РиССРпоОДД Учебное пособие

641

Периферийные технические средства.

Дорожные контроллеры (ДК) для локального управления дорожным движением. Эти устройства осуществляют переключение светофорной сигнализации только с учётом местных условий движения, существующих на управляемом перекрёстке. Обмен информацией с устройствами управляющих пунктов в данных контроллерах не предусмотрен.

Устройства данного класса подразделяются на следующие типы:

•ДК с вызывными устройствами, осуществляющие переключение светофорных сигналов по вызову пешеходами. Предназначены для управления дорожным движением на пешеходных переходах транспортных магистралей или перекрёстках с малой интенсивностью движения транспорта по направлению, пересекающему магистрали. К этим устройствам относятся контроллеры ДКС с ТВП;

•ДК с фиксированными длительностями фаз, осуществляющие переключение светофорных сигналов по одной или нескольким заранее заданным временным программам и предназначенные для управления дорожным движением на пересечениях улиц с мало изменяющейся в течение дня интенсивностью движения транспортных средств. К устройствам данного типа относятся модификации контроллеров ДКС, ДКП и др.;

•ДК с переменной длительностью фаз, осуществляющие переключение светофорных сигналов в зависимости от параметров транспортного потока и предназначенные для управления дорожным движением на пересечениях улиц, на которых интенсивность движения транспорта часто изменяется в течение суток. К устройствам данного типа относятся контроллеры ДКМ4-4.

Дорожные контроллеры для АСУД. Эта группа контроллеров осуществляет переключение светофорных сигналов в зависимости от управляющих воздействий УП и включает следующие типы:

•программные контроллеры, осуществляющие переключение светофорной сигнализации по одной из нескольких заранее заданных временных программ. Все дорожные контроллеры подключены к магистральному каналу связи, а инициатором начального момента включения программы являются устройства управляющего пункта, таймер или непосредственно один из контроллеров. К устройствам данного типа относятся модификации ДКС;

642

•контроллеры непосредственного подчинения, осуществляющие переключение светофорной сигнализации по командам из управляющего пункта. Каждый из контроллеров связан с управляющим пунктом отдельной телефонной линией, по которой получает управляющие воздействия и сигнализирует о режиме функционирования и состоянии светофорного объекта.

Вряде контроллеров заложена возможность коррекции управляющих воздействий в зависимости от реальной ситуации, сложившейся в данный момент времени на перекрёстке. К контроллерам непосредственного подчинения относятся модификации ДКС, ДКП, КДУ и др.

Детекторы транспорта для определения характеристик транспортного потока. Данный класс устройств подразделяется на следующие типы:

•детекторы проходные, которые выдают сигнал при появлении транспортной единицы в контролируемой зоне, причём параметры сигнала не зависят от времени нахождения и направления движения транспортных единиц. К таким детекторам относится ДТ-ИК;

•детекторы присутствия, обеспечивающие выдачу сигнала в течение всего времени нахождения транспортных единиц в контролируемой зоне. К ним относится ДТ-ИК-П;

•детекторы скорости, обеспечивающие выдачу сигнала в течение времени прохождения транспортных единиц между зонами действия двух детекторов, установленных на одной полосе движения при фиксированном расстоянии между ними. К таким детекторам относится ДТ-ИК-С;

•детекторы состава потока, которые формируют сигналы прохождения транспортных единиц с разделением их по типам автомобилей. К ним относится ДТ-ИК-СП;

•устройства для получения статистических данных о транспортных потоках, которые обеспечивают оперативный подсчёт количества транспортных единиц с раздельной фиксацией результатов подсчёта для заданного периода времени вне систем. К таким ДТ относится устройство накопления информации по транспортным потокам (УНИТП).

Устройства центрального управляющего пункта (ЦУП). Устройства ЦУПа выполняют функции координации и диспетчерского управления светофорными объектами и в зависимости от назначения могут быть следующих видов:

643

•специальные устройства – контроллер районного центра (КРЦ), выполняющий функции координации светофорной сигнализации в район управления. КРЦ на базе ПЭВМ устанавливаются в помещении центрального управляющего пункта и служат для выполнения функций управляющего вычислительного комплекса (УВК). Данные устройства обладают программным обеспечением и хранят библиотеку программ координации;

•дисплейный пульт оперативного управления (ДПОУ). Пульты управления, предназначены для диспетчерского управления светофорной сигнализацией в АСУ дорожным движением. Пульты оперативного управления выполняют функции набора определённых команд управления и визуальной индикации о выполнении посланных команд. Пульты систем, в состав которых входит УВК (АСУД-С), обладают качественно более высокими функциональными возможностями. Это позволяет диспетчеру не только контролировать состояние всех периферийных объектов, но и вмешиваться в управление как отдельным перекрестком, так и группой перекрёстков, организуя специальные режимы: «Зелёная улица», «Жёлтое мигание» и т.д.;

•специальные табло коллективного пользования (ТКП), отражающие конфигурацию управляемого района, места установки технических средств и индикацию, позволяющую контролировать их работоспособность. Функциональная нагрузка, выполняемая ТКП, заключается в выдаче диспетчеру информации об отработке и неисправностях технических средств;

•аппаратура обмена информацией, построение которой обусловлено алгоритмами сопряжения периферийных устройств с устройствами центрального управляющего пункта системы. Необходимость уменьшения количества линий связи привела к созданию блоков, имеющих возможность обмена информацией по магистральному каналу связи. Однако сложность узлов ввода-вывода информации, их недостаточная надёжность обусловили разработку данных узлов параллельно с использованием радиального канала связи. К устройствам этого типа относятся устройства согласования УС.

Контрольно-проверочная аппаратура. Проверка технических средств производится с помощью контрольно-диагностической аппаратуры (КДА), применяемой для контроля работоспособности в процессе функционирования КТС, настройки и программирования периферийных устройств.

В состав КДА входят следующие устройства:

644

•инженерный пульт для проверки, настройки и частичного программирования контроллеров серии ДКС;

•имитатор центра для проверки подчинения дорожных контроллеров командам из центра.

6.4.7. Основные принципы построения систем

На рисунке 6.9 показана схема построения АСУД.

Рис. 6.9. Схема построения АСУД

В соответствии с общепринятой классификацией структур АСУД [9] по области применения и сложности функционирования имеется три уровня систем.

Первый уровень систем наблюдается на любом регулируемом перекрёстке со светофорной сигнализацией, функционирующем в локальном режиме.

645

Второй уровень систем представляет собой группу регулируемых перекрёстков (как правило, до шестнадцати ДК на одной магистрали), функционирующих в согласованном друг с другом режиме. Согласованный режим может обеспечиваться средствами радиосвязи, либо магистральным каналом с устройствами согласования ДК, либо по радиальным каналам связи с использованием контроллера зонального центра (КЗЦ). Примерами систем второго уровня являются системы на базе контроллеров ДКМ2С-4 из средств АСС-УД, а также системы с применением КЗЦ из средств КТС «Сигнал» [10].

Третий уровень систем имеет ЦУП с сетью ПЭВМ, выделенные телефонные каналы связи (возможно применение радиосвязи) и неограниченное множество дорожных контроллеров (возможны варианты с КЗЦ). Обобщённая структурная схема АСУД третьего уровня приведена на рисунке 6.10.

Рис. 6.10. Обобщенная структурная схема АСУД третьего уровня

Как видно из схемы, любой ДК позволяет подключать к нему табло вызова пешеходное (ТВП) и управлять светофорными объектами (СО). На одну линию связи можно подключать ДК и ДТ. Кроме того, по коммутированным каналам связи ГТС через модем можно передавать информацию с ЦУПа в ГИБДД.

646

6.4.8. Дорожные контроллеры

Функциональные блоки. Основным видом периферийных технических средств АСУД являются дорожные контроллеры, обеспечивающие переключение светофорной сигнализации на перекрёстках.

В настоящее время 15 фирм России выпускают дорожные контроллеры (ДК) разных типов и конструкций. Но, несмотря на это разнообразие, все производители ДК придерживаются общих принципов. Обобщённая структурная схема дорожного контроллера представлена на рисунке 2.2.

Рис. 6.11. Обобщенная структурная схема дорожного контроллера

В структуре построения любого ДК можно выделить ряд основных блоков, каждый из которых выполняет обязательную функциональную задачу. К таким блокам относятся следующие: системный, питания, связи и силовой.

Основное назначение блока связи заключается в расшифровке информации, поступающей из ЦУПа, и формирование объектной сигнализации.

Главным элементом системного блока является микропроцессор с памятью и программным обеспечением. Этот блок выполняет все логические операции ДК, а именно: выбор приоритета, режима управления, формирование команд на переключение светофорной сигнализации, осуществление контроля за неисправностью составных частей и обеспечение взаимодействий всех блоков.Блок питания обеспечивает формирование требуемых уровней напряжения и тока для всех блоков ДК.

Разнообразие ДК обусловлено рядом требований и причин.

647

Во-первых, выполнение всей схемы ДК на единой плате (ДКС-Д) либо на различных платах – субблоках (ДКС16). В случае выполнения на единой плате стоимость изготовления существенно снижается по сравнению с субблоковым вариантом, но при этом значительно сокращается возможность ДК по подключению к нему внешних устройств (устройство связи с ДТ, выносной пульт управления).

Во-вторых, требование к количеству коммутируемых групп ламп изменяется от 8 до 64 и зависит от сложности организации движения на перекрёстке. Наиболее распространёнными являются варианты ДК на 16 (около 75 %) и 24 (около 15 %) коммутируемых групп ламп. Совершенно очевидно, что изготовление ДК в соответствии с требованием количества коммутируемых групп ламп является экономически выгодным.

И, в-третьих, все изготовители ДК при выборе конструктивных решений адаптируются к условиям завода-изготовителя и его наработкам.

В настоящее время в России фирмы, имеющие наибольшие объемы реализации ДК, находятся в городах: Нальчик, Нарткала, Екатеринбург (две фирмы), Омск, Красноярск, Пенза.

Ниже приведено описание распространённого во многих городах России типового дорожного контроллера ДКС, выпускаемого ЗАО «Автоматика-Д» (г. Омск).

Дорожный контроллер ДКС-Д. Контроллеры дорожные ДКС-Д, внешний вид которых приведен на рисунке 6.2, предназначены для работы на городских перекрестках с малой и средней сложностью организации движения

иосуществляют:

-координированное управление транспортными и пешеходными светофорами в составе АСУД;

-локальное управление движением транспорта и пешеходов по жесткой временной программе, выбираемой в зависимости от времени суток, дня недели, месяца;

-оперативное задание режима «Желтое мигание» от встроенного тумблера ЖМ.

ДКС-Д могут работать в составе АСУ дорожным движением разных поколений, таких как АСС-УД, АСУД «Сигнал», АСУД-С, КТС-М. ДКС-Д

648

рассчитаны на непрерывную круглосуточную работу в стационарных условиях на открытом воздухе при температуре от -40 до +50 °С.

Рис. 6.12. Внешний вид ДКС-Д

Технические характеристики. Технические данные ДКС-Д в зависимости от модификации приведены в таблице 6.1.

Максимальное число выходных силовых цепей для подключения групп светофорных ламп – 16. При подключении светодиодных секций сохраняются все функции контроля.

Максимальное количество направлений – 6. Максимальное количество регулируемых фаз – 6.

649

Максимальный ток нагрузки, коммутируемый в любой момент времени, –

15 А.

Максимальный ток нагрузки одной силовой цепи – не более 3 А для ламповой нагрузки и не более 1,2 А для светодиодной нагрузки.

Минимальный ток нагрузки одной силовой цепи соответствует току лампы накаливания мощностью 60 Вт, для светодиодной нагрузки – 40 мА.

Контроллеры ДКС-Д обеспечивают возможность щадящего включения ламп, увеличивающего ресурс их работы в 1,5-2 раза.

ДКС-Д обеспечивают возможность работы ламп при пониженном напряжении питания (режим «полнакала») в вечернее и ночное время суток по команде из ЦУПа.

ДКС-Д обеспечивают контроль на перегорание красных ламп при следующих условиях:

-количество цепей контроля – 8;

-максимальный ток нагрузки одной контролируемой цепи – до 1 А (например, две лампы мощностью 100 Вт), для светодиодной нагрузки – 0,4 А;

-к одному силовому выходу, включающему красные лампы, возможно подключение неконтролируемых и контролируемых цепей;

-подключение контролируемых цепей к силовому выходу – в произвольной последовательности с учетом удобства расключения на входной клеммной колодке;

-контролируемые цепи могут объединяться в группы;

-переход на режим желтого мигания «ЖМ» осуществляется при перегорании всех красных ламп в контролируемой группе;

-после замены перегоревших красных ламп ДКС-Д автоматически переходят из режима «ЖМ» через режим «Кругом красный» в режим переключения фаз.

Также ДКС-Д обеспечивают контроль на включение до шести групп зеленых ламп с учетом следующего:

-при обнаружении конфликтной ситуации (в случае несанкционированного включения зеленых ламп) осуществляется переход на режим «ОС» («Отключить светофоры»);

-после устранения конфликтной ситуации и подачи сетевого напряжения ДКС-Д переходят через режим «Кругом красный» в режим переключения фаз.

650

ДКС-Д обеспечивают контроль перегрузки и короткого замыкания по каждой силовой цепи и при их обнаружении – отключение данной силовой цепи с возможностью сохранения режима переключения фаз либо режима «ЖМ» в случае перегорания с коротким замыканием последней контролируемой красной лампы в группе. При подаче сетевого напряжения ДКС-Д начинают работу с режима «Кругом красный», после чего включают фазу. Возможно задание в привязке времени режима «Кругом красный» от 3 до 20 с. После выключения режимов «ОС» и «ЖМ» ДКС-Д в случае вызова фазы начинают работу с режима «Кругом красный», а затем включают фазу.

ДКС-Д обеспечивают гибкую схему организации движения в следующих сочетаниях:

-максимальное количество транспортных направлений – 5, шестое направление – «стрелка»;

-транспортных направлений – 4, пешеходных – 2;

-любое количестве транспортных, пешеходных направлений и «стрелок»

сучетом распределения их по пяти транспортным направлениям.

Привязка силовой цепи (тиристора) к цвету осуществляется предварительным программированием специальной микросхемы с помощью стационарной ПЭВМ и может быть частично изменена на месте эксплуатации с помощью пульта инженерного (ПИ).

Число вызывных фаз от ТВП или ТВП-М – не более 2. Включение фазы от ТВП не приводит к нарушению координации при работе ДКС-Д из ЦУП. ДКС-Д обеспечивают включение надписи «Ждите» на ТВП и лампы накаливания с аналогичным назначением на ТВП-М с момента поступления заявки от ТВП до включения запрашиваемого пешеходного направления.

Параметры сигнала «Ждите», поступающего в ТВП, и сигнала для включения лампы накаливания в ТВП-М:

-переменное напряжение от 187 до 242 В;

-частота – (50 ± 1) Гц;

-форма синусоидальная.

Параметры сигнала вызова, поступающего от ТВП (ТВП-М):

-уровень «логической 1» – от 0 до 0,4 В;

-уровень «логического 0» – разрыв цепи.