения в заданных пределах.
С учетом того, что регулирование является лишь частным случа-
ем как управления, так и организации движения, а целью применения
технических средств является реализация ее схемы, употребляется
термин "технические средства организации движения" или "техничес-
кие средства управления движением",что соответствует принятым нор-
мативным документам (ГОСТ 23457-86).
В месте с тем, в силу сложившейся традиции, термин "регулиро-
вание" также получил широкое распространение. Например, в Правилах
дорожного движения (ПДД) перекрестки и пешеходные переходы, обору-
дованные светофорами, называются регулируемыми, в отличие от нере-
гулируемых, где светофоры отсутствуют. Существуют также термины
"цикл регулирования","регулируемое направление" и т.п. В специаль-
ной литературе перекресток, оборудованный светофором, нередко на-
зывается "светофорным объектом".
Сущность управления заключается в том, чтобы обязывать води-
телей и пешеходов, запрещать или рекомендовать им те или иные
действия в интересах обеспечения скорости и безопасности. Оно осу-
ществляется путем включения соответствующих требований в ПДД, а
также применением комплекса технических средств и распорядительны-
ми действиями инспекторов дорожно-патрульной службы ГАИ и других
лиц, имеющих соответствующие полномочия.
Объект управления, комплекс технических средств и коллективы
людей, вовлеченные в технологический процесс управления движением,
- 5 -
образуют контур управления (рис.1). поскольку часть функций в кон-
туре управления часто выполняется автоматическим оборудованием,
сложилось употребление терминов "автоматическое управление" или
"системы управления".
D mq9.pdr 2
ш0.7
Ъ————————————————————ї
Ъ————————ґ Объект управления Г————————————ї
і і Г— —— —— —ї і
і А————————————————————Щ і
Ъ——————————————Б————————————————ї Ъ————————————————————Б——Б—————————————ї
іТехнические средства управленияі іСбор информации об объекте управленияі
Г———————————————В———————————————ґ Г————————————————В————————————————————ґ
і ручного іавтоматическогоі і автоматический і визуальный і
А——————В————————Б——————В————————Щ А———————В————————Б————————В———————————Щ
і А— —— —— —— —— —— —Щ і
і Ъ———————————————————ї і
А—————————————————ґ Оператор Г——————————————Щ
А———————————————————Щ
D mq9.pdr 4
ш0
Рис.1. Структурная схема контура управления.
Автоматическое управление осуществляется без участия челове-
ка по заранее заданной программе, автоматизированное - с участием
человека-оператора. Оператор, используя комплекс технических
средств для сбора необходимой информации и поиска оптимального ре-
шения, может корректировать программу работы автоматических уст-
ройств. Как в первом, так и во втором случае в процессе управления
могут быть использованы ЭВМ. И, наконец, существует ручное управ-
ление, когда оператор, оценивая транспортную ситуацию визуально,
оказывает управляющее воздействие на основе имеющегося опыта и
интуиции. Контур автоматического управления может быть как замкну-
тым, так и разомкнутым.
При замкнутом контуре существует обратная связь между средс-
твами и объектом управления (транспортным потоком). автоматически
она может осуществляться специальными устройствами сбора информа-
ции - детекторами транспорта. Информация вводится в устройства ав-
томатики, и по результатам ее обработки эти устройства определяют
режим работы светофорной сигнализации или дорожных знаков, способ-
ных по команде менять свое значение (управляемые знаки). Такой
процесс получил название гибкого или адаптивного управления.
При разомкнутом контуре, когда обратная связь отсутствует,
управляющие светофорами устройства - дорожные контроллеры (ДК) пе-
реключают сигналы по заранее заданной программе. В этом случае
осуществляется жесткое программное управление.
На рис.1 цепь обратной связи, замыкающая контур автоматичес-
кого управления, показана штриховой линией с учетом, что эта связь
- 6 -
может существовать или отсутствовать. При ручном управлении обрат-
ная связь существует всегда (в силу визуальной оценки оператором
условий движения), поэтому ее цепь на рис.1 показана сплошной ли-
нией.
В соответствии со степенью централизации можно рассматривать
два вида управления: локальное и системное. Оба вида реализуются
вышеописанными способами.
При локальном управлении переключение сигналов обеспечивает
контроллер, расположенный непосредственно на перекрестке. При сис-
темном контроллеры перекрестков, как правило, выполняют функции
трансляторов команд, поступающих как правило по специальным кана-
лам связи из управляющего пункта (УП). При временном отключении
контроллеров от УП они могут обеспечивать и локальное управление.
Оборудование, расположенное вне управляющего пункта, получило наз-
вание периферийного (светофоры, контроллеры, детекторы транспор-
та), на управляющем пункте - центрального (средства вычислительной
техники, диспетчерского управления, устройства телемеханики и
т.д.).
На практике применяют термины "локальные контроллеры" и "сис-
темные контроллеры". Первые не имеют связи с УП и работают самос-
тоятельно, вторые такую связь имеют и способны реализовать локаль-
ное и системное управление.
При локальном ручном управлении оператор находится непосредс-
твенно на перекрестке, наблюдая за движением транспортных средств
и пешеходов. При системном он располагается в управляющем пункте,
т.е. вдали от объекта управления, и для обеспечения его информаци-
ей об условиях движения могут быть использованы средства связи и
специальные средства отображения информации. Последние выполняются
в виде светящихся карт города или районов - мнемосхем, устройств
вывода с помощью ЭВМ графической и алфавитно-цифровой информации
на электронно-лучевую трубку - дисплеев и телевизионных систем,
позволяющих непосредственно наблюдать за контролируемым районом.
Локальное управление применяется чаще всего на отдельном или,
как говорят, изолированном перекрестке, который не имеет связи с
соседними перекрестками ни по управлению ни по потоку. Смена сиг-
налов светофора на таком перекрестке обеспечивается по индивиду-
альной программе независимо от условий движения на соседних перек-
рестках, а прибытие транспортных средств к этому перекрестку носит
- 7 -
случайный характер.
Организация согласованной смены сигналов на группе перекрест-
ков, осуществляемая в целях уменьшения времени движения транспорт-
ных средств в заданном районе, называется координированным управ-
лением (управлением по принципу "зеленой волны"(ЗВ)). В этом слу-
чае, как правило, используется системное управление.
Любое устройство автоматического управления функционирует в
соответствии с определенным алгоритмом, который представляет собой
описание процессов переработки информации и выработки необходимого
управляющего воздействия. Применительно к дорожному движению пере-
рабатывается информация о параметрах движения и определяется ха-
рактер управления светофорами, воздействующими на транспортный по-
ток. Алгоритм управления технически реализуется контроллерами, пе-
реключающими сигналы светофоров по предусмотренной программе. В
автоматизированных системах управления с использованием ЭВМ алго-
ритм решения задач управления реализуется также в виде набора
программ ее работы.
2.2. Классификация технических средств.
Технические средства организации движения по их назначению
можно разделить на две большие группы. К первой относятся техни-
ческие средства, непосредственно воздействующие на транспортные и
пешеходные потоки с целью формирования их необходимых параметров.
Это - дорожные знаки, дорожная разметка, светофоры и направляющие
устройства.
Ко второй группе относятся средства, обеспечивающие работу
средств первой группы по заданному алгоритму. Это - дорожные конт-
роллеры, детекторы транспорта, средства обработки и передачи ин-
формации, оборудование управляющих пунктов АСУД, средства диспет-
черской связи и т.д.
Характер воздействия технических средств первой группы на
объект управления может быть двояким. Неуправляемые дорожные зна-
ки, разметка проезжей части и направляющие устройства обеспечивают
постоянный порядок движения, изменить который можно лишь соответс-
твующей заменой этих средств (например, установкой другого знака
или применением другого вида разметки). Напротив, светофоры и уп-
равляемые дорожные знаки способны обеспечивать переменный порядок
- 8 -
движения (поочередный пропуск транспортных потоков через перекрес-
ток с помощью сигналов светофора или, например, временное запреще-
ние движения в каком-то направлении путем смены символа управляе-
мого знака). Работа последних связана с использованием технических
средств второй группы.
На рисунке 2 приведена структурная схема, повторяющая в более
развернутом виде контур управления и поясняющая указанный принцип
общей классификации.
D mq9.pdr 2
ш0.7
Ъ——————————————————ї Ъ————————————ї Ъ—— ——— ——— ——— ——— ——— ——ї
іДорожные знаки, і іСветофоры, і Ъ————————————ї Ъ————————————ї
ідорожная разметка,і іуправляемые Г————ЕґКонтроллеры Г——ґУправляющий і і
інаправляющие і ізнаки і ісистемного і Ъґпункт і
іустройства і і Г—ї ііуправления і іі і і
і і і і і А————————————Щ іА——————В—————Щ
А———————В——————————Щ А—————В——————Щ і А—— ——— ——— —Е— ——— і——— ——Щ
і і і Ъ————————————ї і і
і і і іКонтроллеры і і і
і і А——ґлокального і і і
і і іуправления і і і
і і А—————В——————Щ і і
і і і і
і і Ъ—————Б——————ї і і
і і іДетекторы і і і
і і ітранспорта Г——Щ Ъ—————Б————————ї
і і А—————В——————Щ іСредства і
Ъ———————Б——————————————————Б—————————————————Б————ї ітелевизионногоі
і Транспортные и пешеходные потоки Г——————ґнадзора і
А—————————————————————————————————————————————————Щ А——————————————Щ
D mq9.pdr 4
ш0
Рис.2. Общая классификация технических средств
организации движения.
Дорожные контроллеры имеют различное исполнение в зависимости
от характера выполняемыми ими задач и подразделяются (как было
указано выше) на контроллеры локального и системного управления. И
те, и другие могут обеспечивать жесткое программное управление, а
при наличии обратной связи с транспортным потоком - адаптивное.
При автоматическом управлении обратная связь осуществляется с
помощью детекторов транспорта. Так как эта связь применяется не во
всех случаях, на рис.2 она показана пунктирной линией. При ручном
управлении (если оператор не находится на перекрестке) для обрат-
ной связи могут быть использованы средства телевизионного обзора,
телефонной связи и средства отображения информации управляющего
пункта. Последние используют информацию, поступающую от детекторов
транспорта.
Технические средства обеих групп имеют свою классификацию.
Например, деление знаков на группы, разметки на виды, и т.д.
- 9 -
2.3. Показатели эффективности применения технических средств.
Технические средства организации движения воздействуют на
транспортные и пешеходные потоки. При этом параметры потоков меня-
ются. Эти изменения могут быть положены в основу показателей, ис-
пользуемых для оценки эффективности применения как отдельного тех-
нического средства, так и их совокупности.
В общем виде, принимая принимая во внимание задачи управления
движением, показатели эффективности должны отражать производитель-
ность транспортного процесса и безопасность движения. Вместе с тем
поиски единого показателя, который был бы универсальным, измеримым
в реальных условиях движения и имел бы стоимостное выражение, свя-
заны с определенными трудностями.
Для разных "потребителей" систем управления на первый план
могут быть выдвинуты различные показатели: число и тяжесть ДТП,
пропускная способность улично-дорожной сети, транспортные задерж-
ки, число остановок транспортных средств, длина очередей перед
перекрестками, время выполнения поездки, скорость сообщения, сте-
пень загазованности окружающей среды и уровень шума, создаваемого
транспортными средствами. Между перечисленными показателями су-
ществует взаимосвязь, однако явный вид этих зависимостей пока не-
известен. Кроме этого, некоторые показатели не могут быть опреде-
лены сразу. Например, для определения числа и тяжести ДТП необхо-
димо время для сбора статистических данных.
В зависимости от цели оценки (например, оценка уровня безо-
пасности движения или загазованности воздуха) используются те или
иные показатели или их совокупность. Для расчетов экономической
эффективности внедрения технических средств организации движения
целесообразно учитывать множество показателей в их стоимостном вы-
ражении. Для целей оптимизации работы технических средств можно
ограничиться использованием одного-двух показателей, поскольку
практика показывает, что минимизация одного из ведущих параметров
эффективности приводит к снижению (или увеличению) других. Так
снижение задержки транспортных средств приводит к увеличению ско-
рости сообщения, уменьшению времени движения, расхода топлива, за-
газованности и шума.
При выборе ведущего показателя необходимо учитывать, что в
наиболее явном виде об эффективности управления можно судить по
- 10 -
характеру работы перекрестков, пропускная способность которых во
многом определяет производительность всей транспортной системы.
