Dynamisch verkeerslichtcontrolesysteem

Probeer Ons Instrument Voor Het Oplossen Van Problemen





De behoefte!

Een van de grootste problemen in elke metropool zijn verkeersopstoppingen. Gestrand raken tussen druk verkeer is een probleem voor elke persoon die het voertuig bestuurt en zelfs voor de verkeerspolitie bij het controleren van het verkeer.

Een van de oudste manieren om het verkeer af te handelen, was om op elk kruispunt een verkeersagent in te zetten die de instroom van verkeer handmatig regelt door middel van handsignalisatie. Dit was echter nogal omslachtig en toen kwam de behoefte aan een ander type besturing - met behulp van verkeerslichten.




Traditionele verkeerslichtcontrollers gebruikten een vast, vooraf bepaald schema voor de instroom van verkeer voor elke richting op het kruispunt. De controller was een elektromechanische controller die bestaat uit mechanische systemen die elektrisch worden bediend. Het bestaat uit drie hoofdonderdelen: een wijzerplaat-timer, een solenoïde en een nokassemblage. Een motor en een tandwielsamenstel bedienen de wijzerplaat-timer die op zijn beurt verantwoordelijk zijn voor het bekrachtigen of deactiveren van een solenoïde die op zijn beurt een nokkenassemblage bedient die verantwoordelijk zijn om stroom te leveren aan elk signaalindicatie. De kiestimer wordt gebruikt om herhaling van vaste tijdsintervallen te bieden.

Het hele idee van een verkeerslichtcontroller met een vaste tijd is echter niet geschikt voor steden waar de verkeersstroom variabel is. Om deze reden is een dynamisch verkeerscontrolesysteem nodig dat de verkeerssignalen regelt op basis van de verkeersdichtheid.



Hoe ziet een dynamisch verkeerscontrolesysteem eruit?

  • Een scherm: Het is de basis verkeerslichtweergave die de bestuurder van het voertuig of de forens kan zien. Het kunnen conventionele gloeiende ontladingslampen zijn of een opstelling van LED.
Een verkeerslichtscherm

Een verkeerslichtdisplay

  • A Detectoreenheid: Het is de eenheid die de aanwezigheid van voertuigen detecteert en deze informatie naar de controller stuurt om te worden verwerkt.

Praktisch zijn er twee soorten detectoren:

  • Inductieve lusdetector: Het bestaat uit een draadspiraal ingebed in een groef op het wegdek die is afgedicht met een rubber. Het detecteert een verandering in frequentie. De inductorspoel is verbonden met de detector die de verandering in resonantiefrequentie van de spoellus detecteert en dienovereenkomstig de activering van het relais bestuurt dat wordt gebruikt om de verkeerssignalen te activeren. In principe werkt het volgens het principe dat wanneer een auto over de inductorspoel beweegt, de inductantie van de spoel afneemt. Deze verminderde inductie zorgt ervoor dat de resonantie- of oscillatiefrequentie toeneemt en de elektronica-eenheid stuurt dienovereenkomstig elektrische pulsen naar de besturingseenheid om het schakelen van verkeerslichten te regelen. Een nadeel van een dergelijk systeem is echter dat de inductorlussen gevoelig zijn voor elektromagnetische interferentie, d.w.z. elektromagnetische straling van andere apparaten kan ook het magnetische veld beïnvloeden en daarmee de inductantie van de spoel. Ze zijn ook vatbaarder voor storingen en vereisen hoge installatiekosten en veroorzaken ook verstoring van het verkeer.
Verkeerslichtregeling met behulp van inductieve lusdetector

Verkeerslichtregeling met behulp van inductieve lusdetector

  • Sensoren gemonteerd op de polen: Het kan een eenvoudige IRLED-fotodiode-opstelling zijn of een videodetectie-eenheid die de aanwezigheid van voertuigen kan detecteren. Dit werkt volgens het principe dat wanneer een auto tussen de IR-zender en IR-ontvanger passeert, het IR-licht wordt geblokkeerd en als gevolg daarvan de weerstand van de fotodiode toeneemt. Deze verandering in weerstand kan worden omgezet in elektrische pulsen, waarmee de verkeerslichten worden aangestuurd.
Verkeerslichtregeling met op palen gemonteerde sensoren

Verkeerslichtregeling met behulp van op palen gemonteerde sensoren

  • Een controllereenheid: Het is de eenheid die de detectoruitgang ontvangt die een indicatie geeft van de aanwezigheid van voertuigen en daardoor een berekening maakt van de verkeersdichtheid en dienovereenkomstig de weergave-eenheid bestuurt. Het kan een op een microprocessor gebaseerde computer zijn of een eenvoudige microcontroller.
Een regeleenheid

Een regeleenheid

Een eenvoudige demonstratie van op dichtheid gebaseerde verkeerssignaalregeling met behulp van IR-sensoren

Een prototype van een verkeerslichtcontrolesysteem kan worden gemaakt met behulp van IR-sensoren samen met Microcontroller en LED's die de moeite waard kunnen zijn voor de realtime toepassing van het besturen van verkeerslichten op basis van de verkeersdichtheid. Het hier beschouwde knooppunt is een kruispunt met vier zijden met slechts één verkeersstroom aan elke kant. Het systeem bestaat uit de volgende drie hoofdcomponenten:

  • Display-eenheid: Het bestaat uit 3 LED's - Groen, Rood en Amber aan elke kant van de kruising, met in totaal 12 LED's.
  • Detectoreenheid: deze bestaat uit een opstelling van een combinatie van fotodiode en IR-LED op elk knooppunt die de aanwezigheid van voertuigen detecteert door verandering in weerstand te detecteren.
  • Controller-eenheid: het bestaat uit een microcontroller die de IR-sensoruitgang ontvangt en dienovereenkomstig het gloeien van LED's regelt
Een prototype van op dichtheid gebaseerde verkeerslichtregeling

Een prototype van op dichtheid gebaseerde verkeerssignaalregeling

Blokschema met op dichtheid gebaseerde verkeerslichtregeling

Blokschema met op dichtheid gebaseerde verkeerslichtregeling

In normale omstandigheden, d.w.z. wanneer er geen voertuig op de weg is, zendt de IR-zender of de IR-led IR-licht uit dat wordt ontvangen door de fotodiode, die begint te geleiden. Terwijl de fotodiode geleidt, geleidt de corresponderende transistor ook een uitgang met een laag logisch signaal aan de microcontroller ​Hetzelfde principe werkt voor alle andere IR-sensor-transistoropstellingen. De microcontroller laat elke LED een bepaalde tijd gloeien.


Als er nu voertuigen aanwezig zijn, wordt de communicatie tussen de IR-zender en de ontvanger onderbroken, dwz de fotodiode ontvangt minder of geen hoeveelheid licht van de IR-diode en dienovereenkomstig neemt de basisstroom naar de transistor af, waardoor de geleider uiteindelijk naar uit staat. Dit veroorzaakt een uitvoer van een hoog logisch signaal van de transistor naar de microcontroller. De microcontroller verandert dienovereenkomstig de gloeitijd van de groene LED van de overeenkomstige junctie naar een hogere waarde.

Dus naarmate het aantal voertuigen toeneemt, brandt het groene licht langer, waardoor er snel verkeer vanaf de kant van de kruising kan stromen.

Dus inmiddels hadden we een kort idee over controleren verkeerssignalen met verschillende middelen. Wat dacht je van een besturing via het voertuig zelf, zoals een communicatie tussen het voertuig en de verkeerslichten. Dit systeem wordt in sommige delen van de wereld al gebruikt. Leer dat kennen en geef uw feedback.

Foto tegoed: