Повна версія

Головна arrow Інформатика arrow ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ В ПРОФЕСІЙНІЙ ДІЯЛЬНОСТІ (АВТОМОБІЛЬНИЙ ТРАНСПОРТ)

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

АПАРАТНО-ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМ НА ТРАНСПОРТІ

В результаті вивчення третього розділу учні повинні:

знати

  • • засоби зв'язку відповідно до їх роллю в організації транспортного обслуговування;
  • • застосування систем і засобів зв'язку на транспорті в залежності від їх призначення, види, характеристик;
  • • основи передачі даних;

вміти

  • • вибирати характеристики засобів збору даних про транспортні та логістичних потоках;
  • • вибирати характеристики локальних обчислювальних мереж для організації колективної роботи з даними;

володіти

  • • методами використання засобів зв'язку в відповідно до їх ролі в організації транспортного обслуговування;
  • • методами правильного застосування інформаційних систем і засобів зв'язку на транспорті в залежності від їх призначення, види, характеристик.

Моніторинг транспортних потоків

Ідентифікація транспортних потоків (ТП) є найважливішим компонентом будь-якої сучасної системи управління рухом. Завдяки використанню датчиків ідентифікації здійснюється зворотний зв'язок між центральним пунктом управління і дорожньою мережею. Сутність зворотного зв'язку в контурі автоматичного управління полягає в зборі інформації про параметри транспортних потоків.

Класифікація датчиків, які використовуються для ідентифікації ТП, наведено на рис. 3.1.

За принципом дії датчики дорожнього руху можна розділити на три групи: контактного типу, випромінювання, вимірювання параметрів електромагнітних систем.

Датчики контактного типу (електромеханічні, пневмоелектріче- ські і т.п.) не набули поширення в системах управління дорожнім рухом через низьку надійності, залежно від погодних умов і складності обробки одержуваних даних, так як вони реєструють не кількість ПС, а кількість осей .

Класифікація найбільш поширених датчиків дорожнього руху

Мал. 3.1. Класифікація найбільш поширених датчиків дорожнього руху

Серед датчиків, що встановлюються безпосередньо в дорожньому полотні, найбільшого поширення набув індуктивний датчик. Цьому послужили такі фактори, як простота конструкції, надійність роботи і більш низька вартість щодо інших типів датчиків.

Індуктивний датчик (рис. 3.2) являє собою провід, розташований в канавці дорожнього полотна, який може мати одну або більше петель різної форми. Провід для зручності контролю в експлуатації через монтажний колодязь з'єднаний з контролером, який передасть сигнал датчика в систему управління дорожнім рухом.

Схема індуктивного датчика

Мал. 3.2. Схема індуктивного датчика

На петлю подається змінний електричний струм частотою від 10 до 200 кГц, який створює електромагнітне поле. Коли транспортний засіб проїжджає по петлі, шасі транспортного засобу діє як провідник, скорочуючи індуктивність петлі. Зменшення індуктивності збільшує резонансну частоту коливання в петлі з її номінального значення, і посилається імпульс на електронну плату. Зміна частоти має досягти певної межі, перш ніж контролер інтерпретує цю зміну як проходження або наявність транспортного засобу. Здатність петлі виявляти транспортні засоби залежить від відстані між проводом петлі і металевим шасі ПС.

Форма індуктивної петлі повинна бути обрана на основі того, в яких умовах і який об'єкт необхідно виявляти. Чутливість оптимальна, якщо петля не більш, ніж виявляється об'єкт. В іншому випадку на індуктивність петлі будуть впливати інші транспортні засоби, що проходять поза зоною детектування. Збільшення розміру петлі зменшить зміна індуктивності, що викликається проїздом ПС. Наприклад: якщо транспортний засіб змінює індуктивність на 1,0% при проїзді над рамкою розміром 1,8 х 1,8 м, те ж саме транспортний засіб змінить індуктивність на 0,5%, коли проїде по петлі розміром 1,8 х 3, 6 м.

Прямокутна форма петлі найбільш підходить для того, щоб виявляти легкові автомобілі та вантажівки. Петлі, встановлені під кутом в 45 ° щодо дороги, ідеально підходять для того, щоб виявляти велосипеди. Петля в формі вісімки встановлюється перед залізничними коліями.

Індуктивні датчики по конструкції індуктивної петлі можна розділити на наступні види:

  • датчики з малою областю виявлення - зазвичай складаються з єдиною короткою петлі середнім розміром 1,8 х 1,8 м, як правило, використовуються для виявлення наближаються до світлофора автомобілів для управління роботою світлофора;
  • датчики з великою областю виявлення - використовуються для фіксації присутності ПС в зоні контролю (до 20 м), що дозволяє реалізувати алгоритм адаптивного управління на основі пошуку розриву в транспортному потоці.

В якості такого виду датчиків використовуються довгі індуктивні петлі , які останнім часом для підвищення надійності замінюються на кілька послідовних коротких петель, встановлюваних уздовж дорожнього полотна перед стоп-лінією.

Для реалізації широкої зони виявлення транспортних засобів використовують широкі індуктивні петлі. Вони застосовується для продовження зеленого сигналу в разі утворення затору. Коли автомобілі займають всю детектіруемих зону рамки, відбувається продовження горіння зеленого сигналу на цьому напрямку. Якщо немає повного заповнення цієї зони (автомобілі коштують не на всіх смугах), то продовження дозволяючого сигналу не відбувається.

За допомогою індуктивних датчиків можна реалізувати такі керуючі впливи з регулювання дорожнього руху:

  • • визначити момент часу проїзду ПС над певним перетином дороги;
  • • визначити інтенсивність транспортного потоку і об'єму руху за проміжок часу будь-якої тривалості;
  • • визначити середню просторову швидкість потоку на заданій ділянці дороги;
  • • виявити затор на заданій ділянці дороги;
  • • визначити щільність потоку на заданій ділянці дороги;
  • • визначити довжину черги автомобілів біля перехрестя в заданому напрямку.

Індуктивні датчики широко використовуються для надання пріоритету в русі громадському транспорту. Для цього найчастіше використовуються різні пристрої, які формують керуючий імпульс, який розпізнається контролером. Після цього алгоритм управління виробляє рішення про продовження горіння, або включення, зеленого сигналу світлофора. При наявності виділеної смуги для руху громадського транспорту можуть використовуватися дві послідовно встановлені індуктивні петлі. Якщо контролер отримує сигнал одночасно від двох датчиків, то по смузі рухається автобус, тоді як легковий автомобіль не може одночасно зайняти простір над двома датчиками.

Датчики, що встановлюються над дорогою, відрізняються більш простою установкою, але дорожче в порівнянні з індуктивним детектором, і точність їх показань в більшій мірі залежить від погодних умов. З цієї групи датчиків акустичні і інфрачервоні найчастіше використовуються для фіксації присутності транспортного засобу.

У Росії найбільшу популярність отримав радіолокаційний детектор транспорту. Детектор може бути використаний для роботи в АСУ дорожнім рухом, для адаптивного управління рухом транспорту, для контролю інтенсивності руху та контролю на в'їздах / виез- дах швидкісних доріг, для проведення транспортних обстежень і автоматичного виявлення дорожньо-транспортних пригод і т.д. Принцип роботи детектора заснований на безконтактному зондуванні проїжджої частини дорожнього полотна сигналом надвисокої частоти з лінійної частотної модуляцією. Одночасно він може охопити кілька смуг. Детектор монтується на опорах освітлення, опорах контактної мережі, стінах будівель або інших штучних спорудах, розташованих збоку від проїзної частини, встановлюється і налаштовується без зупинки руху транспорту. Детектор виконує дві основні функції.

  • 1. Здійснює реєстрацію наявності рухомих транспортних засобів в зонах контролю.
  • 2. Веде статистичний облік динамічних параметрів транспортних потоків (загальної кількості ПС, що пройшли зону контролю; зайнятості зони контролю - як відношення часу, протягом якого зона контролю була зайнята ПС, до часу статистичного обліку; середньої швидкості транспортного потоку; кількості довгомірних транспортних засобів) .

Дані відомості можуть накопичуватися у внутрішній пам'яті детектора для подальшого зчитування або відразу передаватися в систему управління.

Третє покоління радіолокаційних детекторів SmartSensor виробництва фірми «Wavetronix» [1] має двухлучевую структуру. Швидкість в цих детекторах визначається шляхом виміру часу проходження від першого променя до другого. Датчик працює на частоті 245 МГц, що дозволяє отримати більш точні результати, особливо при визначенні типу транспортного засобу, на відміну від датчиків попередніх поколінь, які використовують частоту 45-49 МГц.

На рис. 3.3 - сам датчик зі знятою кришкою, визначення присутності транспортних засобів перед стоп-лінією, принцип детектування потоку на многополосной дорозі і реалізація функції визначення довжини черги транспортних засобів перед світлофорним постом.

Радіолокаційний детектор транспорту фірми Wavetronix

Мал. 33. Радіолокаційний детектор транспорту фірми Wavetronix

Датчик легко налаштовується за допомогою програми з інтуїтивно зрозумілим інтерфейсом, що не вимагає спеціальної підготовки персоналу.

За допомогою програмного забезпечення можуть виконуються наступні завдання:

  • • прийом інформації з БД детекторів транспорту;
  • • визначення стабільності показань детекторів транспорту;
  • • первинна статистична обробка даних детекторів з метою ідентифікації та (або) відбракування сумнівних даних;
  • • статистична обробка інформації;
  • • історико-статистична обробка інформації;
  • • аналіз інформації.

Необхідність використання комбінованих детекторів викликана тим, що досвід використання більш простих пристроїв не дозволяє з задовільною точністю визначати всі параметри транспортних потоків. Комбінований детектор використовує такі засоби:

  • мікрохвильовий радар, що забезпечує вимір швидкості руху кожної транспортної одиниці;
  • ультразвуковий детектор, що забезпечує класифікацію транспортних засобів на базі сканування їх профілів, а також індикацію стоять автомобілів;
  • багатоканальний інфрачервоний детектор, що забезпечує підрахунок і уточнення інтенсивності руху та зайнятість смуги руху (якщо активізований режим економії електроенергії, цей детектор застосовується також для включення і виключення радара).

Комбіновані детектори встановлюються над кожною смугою руху.

Найбільш перспективними датчиками вважаються відеодетектори. Система складається з однієї або декількох відеокамер, сигнали від яких обробляються спеціальним швидкодіючим ПО, яке забезпечує виконувати наступні функції:

  • • визначати загальну кількість минулих транспортних засобів по кожній смузі руху за заданий проміжок часу;
  • • класифікувати минулі транспортні засоби але типам мотоцикли, легкові автомобілі, пікапи і малі вантажівки (довжиною менше 12 м), автобуси, великі вантажівки (довжиною понад 12 м);
  • • підраховувати середню швидкість руху по кожній смузі для різних типів ПС;
  • • визначати заповнення кожної дорожньої смуги транспортними засобами (якщо транспортні засоби в момент закінчення заданого періоду часу спостереження не рухаються або рухаються зі швидкістю менше 5 км / год, ситуація на дорозі класифікується як транспортний затор);
  • • фіксувати відстань між транспортними засобами на кожній смузі.

важливо

Одна відеокамера дозволяє одночасно зчитувати дані від чотирьох до восьми смуг руху. Істотним переваг відеодетектора є можливість паралельного відеоспостереження за зоною контролю. У той же час для збереження якості зображення об'єктив відеокамери необхідно періодично очищати. Для зниження експлуатаційних витрат випускаються відеодетектори з автоматичним очищенням і обмивши захисного скла об'єктива.

  • [1] URL: http://www.wavetrenix.com/en
 
<<   ЗМІСТ   >>