Для перекрестка таким показателем является среднее время обс-
луживания или средняя задержка автомобиля. Этот показатель чаще
всего используется как характеристика эффективности различных сис-
тем массового обслуживания. Задержка может быть сравнительно прос-
то определена в реальных условиях движения и имеет стоимостное вы-
ражение.
К сожалению, средняя непосредственно задержка не отражает
степень безопасности движения. Известно, что уменьшение задержек
уменьшает раздраженность и психологическую утомляемость водителей,
что в конечном счете уменьшает и вероятность возникновения ДТП.
Тем не менее только путем уменьшения средних задержек транспортных
средств добиться снижение числа ДТП невозможно. Поэтому, принимая
указанный критерий в качестве основного, следует учитывать и дру-
гие показатели соответствующие характеру и направленности анализа
систем управления. В ряде случаев параметры систем, расчитанные по
критерию средней задержки, могут быть ограничены с учетом интере-
сов безопасности движения, например длительность минимального раз-
решающего, максимального запрещающего и промежуточного сигналов
светофоров, расчетная скорость движения и т.д. Кроме этого, пока-
затель безопасности предъявляет определенные требования и к техни-
ческим средствам организации движения с точки зрения их безотказ-
ности в работе и информативности.
С учетом роста уровня автомобилизации особое значение прини-
мают экологические показатели. Частые торможения и остановки
транспортных средств повышают вероятность использования водителями
понижающих передач и работы двигателя на не экономичных режимах.
это способствует загрязнению атмосферы продуктами неполного сгора-
ния топлива и увеличению транспортного шума. Поэтому параметры уп-
равления движением должны обеспечивать стабильность скоростного
режима и снижение числа и продолжительности остановок транспортных
средств.
.
- 11 -
3. СВЕТОФОРЫ.
3.1. Значение и чередование сигналов.
Светофоры предназначены для поочередного пропуска участников
движения через определенный участок улично-дорожной сети, а также
для обозначения опасных участков дорог. В зависимости от условий
светофоры применяются для управления движением в определенных нап-
равлениях или по отдельным полосам данного направления:
в местах, где встречаются конфликтующие транспортные, а также
транспортные и пешеходные потоки (перекрестки, пешеходные перехо-
ды);
по полосам, где направление движения может меняться на проти-
воположное;
на железнодорожных переездах, разводных мостах, причалах,па-
ромах, переправах;
при выездах автомобилей спецслужб на дороги с интенсивным
движением;
для управления движением транспортных средств общего пользо-
вания.
Порядок чередования сигналов, их вид и значение, принятые в
России, соответствуют международной Конвенции о дорожных знаках и
сигналах. Сигналы чередуются в такой последовательности: красный -
красный с желтым - зеленый - желтый - красный...
При отсутствии дополнительной секции красный немигающий сиг-
нал запрещает движение по всей ширине проезжей части. остальные
разновидности красного сигнала имеют специальное назначение:
контурная черная стрелка на красном фоне круглой формы запре-
щает движение в сторону, указанную стрелкой;
косой красный крест на черном фоне квадратной формы запрещает
въезд на полосу движения, над которой он расположен;
красный силуэт стоящего человека запрещает движение пешехо-
дам;
красный мигающий сигнал или два красных попеременно мигающих
сигнала запрещают выезжать на железнодорожный переезд, разводной
мост, причал паромной переправы и в другие места, представляющие
особую опасность для движения.
Желтый немигающий сигнал обязывает к остановке перед стоп-ли-
- 12 -
нией всех водителей, за исключением тех, которые уже не могли бы
остановиться с учетом требований безопасности движения. Желтый
сигнал, подключенный к красному, предупреждает о незамедлительном
включении зеленого сигнала. Желтый мигающий сигнал не запрещает
движение и применяется для обозначения перекрестков, которые могут
быть не замечены водителями на расстоянии, достаточном для оста-
новки транспортного средства.
Зеленый немигающий сигнал при отсутствии каких-либо дополни-
тельных ограничений, а также дополнительной секции светофора раз-
решает движение по всей ширине проезжей части во всех направлени-
ях. Зеленый мигающий сигнал предупреждает о конце разрешающего
такта.
Разновидности зеленого сигнала и их назначение следующие:
контурная черная стрелка на зеленом фоне круглой формы, а
также зеленая стрелка на черном фоне круглой формы - разрешают
движение в сторону стрелки;
зеленая стрелка, на черном фоне квадратной формы направленная
вниз, разрешает движение по полосе, над которой расположен свето-
фор;
сигнал в виде зеленого силуэта идущего человека разрешает
движение пешеходов.
Зеленая стрелка дополнительной секции светофора разрешает
движение в сторону, указываемую стрелкой, независимо от сигнала
основного светофора. При этом красный сигнал основного светофора
лишает водителей, движущихся в сторону включенной зеленой стрелки
дополнительной секции, преимущественного права проезда. Выключен-
ная секция запрещает движение в направлении стрелки этой секции
даже при включенном зеленом сигнале основного светофора.
Разрешенное направление движения для транспортных средств за-
висит от сочетания включенных сигналов верхнего и нижнего ряда
специального светофора (в случае его применения). При выключенном
нижнем сигнале движение запрещено во всех направлениях.
3.2. Типы светофоров.
Светофоры можно классифицировать по их функциональному назна-
чению (транспортные, пешеходные); по конструктивному исполнению
(одно-, двух- или трехсекционные, трехсекционные с дополнительными
- 13 -
секциями); по их роли, выполняемой в процессе управления движением
(основные, дублеры и повторители).
В приложении 1 показаны некоторые светофоры, применяемые в
нашей стране для управления дорожным движением. В соответствии с
ГОСТ 25695-83 "Светофоры дорожные. Общие технические условия" они
делятся на две группы: транспортные и пешеходные. Светофоры каждой
группы, в свою очередь, подразделяются на типы и разновидности ис-
полнения. Имеются семь типов транспортных светофоров и два типа
пешеходных. Каждый светофор имеет свой номер. Первая цифра номера
означает группу (1 - транспортный светофор, 2 - пешеходный), вто-
рая цифра - тип светофора, третья цифра (или число) - разновид-
ность его исполнения.
Транспортные светофоры типа 1 (без учета сигналов дополни-
тельных секций) и типа 2 имеют три сигнала круглой формы диаметром
200 или 300 мм, расположенных вертикально. Как исключение, для
светофоров типа 1 допускается горизонтальное расположение сигна-
лов. Последовательность расположения сверху вниз (слева направо):
красный, желтый, зеленый.
Дополнительные секции применяются только со светофорами типа
1 с вертикальным расположением сигналов и имеют сигнал в виде
стрелки на черном фоне круглой формы.
Для лучшего распознавания водителем дополнительной секции
(особенно в темное время суток) на линзе основного зеленого сигна-
ла светофора наносят контуры стрел, указывающих разрешенные этим
сигналом направления движения. С этой же целью при наличии допол-
нительных секций светофор оборудуется белым прямоугольным экраном,
выступающим за габариты светофора. Расположение секций зависит от
направления стрелки.
Для транспортных светофоров типа 2 контуры стрелок, указываю-
щих разрешенное (запрещенное) направление движения, наносят на
всех линзах. При этом в отличие от красного и желтого сигналов зе-
леный сигнал светофоров этого типа представляет собой зеленую
стрелку на черном фоне. Под светофорами или над ними располагают
таблички белого цвета с изображением стрелок, указывающих то же
направление, что и контуры стрелок на линзах.
Светофоры типа 1 применяются для регулирования всех направле-
ний движения на перекрестке. Допускается их использование и перед
железнодорожными переездами, пересечениями с трамвайными и трол-
- 14 -
лейбусными линиями, сужениями проезжей части и т.д. Светофоры типа
2 применяются для регулирования движения в определенных направле-
ниях (указанных на линзах стрелками) и только в тех случаях, когда
транспортный поток в этих направлениях не имеет пересечений или
слияний с другими транспортными или пешеходными потоками (бесконф-
ликтное регулирование). При достаточно широкой проезжей части с
числом полос на подходе к перекрестку более четырех целесообразно
светофоры этого типа использовать для регулирования движения по
полосам.
Специфика использования светофоров типа 2, связанная с бес-
конфликтным регулированием, не позволяет их совместную установку
со светофорами типа 1 на одном подходе к перекрестку. Исключение
составляет случай, когда транспортные потоки отделены друг от дру-
га приподнятыми островками, или разделительными полосами. Таким
образом в пределах одной проезжей части водитель должен видеть
светофоры одного типа.
Транспортные светофоры типа 3 применяются в качестве повтори-
телей сигналов светофоров типа 1. По своему внешнему виду они на-
поминают светофоры этого типа, однако в отличие от них имеют мень-
шие габаритные размеры и диаметры сигналов 100 мм. Если основной
светофор (типа 1) имеет дополнительную секцию то светофор-повтори-
тель также оборудуется дополнительной секцией естественно умень-
шенного размера.
Светофоры типа 3 размещают под основным светофором на высоте
1,5-2 м от проезжей части, если затруднена видимость сигналов ос-
новного светофора для водителя, остановившегося у стоп-линии. Све-
тофоры этого типа могут применяться также для управления велоси-
педным движением в местах пересечения дороги с велосипедной дорож-
кой. В этом случае над ними укрепляют табличку белого цвета с
изображением символа велосипеда.
Транспортные светофоры типа 4 применяют для управления въез-
дами на отдельные полосы движения. Такая необходимость возникает,
например, при организации реверсивного движения. Светофоры этого
типа устанавливают над каждой полосой в ее начале. Они имеют гори-
зонтальное расположение сигналов: слева - в виде косого красного
креста; справа - в виде зеленой стрелки, направленной острием
вниз. Оба сигнала выполняются на черном фоне прямоугольной формы.
Габаритные размеры каждого символа 450 500 мм.
- 15 -
Светофоры типа 4 могут применяться со светофорами типа 1, ес-
ли реверсивное движение организовано не по всей ширине проезжей
части. В этом случае действие светофоров типа 1 не распространяет-
ся на полосы с реверсивным движением. Запрещается въезд а полосу,
ограниченную с обеих сторон двойной прерывистой линией (разметка
1.9), при отключенном светофоре типа 4, расположенного над этой
полосой. В противном случае возникает возможность выезда навстречу
движения (например, при перегорании ламп красного сигнала одного
из светофоров полосы).
Транспортный светофор типа 5 имеет четыре сигнала бело-лунно-
го цвета круглой формы диаметром 100 мм. Подобный светофор приме-
няют в случае бесконфликтного регулирования движения транспортных
средств общего пользования (трамваев, маршрутных автобусов, трол-
лейбусов), движущихся по специально выделенной полосе. Однако даже
в этих случаях необходимость в установке светофоров типа 5 нередко
отпадает: схема организации движения на перекрестке обеспечивает
бесконфликтный пропуск транспортных средств указанных видов вместе
с общим потоком, и светофоры типа 5 лишь повторяют значения сигна-
лов светофоров типа 1 или 2.
При отсутствии специально выделенных полос для транспортных
средств общего пользования или возможности их бесконфликтного про-
пуска применение светофоров типа 5 становится бессмысленным. Уп-
равление движением осуществляется светофорами типа 1 или 2.
Транспортные светофора типа 6 имеют два (реже один) красный
сигнал круглой формы диаметром 200 или 300 мм, расположенных гори-
зонтально и работающих в режиме попеременного мигания. При разре-
шении движения транспортных средств сигналы выключаются. Светофоры
этого типа устанавливаются перед железнодорожными переездами, раз-
водными мостами, причалами железнодорожных переправ, в местах вы-
езда на дорогу транспортных средств спецслужб.
Светофор типа 7 имеет один сигнал желтого цвета, постоянно
работающий в режиме мигания. Его применяют на нерегулируемых пе-
рекрестках повышенной опасности.
Транспортные светофоры типа 8 имеют два расположенных верти-
кально сигнала красного и зеленого цветов круглой формы диаметром
200 и 300 мм. Их применяют при временном сужении проезжей части,
когда организуют попеременное движение по одной полосе, а исполь-
зование для этих целей знаков приоритета затруднено в силу ограни-
- 16 -
ченной видимости на этом участке дороги. Кроме этого, светофоры
типа 8 применяют также для управления малоинтенсивным движением на
внутренних территориях гаражей, предприятий и организаций, где,
как правило, введены ограничения скорости. В перечисленных случаях
допускается и использование наиболее распространенных светофоров
типа 1, однако светофоры типа 8, отличающиеся от них отсутствием
желтого сигнала, указывают на специфику условий движения.
Пешеходные светофоры имеют два вертикально расположенных сиг-
нала круглой или квадратной формы с диаметром круга или стороной
квадрата 200 или 300 мм. Верхний сигнал - красный силуэт стоящего
пешехода, нижний - зеленый силуэт идущего пешехода. Оба силуэта
выполняются на черном фоне.
Согласно ГОСТ 23457-86, пешеходными светофорами оборудуют все
пешеходные переходы на управляемом светофорами перекрестке. При
этом, если не обеспечен бесконфликтный пропуск пешеходов, зеленый
сигнал должен работать в мигающем режиме, предупреждая пешеходов и
водителей о возможности просачивания транспортных средств через
пешеходные потоки.
Для всех типов светофоров при наличии двух вариантов сигнала
(200 или 300 мм) светофоры с большим размером сигнала устанавлива-
ют на магистральных улицах и площадях, на дорогах с максимально
допустимой скоростью движения более 60 км/ч, а также при неблагоп-
риятных условиях видимости. Таким образом обеспечивается лучшее
восприятие сигналов участниками движения. Кроме этого, увеличенные
размеры сигналов подчеркивают характер дороги, на которой находит-
ся водитель. С этой же целью перед пересечениями с указанными до-
рогами со стороны, где были светофоры с диаметром сигнала 200 мм,
устанавливают светофор с увеличенным диаметром (300 мм) красного
сигнала.
3.3. Критерии ввода светофорной сигнализации.
Введение светофорного регулирования ликвидирует наиболее
опасные конфликтные точки, что способствует повышению безопасности
движения. Вместе с тем появление светофора на перекрестке, вызыва-
ет транспортные задержки даже на главной дороге, порой весьма зна-
чительные из-за характерной для этой дороги высокой интенсивности
движения и господствующего в настоящее время жесткого программного
- 17 -
регулирования. Таким образом, введение светофорного регулирования
является не всегда оправданным и зависит прежде всего от интенсив-
ности конфликтующих потоков и от числа и тяжести ДТП.
В соответствии с ГОСТ 23457-86 "Технические средства органи-
зации дорожного движения. Правила применения" транспортные свето-
форы типов 1 и 2, а также пешеходные светофоры следует устанавли-
вать на перекрестках и пешеходных переходах при наличии хотя бы
одного из следующих условий.
Условие 1 задано в виде сочетаний критических интенсивностей
движения на главной и второстепенной дорогах (табл. 1). Введение
светофорного регулирования считается оправданным, если наблюдаемая
на перекрестке интенсивность конфликтующих транспортных потоков в
течении каждого из любых 8 часов обычного рабочего дня не менее
заданных сочетаний.
Условие 2 задано в виде сочетания критических интенсивностей
конфликтующих транспортного и пешеходного потоков. Введение свето-
форного регулирования считается оправданным, если в течении каждо-
го из любых 8 часов рабочего дня по дороге в двух направлениях
движется не менее 600 ед./час (для дорог с разделительной полосой
1000 ед./час) транспортных средств и в то же время эту улицу пере-
ходят в одном, наиболее загруженном направлении не менее 150 чел.
в час.
Для населенных пунктов с населением менее 10000 человек, зна-
чения критических интенсивностей движения, оговоренные условиями 1
и 2, снижаются на 30%.
Условие 3 заключается в том, что светофорное регулирование
вводится, когда условия 1 и 2 целиком не выполняются, но оба вы-
полняются не менее чем на 80%.
Условие 4 задано определенным числом ДТП. Введение светофор-
ного регулирования считается оправданным, если за последние 12 ме-
сяцев на перекрестке произошло не менее 3 ДТП (которые могли бы
быть предотвращены при наличии светофорной сигнализации) и хотя бы
одно из условий 1 и 2 выполняется не менее чем на 80%.
Перевод светофоров на режим желтого мигающего сигнала (или
применение для этих целей специального транспортного светофора ти-
па 7) осуществляют при снижении интенсивности движения до 50% от
норм, оговоренных условиями 1 и 2. Кроме этого, светофоры типа 7
могут применяться и при более низкой интенсивности на опасных
- 18 -
участках, где не обеспечена видимость на расстоянии, достаточном
для остановки транспортного средства в случае необходимости.
Табл.1. Сочетание критических интенсивновностей потоков на главной
и второстепенной дорогах, необходимых для установки светофоров.
ЙНННННННННННННННННННННННННННННННЛННННННННННННННННСННННННННННННННН»
є Число полос движения єИнтенсивность іИнтенс. движ. є
є в одном направлении єдвижения по іпо второстеп. є
З———————————————В———————————————¶главной дороге ідороге в одном є
є Главная і Второстепеннаяєв двух направле-інаиболее загр. є
є дорога і дорога єниях ед./час інапр. ед./ч є
МНННННННННННННННШНННННННННННННННОННННННННННННННННШННННННННННННННН№
є 1 і 1 є 750 і 75 є
є і є 670 і 100 є
є і є 580 і 125 є
є і є 500 і 150 є
є і є 410 і 175 є
є і є 380 і 190 є
З———————————————Е———————————————Ч————————————————Е———————————————¶
є 2 или более і 1 є 900 і 75 є
є і є 800 і 100 є
є і є 700 і 125 є
є і є 600 і 150 є
є і є 500 і 175 є
є і є 400 і 200 є
З———————————————Е———————————————Ч————————————————Е———————————————¶
є 2 или более і 2 или более є 900 і 100 є
є і є 825 і 125 є
є і є 750 і 150 є
є і є 675 і 175 є
є і є 600 і 200 є
є і є 525 і 225 є
є і є 480 і 240 є
ИНННННННННННННННПНННННННННННННННКННННННННННННННННПНННННННННННННННј
Перечисленные положения разработаны с учетом зарубежного опы-
та и специфики наших условий. Соблюдение этих положений в принципе
должно обеспечить экономическую целесообразность введения свето-
- 19 -
форного регулирования. Вместе с тем, в каком бы виде не были
представлены указанные нормативы, они не смогут охватить всего
многообразия случаев, встречающихся на практике. Поэтому, рассмат-
ривая условия 1 - 4 в качестве критериев введения светофора, необ-
ходимо в каждом конкретном случае проводить технико-экономический
анализ. При соответствующем обосновании светофоры могут быть уста-
новлены на перекрестке и при невыполнении условий 1 - 4.
Сущность технико-экономического анализа заключается в сравне-
нии годовых суммарных приведенных затрат, связанных с движением
через перекресток конфликтующих транспортных потоков для случаев
отсутствия и наличия на том же перекрестке светофорного регулиро-
вания.
На нерегулируемом перекрестке суммарные, приведенные к году
затраты (ПЗн) складываются из потерь народного хозяйства, связан-
ных с транспортными задержками на второстепенной дороге, и ущерба
от ДТП. При наличии светофорной сигнализации суммарные затраты
(ПЗр) складываются из потерь от транспортных задержек на главной и
второстепенной дорогах, ущерба от ДТП а также затрат, связанных со
стоимостью, установкой и эксплуатацией технических средств.
Введение светофорного регулирования на перекрестке является
целесообразным, если отношение ПЗн/ПЗр>1.
3.4. Конструкция светофоров.
Светофор состоит из отдельных секций, каждая из которых пред-
назначена для определенного сигнала. В зависимости от типа свето-
фора секции могут иметь различные конструктивные особенности (фор-
ма и размеры сигнала, особенности символа, источника света, свето-
фильтра и т.д.). Общим для всех секций является наличие оптическо-
го устройства.
Светофор состоит из секций, соединенных между собой резьбовы-
ми пустотелыми втулками, через которые пропущены провода. Секция
представляет собой корпус с крышкой и противосолнечным козырьком.
В крышке смонтировано оптическое устройство, состоящее из отража-
теля, цветного светофильтра, резинового кольца-уплотнителя и под-
вижного стакана с электролампой. При перемещении стакана нить лам-
пы устанавливается в фокусе отражателя.
Тенденция развития современных конструкций светофоров заклю-
- 20 -
чается в совершенствовании основных элементов светооптической сис-
темы: источника света, светофильтра, отражателя, а также надежнос-
ти конструкции в целом.
В качестве источников света применяют лампы накаливания обще-
го и специального назначения. Известны конструкции, где в качестве
источника света используют газосветные трубки или излучающие дио-
ды. Основным недостатком ламп накаливания общего назначения явля-
ются большая протяженность нити, которая плохо поддается фокуси-
ровке, и низкая виброустойчивость ламп. Кроме того, они имеют
сравнительно малый срок службы (500-800 ч.), обусловленный специ-
фическим режимом работы. Повышение срока службы ламп идет по пути
применения специальных наполнителей (криптон), усложнения техноло-
гии изготовления нити накаливания, увеличения числа держателей ни-
ти.
В некоторых конструкциях светофоров в качестве источника
света используются низковольтные галогенные лампы. Обладая при ма-
лых размерах повышенной удельной светоотдачей и компактной нитью,
эти лампы хорошо фокусируются. Однако широкого распространения они
не получили вследствие их сравнительно высокой стоимости и необхо-
димости применения повышающих трансформаторов.
В светофорах применяются светофильтры-рассеиватели и свето-
фильтры-линзы. Первые обеспечивают необходимое перераспределение
светового потока в пространстве. Для этих целей на их внутренней
стороне формируется узорчатый, призматический, ромбический или
каплевидный рисунок. Важной характеристикой является угол свето-
рассеяния - наибольший угол, в пределах которого сила света умень-
шается вдвое по сравнению с ее осевым значением.
Светофильтры-линзы способствуют концентрации светового пото-
ка. Их использование позволяет отказаться от использования отража-
теля и уменьшить размер сигнала (транспортные светофоры типов 3 и
5). Светофоры с такими светофильтрами применяют, когда видимость
сигнала должна быть обеспечена в достаточно узких пределах - на
одной-двух полосах движения.
Конструкция отражателя характеризуется двумя основными внут-
ренними поверхностями: параболоидной, обеспечивающих концентрацию
светового потока, и конической (или цилиндрической), предназначен-
ной для увеличения глубины отражателя и тем самым уменьшения выго-
рания красителя светофильтра. В конструкции современных светофоров
- 21 -
фокальную плоскость отражателя максимально приближают к плоскости
светового отверстия, за которой начинается балластная (нерабочая)
коническая поверхность.
Самым распространенным антифантомным устройством является
противосолнечный козырек. Однако при низком положении солнца (в
направлении восток-запад, запад-восток) может возникнуть одновре-
менное свечение всех сигналов светофора. Известно несколько мето-
дов, позволяющих устранить фантомный эффект и получивших распрост-
ранения в практике регулирования. Как правило, они связаны с неко-
торыми изменениями в конструкции отражателя или светофильтра. От-
ражатель с так называемым антифантомным крестом представляет собой
взаимно перпендикулярные сегментные пластины с прорезями для раз-
мещения галогенной лампы. Луч света, попадающий от постороннего
источника на отражатель, отклоняется и поглощается зачерненной по-
верхностью пластин. В то же время пластины практически полностью
пропускают лучи от лампы светофора. Други решением является уста-
новка перед светофильтром рассеивателем специальной антифантомной
линзы, имеющей пилообразный профиль. Луч солнца, попадая на на
наклонную поверхность, отбрасывается на зачерненную горизонтальную
ступеньку и поглощается. Известны также методы устранения фантом-
ного эффекта путем установки перед внутренней поверхностью свето-
фильтра перегородки сотовой конструкции, которая пропускает гори-
зонтальный световой поток оптического устройства светофора, однако
задерживает солнечные лучи, если они имеют хотя бы небольшое отк-
лонение по горизонтали.
.
- 22 -
4. ДОРОЖНЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ.
4.1. Назначение и классификация.
Дорожные контроллеры предназначены для переключения сигналов
светофоров и символов управляемых дорожных знаков. Помимо этого, в
зависимости от конструкции дорожные контроллеры (ДК) могут сигна-
лизировать о выполнении команд, поступающих из центра управления,
об исправности самого контроллера, выступать в роли командного
устройства для группы других контроллеров при объединении несколь-
ких перекрестков в единую систему управления.
Контроллеры делятся на локальные и системные. Локальные конт-
роллеры управляют светофорной сигнализацией только с учетом усло-
вий движения на данном перекрестке. Обмен информацией с контролле-
рами других перекрестков и управляющим пунктом не предусмотрен.
К локальным относят следующие типы ДК.
1. Контроллеры жесткого управления с фиксированными длитель-
ностями фаз или разрешающих сигналов по отдельным направлениям пе-
рекрестка. Светофорные сигналы переключаются по одной или несколь-
ким заранее заданным временным программам. Такие контроллеры пред-
назначены для управления дорожным движением на перекрестках с мало
изменяющейся в течении дня интенсивностью движения.
2. Вызывные устройства, которые обеспечивают переключение
светофорных сигналов по вызову пешеходами или транспортными средс-
твами, прибывающими, прибывающими с прилегающих к магистрали улиц.
Эти контроллеры предназначены предназначены для управления эпизо-
дическим движением пешеходов или транспортных средств по пересека-
ющим магистраль направлениям. Длительности разрешающих сигналов
для пешеходов и указанных транспортных средств, как и в предыдущем
случае, фиксированы. В последнее время вызывные устройства отдель-
но не выпускают. Вызов фазы по запросу пешеходов обеспечивают
контроллеры всех типов.
3. Контроллеры адаптивного управления, обеспечивающих непос-
тоянную длительность фаз (разрешающих сигналов). Они предназначены
для управления движением на перекрестках, где интенсивность движе-
ния часто меняется в течении суток. Длительность сигналов так же,
как и всего цикла регулирования, меняется в заранее заданны преде-
лах от минимального до максимального значения.
- 23 -
Системные контроллеры переключают сигналы светофоров по ко-
мандам управляющего пункта или какого либо контроллера, включенно-
го в систему и выполняющего роль координатора.
К ним относят следующие типы.
1. Программные контроллеры жесткого управления. Они управляют
движением по одной из нескольких заранее заданных временных прог-
рамм, заложенных в контроллерах. Все входящие в систему дорожные
контроллеры подключены к магистральному каналу связи. Программа и
момент ее включения выбираются по команде одного из контроллеров
или управляющего пункта.
2. Контроллеры непосредственного подчинения жесткого и адап-
тивного управления. Каждый из них имеет отдельный канал связи с
УП. Момент включения и длительность сигналов зависят от команд,
поступающих из УП по указанным каналам связи. В свою очередь каж-
дый контроллер по этим же каналам информирует Уп о режиме функцио-
нирования и исправности своего оборудования. Контроллеры адаптив-
ного управления имеют возможность коррекции управляющих воздейс-
твий УП. Каждый такой контроллер имеет только одну заложенную в
него программу, выполняющую роль резервной. Она реализуется при
нарушении связи с УП, когда контроллер временно переходит на режим
локального управления.
3. Контроллеры для переключения символов управляемых дорожных
знаков и указателей рекомендуемой скорости. Такие контроллеры, как
правило, применятся в рамках АСУД, поэтому относятся к классу сис-
темных.
Помимо этой классификации, все ДК, находящиеся в эксплуата-
ции, можно разделить на две группы: контроллеры, обеспечивающие
только пофазное управление (длительность разрешающих сигналов для
всех направлений данной фазы одинаковы); контроллеры, имеющие воз-
можность обеспечивать, помимо пофазного, управление по отдельным
направлениям перекрестка. Последние получают наибольшее распрост-
ранение, так как увеличивают гибкость, а следовательно и эффектив-
ность управления.
По конструктивному признаку ДК могут быть выполнены на базе
электромеханических, электронно-релейных или полностью электронных
схем. Последние изготавливают на дискретных элементах (потенциаль-
но-импульсные схемы) или на интегральных микросхемах.
- 24 -
4.2. Структурная схема контроллера.
Исходя из назначения ДК (рис.3) основными его устройствами
являются блок управления (программно-логическое устройство) и си-
ловая часть (исполнительное устройство). Блок управления предназ-
начен для формирования длительности основных и промежуточных так-
тов регулирования, силовая часть - для переключения сигналов све-
тофоров. Так как на перекрестке одновременно могут быть включены
несколько десятков ламп, силовая часть контроллера коммутирует то-
ки большой величины. Работа блока управления основана на слаботоч-
ных устройствах, действующих при напряжении 5-12 В. Поэтому в лю-
бом контроллере блок управления и силовая часть представляют от-
дельные его части. Причем силовая часть работает по командам блока
управления.
Ъ—1—————————————————————ї Ъ—2—————————————————————ї
Линия і Блок связи с УП і і Блок і
связи і или синхронизирующим Г—————ґ опорных і
———————В——ґ устройством і і импульсов і
і і і і і
і А—В—————В————В——————————Щ А———————————В———————————Щ
А————Щ і і Ъ—————————————————————Щ
Ъ———————————Щ і і
і Ъ—3——————————Б——————Б———ї Ъ—4————————————————————ї
і і і і Внешние і
і і Блок Г——————ґ устройства і
і і управления і і (ВПУ,ТВП,ДТ) і
і і Г—ї і і
і А————————————В——————————Щ і А——————————————————————Щ
і і А————————————ї
і Ъ—5——————————Б———ї Ъ—6—————————————Б————————ї 220В
А———ґ Блок контроля і і Силовая часть Г—————
А————————————————Щ А———————————————В————————Щ
і
к светофорам
Рис.3. Обобщенная структурная схема контроллера.
- 25 -
Управление светофорным объектом происходит автоматически. Од-
нако нередко возникает необходимость в ручном управлении перек-
рестком (спецрежимы, наладка контроллера). Для этого существует
пульт управления (блок 4), который может быть встроенным или вы-
носным. Последний предусмотрен для удобства работы оператора -
инспектора ГАИ, управляющего движением непосредственно на перек-
рестке.
Таким образом, в простейшем случае для работы контроллера не-
обходимы блоки 3, 4 и 6 (блок 2 может быть объединен с блоком 3).
Современный локальный контроллер содержит все блоки, показанные на
рис.3, кроме блока 1, который используется , если контроллер подк-
лючается к системе управления. В это случае блок 1 расшифровывает
поступающую с управляющего пункта информацию, формирует ответную
телесигнализацию для передачи ее в линию связи. Кроме этого, здесь
формируются служебные сигналы для контроллера и сигналы синфазиро-
вания. Последние нужны для гарантии правильности расшифровки ко-
манд телеуправления и телесигнализации. Это необходимо в связи с
тем, что в ряде устройств управляющего пункта и контроллера приме-
нены генераторы импульсов, использующих в качестве исходной часто-
ту сети 50 Гц. В отдельных частях города она имеет различный сдвиг
по фазе. Узел синфазирования обеспечивает автоматическую подстрой-
ку фаз с постоянной точностью.
Блок опорных импульсов формирует импульсы, необходимые как
для работы самого контроллера, так и его телеуправления.
В блоке управления формируется временная программа управления
перекрестком с помощью задатчика времени, позволяющего заранее ус-
тановить длительность сигналов в различных фазах движения. Такты
переключаются либо в соответствии с программой блока управления,
либо при подаче сигнала от управляющего пункта, либо от внешних
устройств, например от выносного пункта управления (ВПУ). Подклю-
чение к блоку управления детекторов транспорта позволяет продлить
действие разрешающих сигналов, если не обнаружен разрыв в транс-
портном потоке в направлении, где включен зеленый сигнал. Переклю-
чение сигналов блоком 3 может произойти и по запросу пешехода с
помощью табло вызова пешеходом (ТВП). Кроме этого, с помощью этого
же блока перекресток может быть переведен на режим желтого мигаю-
щего сигнала. Таким образом, блок управления может реализовать
различные режимы управления по требованию задатчика времени, зап-
- 26 -
росов УП или внешних устройств.
Блок контроля следит за правильностью отработки тактов све-
тофорной сигнализации, а также за исправностью силовых цепей конт-
роллера. Исправность фиксируется узлом индикации, выводимой на ли-
цевую панель контроллера и выносного пульта управления. При сис-
темном управлении эта информация поступает также в УП. Сигнал о
неисправности контроллера служит основой для принятия решения по
управлению в критических ситуациях.
.
- 27 -
5. ДЕТЕКТОРЫ ТРАНСПОРТА.
5.1. Назначение и классификация.
Детекторы транспорта предназначены для обнаружения транспорт-
ных средств и определения параметров транспортных потоков. Эти
данные необходимы для реализации алгоритмов гибкого регулирования,
расчета или автоматического выбора программы управления дорожным
движением.
Любой детектор (рис.4) включает в себя чувствительный элемент
(ЧЭ), усилитель-преобразователь и выходное устройство (ВУ).
Ъ— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——ї
Усилитель-преобразователь
Ъ—————ї і Ъ——————————————ї Ъ————————————————ї і Ъ—————ї
і ЧЭ Г—————ґ Первичный Г———ґ Вторичный Г—————ґ ВУ і
А—————Щ і і і і і і А—————Щ
А——————————————Щ А————————————————Щ
А— —— —— —— —— —— —— —— —— —— ——Щ
Рис.4. Общая структурная схема ДТ.
Чувствительный элемент непосредственно воспринимает факт про-
хождения или присутствия транспортного средства в контролируемой
детектором зоне в виде изменения какой-либо физической характерис-
тики и вырабатывает первичный сигнал.
Усилитель-преобразователь усиливает, обрабатывает и преобра-
зовывает первичные сигналы к виду, удобному для регистрации изме-
ряемого параметра транспортного потока. Он может состоять из двух
узлов: первичного и вторичного преобразователей. Первичный преоб-
разователь усиливает и преобразует первичный сигнал к виду, удоб-
ному для дальнейшей обработки. Вторичный преобразователь обрабаты-
вает сигналы для определения измеряемых параметров потока, предс-
тавления их в той или иной физической формы. В отдельных детекто-
рах вторичный преобразователь может отсутствовать или совмещаться
с первичным в едином функциональном узле.
Выходное устройство предназначено для хранения и передачи по
специально выделенным каналам связи в УП или контроллер сформиро-
- 28 -
ванной детектором транспорта информации.
Детекторы транспорта можно классифицировать по назначению,
принципу действия чувствительного элемента и специализации (изме-
ряемому ими параметру).
По назначению детекторы делятся на проходные и присутствия.
Проходные детекторы выдают нормированные по длительности сигналы
при появлении транспортного средства в контролируемой детектором
зоне. Параметры сигнала не зависят от времени нахождения в этой
зоне транспортного средства. Таким образом, этот тип детекторов
фиксирует только факт появления автомобиля, что необходимо для ре-
ализации алгоритма поиска разрыва в потоке. В силу этого проходные
детекторы нашли наибольшее распространение.
Детекторы присутствия выдают сигнал в течении всего времени
нахождения транспортного средства в зоне, контролируемой детекто-
ром. Эти типы детекторов по сравнению с проходным применяют реже,
так как они предназначены в основном для обнаружения предзаторовых
и заторовых состояний потока.
По принципу действия чувствительные элементы детекторов можно
разделить на три группы: контактного типа (электромеханические,
пневмо- и пьезоэлектрические), излучения (фотоэлектрические, ра-
дарные, ультразвуковые), изменения параметров электромагнитных
систем (магнитные, индуктивные).
5.2. Размещение детекторов.
Эффективность адаптивного управления во многом определяется
местом установки ЧЭ детектора транспорта. Оно определяется харак-
тером задач, решаемых в рамках локального и системного управления.
В первом случае ЧЭ располагают на подходе к перекрестку, обеспечи-
вая реализации алгоритма местного гибкого регулирования (МГР), во
втором - детекторы необходимы для автоматического выбора необходи-
мой программы координации по транспортной ситуации в районе, опре-
деления скорости движения, включения зеленой улицы, обнаружения
заторов.
.
- 29 -
6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Координированное управление.
При помощи вышеописанных технических средств можно реализо-
вать координированное управление дорожным движением.
Координированным управлением называется согласованная работа
ряда светофорных объектов с целью сокращения задержки транспортных
средств.
Принцип координации заключается в включении на последующем
перекрестке по отношению к предыдущему зеленого сигнала с некото-
рым сдвигом, длительность которого зависит от времени движения
этих транспортных средств между этими перекрестками. Таким образом
транспортные средства следуют по магистрали (или какому-либо марш-
руту движения) как бы по расписанию, прибывая к очередному перек-
рестку в тот момент, когда на нем в данном направлении включается
зеленый сигнал. Это обеспечивает уменьшение числа неоправданных
остановок и торможений в потоке, а также уровня транспортных за-
держек.
Возможность такой координации работы светофорных объектов
позволила в свое время назвать это способ управления "зеленой вол-
ной". В нашей стране координированной управление было впервые ус-
пешно реализовано в 1955 г. в Москве на участке Садового кольца с
пятью светофорными объектами. В настоящее время этот способ управ-
ления широко применяется почти во всех крупных городах и является
основным алгоритмом, реализуемым в рамках АСУД.
.
- 30 -
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного движе-
ния. - М.: Транспорт, 1990
2. Клинковштейн Г.И., Афанасьев М.Б. Организация дорожного движе-
ния: учебник для вузов - М.:Транспорт, 1992