4.5. Применение микропроцессоров в дорожных контроллерах

В настоящее время в СССР и других странах освоен выпуск дорожных контроллеров с применением микропроцессорной тех­ники (ДКМП). Принципиально они отличаются от описанных ранее контроллеров традиционного исполнения наличием встроен­ной в контроллер микро ЭВМ, которая выполняет функции блока управления и контроля.

Использование микропроцессора резко расширяет технологию управления дорожным движением, поскольку в режиме адаптив­ного управления позволяет, помимо широко освоенного алгоритма поиска разрывов, реализовать и другие алгоритмы (например, по критерию задержки или длины очереди). Кроме этого, появляется возможность функционирования на перекрестках нескольких алго­ритмов с автоматическим переходом от одного к другому в зави­симости от конкретной транспортной ситуации. Это достигается за счет смены программ обработки информации в запоминающих устройствах и достаточного быстродействия микропроцессора (50—100 тыс. операций в секунду).

Наличие вычислительной техники в контроллере позволяет решать и попутную задачу: вывод в любой момент времени на инженерную панель (ИП) контроллера данных об интенсивности, скорости, задержке для отдельных направлений перекрестка.

Расширение объема решаемых ДКМП задач ведет, в свою оче­редь, к уменьшению объема передаваемой в центр информации, т. е. уменьшает загрузку каналов связи системы, разгружает ЭВМ управляющего пункта от решения тактических задач по управ­лению движением на отдельных перекрестках. Разгрузка ЭВМ центра управления делает возможным за счет освободившихся вычислительных мощностей расширить функции АСУД.

Управляющие светофорами ДКМП отличаются более высокой надежностью за счет интеграции исполнения: уменьшения связи между блоками, улучшения теплообмена и процесса поиска неис­правностей контроллера. Эксплуатация контроллера упрощается, так как изменение программы его работы не связано с перепай­кой перемычек в коммутаторах блоков или заменой самих блоков.

В состав ДКМП (рис. 4.6) входят вычислительный модуль, узел ввод - вывода, силовой узел, периферийный узел обмена ин­формацией узел синхронизации программ. Последние два узла необходимы, если контроллер работает в составе АСУД. При этом узел синхронизации программ необходим при подключении к ДКМП таких же контроллеров или ДКМ 2С-4 с целью организации ма­гистральной бесцентровой системы координированного управления. Узел обмена информацией применяется при подключении ДКМП к централизованной системе управления движением, когда группой ДКМП управляет контроллер зонального центра—КЗЦ. Кроме того, этот же узел используется для связи ДКМП с управляемыми дорожными знаками или аппаратурой приоритетного пропуска (СКА) специальных транспортных средств, что осуществляется, как правило, также в рамках АСУД.

Вычислительный модуль включает в себя центральный процес­сор и субблоки оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) и полупостоянного запоминающего устройства (ППЗУ). Централь­ный процессор выполняет логические и арифметические операции по формированию команд на переключение сигналов светофора и по обработке информации, поступающей от детекторов транс­порта и других внешних устройств. В ОЗУ хранятся данные, ко­торые меняются в процессе обработки информации — промежу­точные результаты вычислений, входная информация и т. д. В ППЗУ хранятся постоянные или редко меняющиеся массивы информации, необходимые для управления движением на перекрестке. Инфор­мация в ППЗУ остается и при выключенном питании контроллера в течение длительного времени. Стирание информации в суббло­ках ППЗУ происходит при их ультрафиолетовом облучении при­мерно в течение 20—30 мин.

Связь вычислительного модуля со всеми узлами ДКМП обес­печивается через интерфейсную магистраль — средство сопряже­ния ЭВМ с внешними устройствами.

Узел ввода-вывода связывает вычислительный модуль с орга­нами управления контроллером и детекторами транспорта. К этому узлу подключается инженерная панель, с которой можно осу­ществить ввод в ОЗУ новых параметров управления (при отладке режима), а также ручное включение режимов в соответствии с их приоритетом, заложенным в контроллере. На инженерную панель с помощью соответствующей индикации выводится информация о режиме функционирования контроллера и его исправности. Управ­лять движением на перекрестке вручную можно также с помощью выносного пульта, подключаемого к узлу ввода-вывода.

Силовой узел ДКМП передает информацию от вычислитель­ного модуля к тиристорам и обратно, обеспечивает запоминание информации о включенных тиристорах и бесконтактное переклю­чение ламп светофоров.

Важной особенностью ДКМП является осуществление опера­ций, обусловленных требованиями безопасности движения: конт­роль перегорания ламп красного сигнала и одновременного горения зеленых сигналов в конфликтных направлениях. В этих случаях происходит отключение светофоров или перевод их на режим жел­того мигающего сигнала. Указанные операции могут осуществ­ляться без участия микропроцессора.