Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Информационные технологии на автомобильном транспорте

Дорожные контроллеры

По конструктивному признаку реализации блоков дорожных контроллеров (ДК) они могут быть выполнены на базе электромеханических, электронно-релейных или полностью электронных схем. Последние изготавливают на дискретных элементах (потенциально импульсные схемы) или на интегральных микросхемах, а современные - на базе микроконтроллеров. Примером простейшего ДК, широко использовался для локального управления на перекрестках е с 30-х годов прошлого века и встречается е и сегодня, являются электромеханические устройства (рис. 8.13).

В этом контроллере логическое устройство реализовано в виде профильных кулачков, профиль которых определяет соотношение фаз светофоров. Кулачок С вращается от двигателя 1 через редуктор 2, передаточное число которого выбирается в зависимости от общей продолжительности одного цикла переключения. Положение кулачка 3 влияет на переключение контактной группы 4, которая переключает поляризованный реле бы.

В зависимости от направления тока в реле, оно включает левый 7 или правый контакт 5 и соответственно определенную группу светофоров 8 контролируемого перекресток. Контакты кулачка питаются слабым постоянным током для уменьшения подгорания контактов. Через контакты реле проходит мощный ток 220 В для питания ламп светофоров.

Конструкция электромеханического ДК

Рисунок 8.13 - Конструкция электромеханического ДК

Продолжительность красного сигнала равна времени скольжения контакта по той части профилированного диска, которая соответствует красной фазе. После красного сигнала включается желтый, потом зеленый, желтый и снова красный. Автомат может управлять одновременно несколькими светофорами одного перекрестка. Для изменения длительности фаз нужна замена кулачка, неудобна ручной операцией.

Широкое распространение среди отечественных дорожных контроллеров первого поколения получили ДК с применением шагового двигателя, который вращал с постоянной скоростью контактный барабан, контакты которого запирали силовые линии ламп светофоров. Программа управления реализовывалась путем установления определенного положения контактов на контактном барабане. В 70-х годах XX века на смену шаговым двигателям пришли релейные дорожные контроллеры. На территории бывшего СССР было установлено множество релейных унифицированных контроллеров УК-2, которые и сейчас, хотя уже давно незаконно, работают на перекрестках (рис. 8.14).

Общий вид контроллера УК-2

Рисунок 8.14 - Общий вид контроллера УК-2

УК-2 ничего не контролируют, а только переключают цепи нагрузки светофорных ламп. Программа управления в УК-2 реализовывалась путем установления определенных промежутков времени переключения реле. Перегорание ламп светофоров никак не регистрируется контроллером.

Технологическим шагом развития середины 80 X лет стало внедрение дорожных контроллеров на полупроводниковых приборах. Такой контроллер - это электронный узел, блок или прибор, выполняющее обработку входных сигналов и формирует выдачу выходных управляющих сигналов на светофор (рис. 8.15, 8.16).

Как входящие или исходящие сигналы могут использоваться аналоговые или цифровые сигналы от датчиков дорожного движения, одиночные дискретные сигналы или цифровые коды с табло пешехода, последовательности цифровых кодов с дистанционного пульта поста ГАИ. В зависимости от вида сигнала, используются соответствующие схемы преобразования и согласования входных сигналов, так как входные устройства работают при малых электрических токах. Если система цифровая, то входные аналоговые сигналы преобразуются в последовательность кодов с помощью аналого-цифрового преобразователя, усиливаются усилителем П, а выходные аналоговые сигналы формируются из последовательности цифровых кодов с помощью цифро-аналогового преобразователя и также усиливаются для выхода на мощные лампы светофоров. Внутри системы может производиться хранение, накопление сигналов (или информации) и их обработка.

Структура электронного ДК

Рисунок 8.15 - Структура электронного ДК

Пунктирным контуром обозначены вариативные блоки электронного ДК, которые вирисовуються по мере необходимости. Характерной особенностью традиционных цифровых систем является тот факт, что алгоритм обработки и хранения информации в них тесно связан с схемотехникой системы, то есть для конкретно поставленной задачи разрабатывается и реализуется конкретная электронная схема.

Общий вид контроллера жесткой логики

Рисунок 8.16 - Общий вид контроллера жесткой логики

Любое изменение исходных условий задачи повлечет за собой и изменение ее схемотехнического решения, поэтому изменение алгоритма функционирования системы возможно лишь путем изменения ее структуры. Такие схемы называют схемами жесткой логики. Управление светофорным объектом происходит автоматически.

Однако нередко возникает необходимость в ручном управления перекрестком (изменения программы, спецрежимы, налаживание контроллера). Для этого существует пульт управления инспектора, который может быть встроенным или выносным (рис. 8.17).

пульт инспектора

Рисунок 8.17 - пульт инспектора

Последний предусмотрен для удобства работы оператора - инспектора ДА1, управляющего движением непосредственно на перекрестке.

Для решения вопросов гибкой логики используются микропроцессорные системы (МГТС) различных уровней сложности, аппаратного и программного решения. В состав МПС входят многочисленные взаимосвязанные электронные устройства: один или несколько микроконтроллеров (МК), предназначенных для обработки информации и управления; память - для хранения программ и данных, устройства ввода-вывода - для передачи и преобразования информации от периферийных устройств к процессору и обратно; а также ряд других устройств, предназначенных для связи МК с внешним миром. Центральным устройством любой микропроцессорной системы (МПС) является микроконтроллер - специализированный микропроцессор. Другие устройства МПС выполняют вспомогательные функции: хранение информации (программ и данных), связь с периферийными устройствами. Устройством, обеспечивающим руководство совместной работой всех внутренних устройств МПС и вспомогательных устройств, является все тот же микроконтроллер.

Итак, микроконтроллер (МК) можно определить как программно-управляемую электронную схему, предназначенную для обработки цифровой информации, управления процессом этой обработки, а также управления работой устройств, входящих в микропроцессорной системы (рис. $ .18). Появилась серия дорожных контроллеров ДКМ, БДК, которые реагируют на внештатные ситуации на светофорных объектах. ДКМ могут работать с детекторами транспорта (индуктивные, ультразвуковыми) и взаимодействуют с центром управления городским дорожным движением по кабельным каналам связи (рис. 8.19).

Центр управления и дорожные контроллеры образуют агрегатную систему управления дорожного движения АСКДД

Одновременно с появлением дорожных контроллеров ДКМ, БДК появлялись другие аналоги. Современные дорожные контроллеры выпускаются как универсальные с фиксированным количеством каналов управления - 16, 24, 48, что позволяет использовать те модели, которые соответствуют конкретной количества светофорных объектов.

Блок-схема МПС контроллера БДК

Рисунок 8.18 - Блок-схема МПС контроллера БДК

Общий вид контроллера ДКМ

Рисунок 8.19 - Общий вид контроллера ДКМ

Программирование контроллеров под конкретные задачи перекрестков выполняются на обычной персональной ЭВМ и вводятся в контроллер непосредственно с ПК по линиям связи или с помощью инженерного пульта программирования.

В современных автоматизированных системах управления дорожным движением, распространенных в большинстве европейских стран, широко используется информация от видеокамер на перекрестках, входящих в состав систем локального видеонаблюдения [33]. Преимуществом систем видеонаблюдения является сочетание числовой и визуальной информации. Полученная информация после обработки позволяет организовать оптимальное управление транспортными потоками, скоординировать работу ключевых транспортных узлов города. Возможна организация моментального обратной связи с оператором системы, диспетчером центра управления при возникновении нештатных ситуаций.

Системы видеоконтроля предоставляют данные трех типов: информация относительно трафика для статистической обработки (число автомобилей, их скорость, ускорение, занятость полос движения, тип автомобилей, плотность потока) информация о приключениях на дорогах (наличие пробок, остановка транспорта, движение по встречной полосе) информация о присутствии / отсутствии автомобилей в зоне наблюдения.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее