Sistema dinàmic de control del senyal de trànsit rodat

Sistema dinàmic de control del senyal de trànsit rodat

La necessitat!

Un dels principals problemes que s’enfronten a qualsevol ciutat del metro és la congestió de trànsit. Quedar atrapat entre el trànsit pesat és un mal de cap per a totes les persones que condueixen el vehicle i fins i tot per a la policia de trànsit en controlar el trànsit.



Una de les formes més antigues de manejar el trànsit consistia en fer desplegar un policia de trànsit a cada cruïlla i controlar manualment l’entrada de trànsit mitjançant la senyalització manual. Tanmateix, això era bastant feixuc i després va sorgir la necessitat d'un tipus de control diferent, mitjançant senyals de trànsit.


Els controladors tradicionals de semàfors utilitzaven un programa fix predeterminat per a l’entrada de trànsit per a cada sentit a la cruïlla. El controlador era un controlador electromecànic que consisteix en sistemes mecànics accionats elèctricament. Consta de tres parts principals: un temporitzador de marcatge, un solenoide i un conjunt de lleves. Un motor i un conjunt d'engranatges fan funcionar el temporitzador de marcatge que al seu torn són responsables d'encendre o desactivar un solenoide que al seu torn opera un conjunt de lleves que són responsables de proporcionar corrent a cada indicació de senyal. El temporitzador de marcatge s’utilitza per proporcionar la repetició d’intervals de durada fixos.





Tanmateix, la idea completa d'un controlador de semàfors a temps fix no és convenient per a les ciutats on el flux de trànsit és variable. Per aquest motiu, es necessita un sistema dinàmic de control del trànsit, que controli les senyals de trànsit segons la densitat del trànsit.

Com és un sistema dinàmic de control de trànsit?

  • Una pantalla: És el bàsic visualització de senyals de trànsit que pot veure el conductor del vehicle o el viatger. Pot ser una làmpada de descàrrega incandescent convencional o una disposició de LED.
Una pantalla de senyal de trànsit

Una pantalla de senyal de trànsit



  • Una unitat de detecció: És la unitat que detecta la presència de vehicles i envia aquesta informació al controlador perquè sigui processada.

Pràcticament hi ha dos tipus de detectors:

  • Detector de bucle inductiu: Consisteix en una bobina de filferro incrustada en una ranura a la superfície de la carretera que està segellada amb una goma. Detecta canvis de freqüència. La bobina inductor està connectada amb el detector que detecta el canvi de freqüència de ressonància del bucle de la bobina i, en conseqüència, controla l’activació del relé que s’utilitza per activar els senyals de trànsit. Bàsicament funciona segons el principi que quan un cotxe es mou per sobre de la bobina inductor, la inductància de la bobina disminueix. Aquesta disminució de la inductància fa que la freqüència de ressonància o d’oscil·lació augmenti i, per tant, la unitat electrònica envia polsos elèctrics a la unitat de control per controlar el canvi de semàfors. No obstant això, un desavantatge d’aquest sistema és que els bucles inductors són propensos a la interferència electromagnètica, és a dir, la radiació electromagnètica d’altres dispositius també pot afectar el camp magnètic i, per tant, la inductància de la bobina. També són més propensos a fallar i requereixen un cost d’instal·lació elevat i també causen interrupcions del trànsit.
Control del senyal de trànsit mitjançant detector de bucle inductiu

Control del senyal de trànsit mitjançant detector de bucle inductiu

  • Sensors muntats als pols: Pot ser una simple disposició de fotodíode IRLED o una unitat de detecció de vídeo que pugui detectar la presència de vehicles. Això funciona amb el principi que quan un cotxe passa entre el transmissor IR i el receptor IR, la llum IR es bloqueja i, com a resultat, augmenta la resistència del fotodiode. Aquest canvi de resistència es pot convertir en impulsos elèctrics, utilitzats per controlar els semàfors.
Control de senyals de trànsit mitjançant sensors muntats en pals

Control del senyal de trànsit mitjançant sensors muntats en pols

  • Una unitat de controlador: És la unitat que rep la sortida del detector la que dóna una indicació de la presència de vehicles i, per tant, fa un càlcul de la densitat de trànsit i, en conseqüència, controla la unitat de visualització. Pot ser un ordinador basat en microprocessador o un simple microcontrolador.
Una Unitat de Control

Una Unitat de Control

Una demostració senzilla del control del senyal de trànsit basat en la densitat mitjançant sensors IR

Es pot fer un prototip de sistema de control de senyals de trànsit mitjançant sensors IR juntament amb microcontroladors i LEDs que poden demostrar la seva utilitat en temps real per controlar els senyals de trànsit en funció de la densitat del trànsit. La cruïlla que es considera aquí és una cruïlla de 4 laterals amb un flux de trànsit a cada costat d’una sola manera. El sistema consta dels tres components principals següents:

  • Unitat de visualització: consta de 3 LED: verd, vermell i ambre a cada costat de la unió, amb un total de 12 LED.
  • Unitat de detecció: consisteix en una disposició de fotodiode i combinació de LED IR a cada unió que detecta la presència de vehicles mitjançant la detecció de canvis de resistència.
  • Unitat de control: consisteix en un microcontrolador que rep la sortida del sensor IR i, en conseqüència, controla la brillantor dels LED
Un prototip de control de senyals de trànsit basat en la densitat

Un prototip de control de senyals de trànsit basat en la densitat

Diagrama de blocs que mostra el control del senyal de trànsit basat en la densitat

Diagrama de blocs que mostra el control del senyal de trànsit basat en la densitat

En condicions normals, és a dir, quan no hi ha cap vehicle a la carretera, el transmissor IR o el LED IR transmeten llum IR que rep el fotodiode, que comença a conduir. A mesura que el fotodiode es condueix, el transistor corresponent també condueix donant una sortida de senyal lògic baix a el microcontrolador . El mateix principi funciona per a la resta d'arranjaments del sensor-transistor IR. El microcontrolador fa que cada LED brilli durant un temps fix.


Ara bé, si hi ha presència de vehicles, la comunicació entre el transmissor IR i el receptor s’interromp, és a dir, el fotodiode rep menys o cap quantitat de llum del díode IR i, en conseqüència, es redueix el corrent de base al transistor i, finalment, fa que el conductor vagi a estat apagat. Això provoca una sortida de senyal lògic elevat des del transistor al microcontrolador. En conseqüència, el microcontrolador canvia el temps de resplendor del LED verd de la unió corresponent a un valor superior.

Així, a mesura que augmenta el nombre de vehicles, la llum verda brilla durant més temps, cosa que permet un flux ràpid de trànsit des del costat de la cruïlla.

Per tant, ja teníem una breu idea sobre el control senyals de trànsit utilitzant diferents mitjans. Què tal un control a través del propi vehicle, com una comunicació entre el vehicle i els senyals de trànsit. Aquest sistema ja s’utilitza en algunes parts del món. Coneix-ne i dóna els teus comentaris.

Crèdit fotogràfic: