8. Детекторы транспорта
8.1. Назначение и классификация
ДТ предназначены для обнаружения транспортных средств и определения параметров транспортных потоков.
ДТ включает в себя три основных элемента (см. рисунок 52):
1 – чувствительный элемент (ЧЭ);
2 – блок усиления-преобразования;
3 – выходное устройство (ВУ).
Рисунок 52 – Общая структурная схема детектора транспорта
ЧЭ непосредственно воспринимает факт прохождения или присутствия транспортного средства в контролируемой ДТ зоне в виде изменения какой-либо физической характеристики и вырабатывает первичный сигнал.
Усилитель-преобразователь усиливает, обрабатывает и преобразовывает первичные сигналы к виду, удобному для регистрации изменяемого параметра транспортного потока. Он может состоять из двух узлов: первичного и вторичного преобразователей. Первичный преобразователь усиливает и преобразует первичный сигнал к виду, удобному для дальнейшей обработки. Вторичный преобразователь обрабатывает сигналы для определения измеряемых параметров потока, представления их в той или иной физической форме.
Выходное устройство предназначено для хранения и передачи по специально выделенным каналам связи в ЦУП или ДК сформированной ДТ информации.
По назначению ДТ делятся на:
1 – проходные;
2 – присутствия (полного и ограниченного).
Проходные детекторы выдают нормированные по длительности сигналы при появлении транспортного средства в контролируемой ДТ зоне. Параметры сигнала не зависят от времени нахождения в этой зоне транспортного средства (фиксируется только факт появления автомобиля).
Детекторы полного присутствия выдают сигналы в течение всего времени нахождения транспортного средства в зоне, контролируемой ДТ (определяют длины очередей, транспортных задержек, занятость проезжей части).
Детекторы ограниченного присутствия при длительном нахождении автомобиля в зоне действия «забывают» о нем и сигнал на выходе исчезает, а ДТ продолжает измерения для остальных транспортных средств, появляющихся в зоне измерения.
По принципу действия ЧЭ ДТ подразделяются:
1 – контактного типа;
2 – излучения;
3 – измерения параметров электромагнитных систем.
ЧЭ контактного типа бывают:
- электромеханические;
- пневмоэлектрические;
- пьезоэлектрические.
ЧЭ излучения бывают:
- фотоэлектрические;
- радиолокационные;
- ультразвуковые;
- телевизионные.
ЧЭ измерения параметров электромагнитных систем бывают:
- ферромагнитные;
- индуктивные.
8.2. Размещение детекторов
Эффективность адаптивного управления во многом определяется местом установки ЧЭ ДТ. Оно определяется характером задач, решаемых в рамках локального и системного управления.
При локальном управлении ЧЭ ДТ устанавливают на подходе к перекрестку, обеспечивая реализацию алгоритма МГР.
При системном управлении – ДТ необходимы для автоматического выбора необходимой программы координации по транспортной ситуации в районе, определении скорости движения, включения ЗУ, обнаружения заторов.
Для реализации алгоритма МГР необходимо установить ЧЭ на таком расстоянии от перекрестка, чтобы автомобиль после обнаружения разрыва, пройдя контролируемую ДТ зону, смог своевременно остановиться перед стоп-линией.
Расстояние от ЧЭ ДТ до стоп-линии определяется по остановочному пути:
Sдт = vatpк/3,6+v2a/(26aт), (6)
где tpк – время реакции водителя на смену сигналов светофора; aт – замедление автомобиля при торможении на запрещающий сигнал, м/с2.
По расстоянию Sдт определяют остальные параметры МГР. Подобный подход практически исключает проезд автомобилем перекрестка на желтый сигнал и повышает безопасность движения.
Для автоматического выбора программы координации по транспортной ситуации в районе необходимо определить характерные сечения на УДС с установкой в этих местах ДТ. Информация от них должна дать объективную оценку изменения транспортной ситуации во всем районе управления.
При этом рассматриваются два типа сечений:
- первый тип – сечения в тех местах, где параметры потоков близки по значению параметрам в близлежащей окрестности (определяется интенсивность и скорость движения);
- второй тип – сечения в местах, где параметры резко изменяются (потоки сливаются или ответвляются), измеряется только интенсивность движения см. рисунок 53.
К местам, где устанавливаются ДТ скорости, предъявляются особые требования:
- ЧЭ должны располагаться на второй полосе движения на среднем участке длины перегона;
- расстояние от ЧЭ до перекрестка должно быть таковым, чтобы исключались изменения скорости за счет торможения или разгона автомобилей.
Скорость определяется по времени проезда автомобилем расстояния между двумя последовательно установленными ЧЭ (обычно принимают 5 м).
Рисунок 53 – Пример схемы размещения детекторов для выбора программы координации
Наиболее широкое распространение на практике получили пассивные инфракрасные ЧЭ (ДТ-ИК). Их установка не требует вскрытия дорожного полотна, они устанавливаются фиксировано над поверхностью дороги.
На объекте устройство ДТ-ИК может монтироваться на светофорной колонке, мостах, эстакадах, столбах освещения (см. рисунок 54).
Рисунок 54 – Пример установки ДТ на столбе освещения