alegerea detectorilor inteligenti

8/11/2019 alegerea detectorilor inteligenti

http://slidepdf.com/reader/full/alegerea-detectorilor-inteligenti 1/16



MODULUL 3 - 2. T EHNOLOGII MODERNE DE DETECTARE

3.7. CRITERII DE ALEGERE A DETECTORILOR

Activitatea de proiectare a planurilor de semaforizare, a sistemului de semnale detrafic, precum şi a sistemelor de supraveghere şi control al circulaţiei pe autostr ăzi,necesită o selecţie corectă a sistemului de detectare utilizat, după tip, mărime, formă şilocalizare a detectorului.

Analiza aplicaţiilor actuale arată că detectorul tip buclă inductivă este în continuare celmai folosit. Principalele criterii de selectare a sunt prezentate, pe scurt, în continuare.

3.7.1. ALEGEREA DETECTORILOR PE BAZA MODULUI DE OPERARE

Alegerea se bazează pe cunoaşterea principiilor de operare ale diferiţilor detectori(buclă inductivă, magnetic sau magnetometru) dar şi detectorii de alte categorii şi aaplicaţiilor cărora le sunt destinaţi. Astfel, magnetometrele nu pot fi folosite să completezeanumite controlere de trafic care funcţionează pe principiul unui apel când se înregistrează întârzieri ce depăşesc o valoare limită. De asemenea, detectorii magnetici trebuie excluşi întrucât ei pot detecta doar prezenţa vehiculelor aflate în mişcare (detectarea trecerii).

Detectorii tip buclă nu pot fi folosiţi întotdeauna în anumite aplicaţii pentrusemaforizarea traficului. De exemplu, nu sunt recomandaţi atunci când este cerută detectarea fluxurilor rutiere suprasaturate sau în cazul cozilor lungi de vehicule.

Se recomandă folosirea buclelor inductive în operaţiunile de supraveghere şi control altraficului pe autostradă unde mărimea zonei de detectat este controlată în sistem cureacţie inversă (sistem închis) şi anumite mărimi trebuie să fie predictibile.

3.7.2. ALEGEREA DETECTORILOR PE BAZA APLICAŢ IEI

Alegerea detectorilor pentru aplicaţii specifice este mult mai apropiată de utilizareapractică a acestora. În teorie, pentru detectarea traficului pe arii întinse, din intr ările în

intersecţiile semaforizate, sunt recomandaţi atât detectorii buclă cât şi magnetometrele. Înschimb, buclele sunt semnificativ mai ieftine.

În intr ările în care nu este importantă afişarea apelurilor false pentru semnalul de verde(de exemplu, virajul la dreapta pe semnalul de roşu) şi este adecvată doar detectareaobişnuită a traficului, se pot instala oricare dintre cele trei tipuri amintite de detectori, darse recomandă alegerea detectorului magnetic pentru robusteţe şi raport cost/eficacitatescăzut.

3.7.3. ALEGEREA DETECTORILOR PE BAZA MODULUI DE INSTALARE

Aplicaţiile de început ale tehnologiilor de detectare au demonstrat că alegerea unordetectori tip radar sau ultrasonici care pot fi montaţi cu uşurinţă pe stâlpii deja existenţi în

intersecţii f ăr ă întreruperea fluxurilor de trafic sau deteriorarea pavajului poate fi efectuată în mai puţin de o or ă. Progresele înregistrate recent în domeniul electronicii au încurajatinteresul pentru detectorii montaţi deasupra solului.

În ceea ce priveşte instalarea detectorilor buclă preocupările sunt îndreptate spreeliminarea tăieturilor din asfalt şi înlocuire a acestora cu o groapă forată care ar permiteinstalarea unor bucle mici performante sau, ca altă alternativă, dale de asfalt cu bucle dejamontate.

Alegerea detectorilor trebuie să ia în considerare şi aspecte legate de siguranţaechipamentului.

3.7.4. ALEGEREA DETECTORILOR PE CRITERII DE MENTENAN ŢĂ Din experienţa celor care au folosit diferite tehnologii de detectare s-au constatat

diferenţele privind costul de întreţinere a diferitelor tipuri de detectori. De exemplu,

63




detectorii magnetici, cu aplicaţiile lor limitate, pot fi recomandaţi datorită robusteţii şi adurabilităţii crescute cu cheltuieli de întreţinere minime.

Unităţile de detectare electronice ale buclelor inductive au progresat în ceea cepriveşte mentenanţa, datorită atenţiei acordate punctelor mai puţin fiabile, expusedefectărilor frecvente. Acest criteriu ia în considerare posibilităţile de reducere a costurilorde întreţinere în termeni ai frecvenţei defectărilor şi a apelurilor care solicită întreţinerea.

3.8. CONSIDERAŢII DE PROIECTARE

Caracteristicile programelor de semaforizare ale controlerului unei intersecţii au olegătur ă directă cu tehnicile de detectare folosite ceea ce recomandă alegerea lor încă dela începutul fazei de proiectare. Astfel, trebuie definiţi parametrii specifici programelor desemaforizare, efectul buclelor lungi sau scurte asupra posibilităţlor de detectare a vitezelorscăzute sau ridicate ale vehiculelor în intr ările din intersecţii.

3.8.1. PARAMETRII DE SEMAFORIZARE

În mod obişnuit, în cazul semnalelor actualizate, în plus faţă de elementele cunoscuteale unui ciclu de semaforizare, timpul de verde, timpul de evacuare de galben şi cel deroşu/galben şi timpul de roşu peste tot, atunci când acesta este prezent, există treiparametrii de semaforizare:

• Intervalul de verde minim, numit interval ini ţ ial ;

• Timpul de trecere, numit intervalul vehiculului, interval de extensie, sau unitate deextensie;

• Intervalul de verde maxim.

Corelaţia dintre aceste intervale este prezentată în figura 3.19.

Figura 3.19. Intervalele actualizate ale controlerului.

Aceste intervale sunt stabilite funcţie de tipul şi configurarea instalării detectorilor dinintersecţie.

3.8.1.1. Intervalul de verde minim

În aplicaţiile de debut ale tehnologiilor de detectare, cele mai multe detectoarereprezentau puncte de detectare şi au constat în pedale sau discuri de presiune instalate

64




în drum. În prezent, buclele de 1,8 x 1,8 m reprezintă, de asemenea, o formă adetectorului punctual. Atunci când se foloseşte detectarea locală este stabilit intervalul deverde minim pentru a permite vehiculelor oprite între punctul de detectare şi linia de stopsă pornească şi să str ăbată intersecţia. Tabelul 3.1 prezintă intervalul de verde minimpentru diferite valori ale distanţelor măsurate de la linia de stop la detector. Datele sebazează pe valoarea medie a distanţelor dintre vehiculele ce se urmăresc, considerată de

6m, şi timpii medii pentru vehiculele unui şir care intr ă într-o intersecţie. Tabelul 3.1. Timpul de verde minim func ţ ie de distanţă.

Distanţ a dintre linia de stop şi detector, m Timp de verde minim, s

0 – 12,2 8

12,5 – 18,3 10

18,6 – 24,4 12

24,7 – 30,5 14

30,8 – 36,6 16

Abordarea diferită a distribuţiei semnalelor serveşte la stabilirea duratei intervalelor de

verde pentru detectarea prezenţei. Când sunt folosite bucle lungi sau bucle scurte în serie,care sunt plasate înainte de linia de stop, intervalul iniţial are valoarea scăzută sau zeropentru r ăspunsul rapid în cazul fazelor de viraj la stânga sau, posibil mai lungi, pentrumişcarea înainte, unde conducătorul auto se aşteaptă să aibă un interval de verde maimare. Dacă buclele se sfâr şesc la o distanţă de linia de stop, această distanţă este folosită pentru a calcula intervalul de timp în acelaşi mod ca pentru punctele de detectare.

3.8.1.2. Intervalul de timp de trecere

Intervalul de timp de trecere este ales, astfel încât să permită unui vehicul să sedeplaseze de la detector până la intersecţie. Acest interval este important în special,atunci când punctele de detectare sunt localizate la distanţă faţă de linia de stop. Timpul

de trecere defineşte, de asemenea, intervalul de timp aparent maxim dintre acţionărilevehiculelor care se pot produce f ăr ă a pierde semnalul de verde prin aşteptarea la apel. Atât timp cât intervalul dintre acţionări este mai scurt decât intervalul de timp de trecere,timpul de verde va fi reţinut pentru faza respectivă.

Intervalul de timp dintre vehiculele unui şir de vehicule care trec peste detectorul buclă este puţin mai scurt decât intervalul iniţial de timp. Un vehicul activează la traversare buclaşi aceasta nu trebuie să se dezactiveze până când vehiculul nu a depăşit-o. Intervalul detimp real dintre vehicule se reduce astfel, cu timpul necesar pentru ca vehiculul să traverseze bucla.

Un alt factor ce trebuie luat în considerare, la determinarea unui interval de timp potrivit

între vehicule, este numărul de benzi pe care au fost montaţi detectori. Detectorii caredeservesc aceeaşi fază şi funcţionează prin instalarea pe benzi adiacente sunt adeseaconectaţi la un amplificator, prin intermediul unui singur cablu de racordare. Aceasta poateprezenta o reprezentare deformată.

Anumite tipuri de controlere (de exemplu NEMA) au un timp minim de verde predefinit.Dacă nu se produc acţionări suplimentare, timpul total este timpul minim de verde. Dacă,pe de altă parte, există acţionări suplimentare, intervalul de verde se extinde până când uninterval de timp dintre vehicule depăşeşte timpul de trecere sau s-a atins limita timpului deverde maxim. Corelaţia dintre aceste elemente este prezentată în figura 3.19.

În cazul în care se folosesc bucle lungi, în special pentru benzile de stocare ale

virajului stânga, timpul de verde minim şi intervalele de timp de trecere sunt stabilite lavaloarea zero sau apropiată de zero. Buclele lungi operează în modul prezenţă, iarcontrolerul extinde în mod continuu timpul de verde, atât timp cât bucla este ocupată.Intervalul de timp critic dintre vehicule nu are o valoare prestabilită, dar corespunde unui

65




interval spaţial echivalent lungimii buclei. Cu alte cuvinte, nici un vehicul urmăritor nupoate intra peste buclă până la plecarea vehiculului urmărit.

Când sunt folosite mai multe bucle scurte legate în serie, acestea acţionează ca osingur ă buclă, în condiţia în care distanţa dintre bucle este mai mică decât lungimea unuivehicul. Dacă această distanţă este mai mare decât lungimea unui vehicul intervalul detrecere a unui vehicul de lungime redusă poate fi folosit pentru acelaşi efect ca şi osingur ă buclă lungă.

3.8.1.3. Intervalul de verde maxim

Intervalul de verde maxim limitează durata unei faze. Intervalul de verde maximdeclanşează faza următoare la apariţia unui apel primit de pe direcţia fazei următoare. Înmod obişnuit intervalele maxime de timp au valori cuprinse între 30 – 60 secunde. Anumite automate de dirijare sunt capabile să furnizeze două intervale de timpi de verdemaxim pe fază. Aceasta permite utilizarea celor mai lungi timpi de verde în perioadele devârf când se anticipează fluxuri de trafic foarte aglomerate pe artera principală.

3.8.1.4. Modul volum – densitate

Pentru acest tip de operare, detectorii sunt plasaţi, în general, mult înainte deintersecţie, în mod particular în intr ările de viteză mare. Valoarea intervalului de verdeminim poate fi mărită pentru a furniza timpi de verde iniţiali mai lungi. Timpul iniţial variabilpoate avea două posibilităţi de selectare, timpul de verde minim, exprimat în acţionări persecundă, şi timpul de verde iniţial maxim. Procedura care este prezentată în figura 3.20 .urmăreşte standardele NEMA.

Figura 3.20 . Timpii ini ţ iali variabili ai programului de semaforizare.

3.8.2. INTR ĂRI CU VITEZE DE ACCES MICI

Intr ările în intersecţii, în care vehiculele se deplasează cu viteze inferioare vitezei de 56km/h, sunt considerate de viteză mică. Proiectarea tipurilor de detectori folosiţi pentru oanumită intrare depinde de fazele controlerului care pot fi setate să memoreze modul„blocat ” sau „neblocat ”.

Modul blocat are semnificaţia faptului că apelul unui vehicul pentru semnalul de verdeeste memorat şi reţinut de către controler până când cererea este satisf ăcută prin afişareasemnalului verde, chiar dacă vehiculul care a realizat apelul a păr ăsit zona (de exemplu,virajul la dreapta pe durata semnalului de roşu)

În cazul modului neblocat , un apel în aşteptare este uitat imediat ce vehiculul a păr ăsitzona.

66




3.8.2.1. Blocarea memoriei prin puncte de detectare

Blocarea memoriei de detectare este asociată cu folosirea detectorilor pe zone mici –puncte şi se refer ă, în mod frecvent, la controlul convenţional. Intervalul de verde minim (interval iniţial) este prestabilit, pentru a permite unui şir de vehicule ce ocupă spaţiuldintre detector şi linia de stop, un interval de timp suficient pentru evacuarea intersecţiei.

Timpul de trecere sau unitatea de extensie fixează atât intervalele admisibile (reţinereasemnalului de verde), cât şi timpul de deplasare de la detector la linia de stop, la o valoarecomună.

Intervalul admisibil este considerat în mod obişnuit de 3 sau 4 secunde. Aceasta indică faptul că detectorul ar trebui localizat în mod corect la o distanţă faţă de linia de stop caresă necesite 3 sau 4 secunde de deplasare. Această poziţie a detectorului ar putea apăreaca fiind cea mai eficientă pentru cronometrarea corectă a sfâr şitului semnalului de verdedupă trecerea ultimului vehicul din şir. În acest caz, se recomandă ca localizareadetectorilor să nu depăşească 52 m de la linia de stop, în unele cazuri chiar 37 m. Pebaza celor enunţate anterior, localizarea detectorilor asociată cu parametrii de funcţionareai controlerului, este funcţie de viteza de deplasare, aşa cum reiese din tabelul 3.2 .

Tabelul 3.2 : Localizarea detectorilor şi parametrii de func ţ ionare ai controlerului.

Viteza deapropiere, km/h

Distanţ a de lalinia de stop la

detector, m

Timp de verdeminim, s

Timp de trecere, s

24 12 9 3,0

32 18 11 3,0

40 24 12 3,0

48 30 13 3,5

56 41 14 3,5

64 52 16 3,5

72+ Se recomand ă detectori volum-densitate sau multipli

Avantajul intr ărilor cu un singur detector constă în principal în costurile minime deinstalare. Ca dezavantaj, acest tip de control al fluxurilor nu poate să identifice apelurilefalse produse în cazul virajului pe semnalul de roşu.

3.8.2.2. Memorie neblocată cu detectare de prezenţă

Acest caz este asociat cu folosirea detectorilor pe zone extinse prezentată în figura3.21, (de exemplu utilizarea unei bucle de 1,8 x 15,2 m); schema este numită „bucl ă cuocupare controlat ă”.

Figura 3.21. Controlul ocupării buclei.

67




Prin furnizarea informaţiei privind prezenţa vehiculelor în zona detectată, pot fi sortatemulte dintre apelurile false pentru semnal de verde, astfel evitându-se afişarea unuisemnal de verde inutil, într-o intrare în care aşteaptă vehicule. Dezavantajul constă încosturile de instalare şi întreţinere ridicate.

Utilizarea memoriei de detectare neblocate este recomandată, în special, în cazulbenzilor pentru virajul stânga pentru care este alocată o fază de semaforizare (viraj stângaprotejat).

Semnalul de verde pentru această direcţie se sfâr şeşte numai când vehiculele cevirează stânga au evacuat zona buclei. În plus, un apel efectuat de către un vehicul careevacuează intersecţia pe durata semnalului de galben, nu va readuce semnalul de verde într-o intersecţie în care nu circulă vehicule. Un avantaj potenţial se obţine în cazulvirajului stânga permis prin traversarea fluxului opus pe direcţia înainte, atunci când esteafişat semnalul de verde pe direcţia înainte.

Figura 3.22 . Lungimea zonei de detec ţ ie pentru controlul ocupării buclei.

Pe banda de stocare dedicată virajului stânga, pot fi folosiţi detectori cu apel întârziat,care sunt proiectaţi pentru a apela controlerul numai dacă un vehicul este detectatcontinuu pentru o perioadă mai mare decât cea prestabilită (de exemplu, 5 secunde). Aceasta permite detectorului să ignore vehiculele care sunt în tranzit peste buclă, dacă traficul pe direcţia opusă este puţin intens şi permite virajul stânga f ăr ă apelarea fazeipentru virajul stânga. Dacă traficul de apropiere din direcţia opusă este intens, astfel că vehiculele formează un şir peste buclă, atunci este apelată faza pentru viraj stânga. Acest

tip de operare este utilizat, adesea, cu întârzierea virajului stânga.Un mod de operare similar se petrece în cazul intr ărilor cu o singur ă bandă de

circulaţie, ale intersecţiilor unde virajul dreapta se efectuează pe semnalul de roşu. Şi înacest caz, utilizarea detectorilor cu apel întârziat va conduce la evitarea apelului pentrusemnalul de verde de pe o arter ă laterală, dacă virajul la dreapta pe roşu poate fi efectuat în perioada de întârziere aleasă pentru detector.

Controlul cu buclă ocupată este folosit în cazul vitezelor de apropiere mici. Tehnicaminimizează întârzierile prin permiterea folosirii unor timpi scur ţi de trecere (de 0 la 1,5secunde). Lungimea zonei de detectare depinde de viteza de apropiere şi de setărilecontrolerului. Figura 3.22 prezintă lungimea zonei de detectare pentru diferite valori ale

timpilor de trecere setate în controler şi viteze de apropiere sub 50 km/h,.Diagrama se bazează pe intervale admisibile de 3 secunde şi o lungime medie a

vehiculului de 5,5 m. Formula de calcul este următoarea:

68




( ) 5 5 T 3v 277 0 L t ,, −−⋅⋅= (3.1)

unde: L – lungimea zonei de detectare, metri

v – viteza de apropiere, km/h

T t - timp de trecere (unitate de extensie), secunde

3.8.3. INTR ĂRI CU VITEZE DE ACCES MARI

Într ările în care vitezele de acces depăşesc 56 km/h sunt considerate intr ări cu vitezemari. Există multe situaţii în trafic, asociate accesului în intersecţii cu viteze mari, carenecesită o atenţie deosebită. La aceste viteze ar putea fi dificil pentru conducătorul autosă decidă dacă este mai bine să oprească sau, să-şi continue mişcarea pe duratasemnalului de galben. O oprire bruscă poate avea ca rezultat o coliziune din parteavehiculelor situate în spate, în timp ce decizia de a continua drumul se poate finaliza cu ociocnire în unghi drept sau încălcarea legislaţiei rutiere. Această por ţiune a drumuluisituată înainte de intersecţie în interiorul căreia conducătorul auto este nedecis (să continue sau să oprească la apariţia semnalului de evacuare de galben) este numită zona

de dilemă.

Figura 3.23. Zona de dilemă.

O altă definiţie se refer ă la „zona intr ării în intersecţie situată între punctul în care 90%dintre conducătorii auto vor opri la semnalul de galben şi un punct în care 90% dintreconducătorii auto vor trece (10% vor opri)”.

Tabelul 3.3 prezintă aceste limite pentru diferite valori ale vitezei. Figura 3.23 ilustrează o zonă de dilemă tipică.

Tabelul 3.3: Limitele zonei de dilemă.

Distanţ a de la linia de stop, m pentru probabilitatea opririi

Viteza de acces,km/h

90% 10%56 77 31

64 87 37

72 100 46

80 108 52

88 118 71

Pentru a micşora afişarea necorespunzătoare a semnalului de galben (şi deci creareazonei de dilemă) au fost imaginate numeroase tehnici pentru controlerele cu memorieblocată sau neblocată, controlere cu control actualizat sau volum-densitate ca şi pentrudiferite configuraţii ale detectorilor.

În cazul intr ărilor în intersecţiile cu viteza de acces mare, este folosit adesea,controlerul cu modul de operare volum-densitate. Acest mod de operare permite

69




numărarea vehiculele care aşteaptă la linia de stop, datorită particularităţii timpului iniţialsuplimentar. Aceasta realizează, de asemenea, alegerea programului pentru a reduceintervalele admisibile dintre vehiculele care aşteaptă pe durata semnalului roşu pe fază următoare.

Pentru intersecţiile izolate este utilizat frecvent un mesaj variabil „ preg ăteşte să opreşti ” în special când vizibilitatea este scăzută sau pentru situaţiile speciale cauzate de stareavremii (ceaţă sau str ălucirea soarelui).

Acest mesaj este utilizat şi în locurile unde geometria drumului nu permite observarea,la timp, a semnalului de trafic şi astfel, nu este asigurată securitatea rutier ă. În anumitesituaţii prin folosirea mesajelor de tipul „trece ultimul vehicul” atunci când există controlerede densitate, pot fi identificate intervalele dintre vehicule. Astfel, se permite ultimuluivehicul din pluton să treacă pe durata semnalului şi se acordă, următorului vehicul,suficient timp pentru a opri. Figura 3.24. prezintă o schemă generală pentru o astfel deaplicaţie.

Figura 3.24. Sistem de detectare pentru preg ătirea opririi vehiculelor.

În mod frecvent, în cazul perioadelor de vârf, conducătorii auto vor folosi drumurile dinzonele rezidenţiale paralele cu arterele principale pentru a scurta drumul parcurs saupentru a evita aglomeraţiile. Rezidenţii consider ă, în mod normal că siguranţa copiilor este în pericol.

Pentru a supravegherea zonele rezidenţiale, inginerii de trafic folosesc diferite mijloacede control cum ar fi: semne de stop sau semnale de avertizare, semnale de traficcoordonate cu impunerea respectării unei viteze precise de deplasare. Mulţi conducătoriauto ignor ă anumite semne de circulaţie, ca şi restricţiile de viteză, ceea ce a determinatinginerii de trafic să folosească două buclele detectoare pentru măsurarea vitezei, la

aproximativ 54 m de intersecţie. Aceste bucle măsoar ă viteza - sau mai precis, timpulnecesar parcurgerii distanţei dintre bucle – pentru un vehicul care se apropie şi produceun apel în controler, numai dacă, vehiculul se deplasează sub viteza limită.

Presupunând că semnalul r ămâne pe roşu pe toate cele patru direcţii şi, dacă vehicululnu are viteză mare, se afişează un semnal de verde şi conducătorul auto poate să-şicontinue mişcarea prin intersecţie f ăr ă a fi întârziat. Dacă, pe de altă parte, vehiculul carese apropie a depăşit viteza limită, nu se înregistrează nici un apel şi conducătorul trebuiesă încetinească până când ajunge la bucla de lângă intersecţie. În acel moment se înregistrează apelul şi va fi activat intervalul de verde.

Cu acest sistem, un vehicul care traversează prima buclă, declanşează un dispozitiv

de comandă şi se iniţiază un apel. Dacă viteza vehiculului este destul de scăzută,intervalul predeterminat este menţinut înainte ca vehiculul să ajungă la cea de-a douabuclă. Atunci apelul va fi transmis spre controler.

70




Când vehiculul ajunge la cea de-a doua buclă, este resetat dispozitivul de temporizare,şi este anulat orice apel reţinut anterior. Astfel, un vehicul depăşind limita legală nu va finiciodată detectat de bucla avansată şi fiecare vehicul succesiv este temporizatindependent. Această metodă este simplă, economică, uşor de ajustat şi nu depinde demărimea şi lungimea vehiculului.

Intervalul în timp dintre bucla de iniţiere şi bucla avansată de resetare, este deaproximativ de 1 secundă de deplasare cu viteza limită.

Distanţa de la bucla avansată la prima buclă din intersecţie este predeterminată ţinândcont de cea mai mică valoare a vitezei (în mod obişnuit 32 km/h) şi intervalul maxim altimpului de trecere dorit (4 secunde). Distanţa minimă, de la linia de stop la detectorulavansat, este determinată luând în considerare un timp de reacţie confortabil şi distanţade oprire corespunzătoare vitezei de proiectare.

3.9. ALTERNATIVE DE PROIECTARE A BUCLELOR DETECTOARE

Pentru înţelegerea corectă a tipurilor de detectori trebuie specificat faptul că,detectarea pe suprafeţ e mici se refer ă la detectarea punctuală sau detectarea trecerii , iar

detectarea pe suprafeţ e mari se refer ă la detectarea pe zone sau detectarea prezenţ ei .Buclele inductive pot fi folosite în ambele cazuri.

Detectorii magnetici pot fi folosiţi doar la detectare punctuală, deoarece, ei acoper ă oarie mică şi necesită mişcarea vehiculului (trecerea) pentru a activa sistemul.

Magnetometrele sunt în principal detectori punctuali, dar pot fi folosiţi ca detectori pesuprafaţă prin utilizarea senzorilor multipli, pentru acoperirea zonei de detectare.

3.9.1. DETECTAREA PE SUPRAFE Ţ E MICI

Se realizează, în mod obişnuit, cu o singur ă buclă, scurtă. Literatura de specialitatedefineşte ca buclă scurtă, bucla care are lungimea sub 6 m, dar cea mai utilizată buclă

pentru o bandă cu lăţimea de 3,6 m este (1,8 x 1,8 m). Pentru a evita interferenţa, pentrubenzile învecinate se folosesc bucle de tipul (1,5 x 1,5 m). Bucle mici nu suntrecomandate în zonele în care trebuie detectate continuu vehicule cu caroserie înaltă.

Tip bucl ă Tip bucl ă Tip bucl ă

P ătrat

Dreptunghi

Octogon

Cerc

Romb

Triunghi

Galon Cvadripol

Galon

modificatHexagon

Paralelogram

Figura 3.25 . Forma buclelor mici.

71




O buclă scurtă este destinată detectării vehiculelor unui flux ce se apropie de linia destop. Când un vehicul trece peste o buclă detectoare, un apel este trimis spre un controler.

Durata semnalului de verde este în mod obişnuit bazat pe un program prestabilitpentru funcţionarea controlerului şi nu pe intervalul de timp cât zona de detectare esteocupată de vehiculele ce se apropie de intersecţie. În cele mai multe cazuri, controleruloperează cu blocarea circuitelor memoriei de detectare pentru a asigura apelarea fazeipotrivite.

Buclele detectoare scurte pot fi utilizate într-o varietate de moduri şi pot fi localizate ladistanţe diferite faţă de linia de stop, funcţie de cerinţele operaţionale.

Tip A Tip B

Tip C Tip D

Figura 3.26 . Exemplificarea reprezent ării buclelor.

O aplicaţie tipică constă din una sau mai multe bucle scurte, amplasate în apropierealiniei de stop, în accesul cu semnale actualizate al unei intersecţii cu viteze de accesscăzute. O altă aplicaţie este amplasarea unui număr din aceste bucle, suficient dedeparte înainte de linia de stop, pentru a acţiona ca detectori de extindere a în cazul

intr ărilor cu viteze mari.Forma buclelor a constituit subiectul unor cercetări ample efectuate încă din anii 1980.

Cercetările privind posibilităţile de a detecta toate categoriile de vehicule, de la biciclete şi

72




motociclete la autocamioanele de mare tonaj (în timp ce se impune evitarea detectăriivehiculelor de pe benzile adiacente), au condus la proliferarea dispozitivelor de acest fel.

În figura 3.25 sunt prezentate exemple pentru diferite forme de bucle. Câteva dintreacestea sunt bine cunoscute, în timp ce altele au fost dezvoltate doar pentru loca ţiispecifice sau pentru a detecta o anumită categorie de vehicule.

Specialişti din universităţi şi institute de cercetare au efectuat teste pentrudeterminarea formei optime a unei bucle, prin instalarea mai multor categorii, testarea şicompararea sensibilităţii buclelor în detectarea diferitelor tipuri de vehicule test. În multecazuri, diferenţele de sensibilitate nu au fost semnificative, dar au oferit studii desprestadiul actual privind unităţile electronice de detectare.

Buclele detectoare au primit, în timp, diferite simboluri ce definesc precis o anumită dimensiune şi formă de buclă (tip A, pentru bucla pătrată 1,8 x 1,8m, etc), aşa cum esteprezentat în figura 3.26 , cu exemplificare pentru statul California.

3.9.2. DETECTAREA PE SUPRAFE Ţ E MARI

Detectarea pe suprafeţe mari constă în detectarea pe zone ce acoper ă cel puţin 6metri lungime pe banda de circulaţie. În primul rând, este cazul detectării prezenţei princare este înregistrată prezenţa unui vehicul, cât timp zona este ocupată.

Acest concept utilizează în mod obişnuit o singur ă buclă cuprinzând toată zona dedetecţie. De altfel, bucla lungă, ca entitate, poate fi înlocuită de o succesiune de buclescurte. În literatura de specialitate, termenul de „buclă lungă” are semnificaţia de o singur ă buclă lungă sau bucle mici multiple, acţionând ca o buclă lungă.

3.9.2.1. Buclele lungi

Bucla lungă obişnuită are o lăţime de 1,8 m şi o lungime de 6 m - 24 m. Figura 3.27 prezintă diferite forme de bucle lungi. Aceste bucle au, în general, una sau două întoarceri

ale conductorului.

Figura 3.27 . Bucle lungi.

Dacă buclele dreptunghiulare, paralelogram sau trapezoidale trebuie să asiguredetectarea tuturor vehiculelor rutiere, nivelul de sensibilitate se alege la o valoare ridicată, în caz contrar vor detecta vehiculele de pe benzile alăturate. Bucla cvadripol este potrivită pentru a elimina acest neajuns, datorită limitării înălţimii câmpului lor; aceasta poate aveadificultăţi în detectarea continuă a vehiculelor cu înălţime mare. Bucla cvadripol reprezintă varianta optimă pentru detectarea roţilor şi punţilor. Lungimile asociate buclelor lungisporesc vulnerabilitatea la defectare cauzată de fisurile în îmbr ăcămintea rutier ă şimişcarea combinată.

Buclele lungi ofer ă posibilitatea de control al intr ării, numite „controlul ocupării buclei ”

Astfel, intervalul de verde minim sau intervalul iniţial este stabilit la valoarea zero sau,aproape de valoarea zero, iar timpul de trecere este intervalul vehiculului sau este stabilitla cel mai scurt interval, ca în figura 3.22 . Când este afişat semnalul de verde pe o fază,

73




aceasta va continua cât timp bucla este ocupată, dar nu mai mult decât timpul maxim deverde. Semnalul de galben, pentru schimbarea fazei, apare imediat ce bucla esteevacuată, timpul de trecere a expirat şi nu există un alt apel, pe durata trecerii ultimuluivehicul care a ocupat bucla.

Lungimea buclei reprezintă o mărime critică care poate garanta operarea corectă acontrolerului. Este important ca vehiculul urmăritor să poată frâna în condiţii de siguranţă dacă semnalul de galben apare înainte ca acesta să ocupe bucla sau, să-şi poată continua deplasarea, pe durata acestui semnal. În cazul în care în fluxul de trafic există şivehicule grele, pot apărea probleme. Autoturismele situate în faţa unui camion potaccelera şi evacua detectorul înainte ca acesta să accelereze şi să ocupe bucla.

Analiza corelaţiei existente între lungimea detectorului, intervalele dintre vehicule şitimpul de verde maxim pentru viteze de deplasare inferioare valorii de 56 km/h, peste careapare problema „zonei de dilemă”, permite determinarea combinaţiei optime pentruanumite condiţii de trafic (tăria traficului pe o bandă de circulaţie, distribuţia traficului pebenzi, variaţia în timp a valorilor de trafic).

Figura 3.28. Configuraţ ii ale buclelor secvenţ iale (dimensiuni exprimate în metri).

Se pot obţine performanţe satisf ăcătoare pentru o lungime a detectorilor de 25 m.Pentru o combinaţie a fluxurilor critice de trafic (valorile maxime corespunzătoare fiecăreifaze de circulaţie) inferioare volumului de 1100 vehiculele/or ă, pot fi folosite bucle de 20m. Pentru volume sub 900 vehicule/or ă, folosirea buclelor de 15 m, faţă de buclele de 25m poate provoca o întârziere de 2 secunde/vehicul. Pentru combinaţii ale volumelor criticemai mici decât 600 vehicule/or ă, pot fi folosite bucle de 9 m, în locul celor de 25 m, f ăr ă ase înregistra întârzieri excesive.

Figura 3.29. Serii de bucle scurte.

74




3.9.2.2. Bucle secvenţiale scurte

În anumite situaţii este preferabilă utilizarea buclelor scurte, legate în serie, ce potsubstitui o buclă lungă. Avantajul acestei soluţii constă în faptul că acestea sunt maifiabile, datorită lungimii mai mici şi deci solicitării, mai reduse, de către vehicule. În plus,buclele mici permit o detectare mai bună a vehiculelor mici. În mod obişnuit această

soluţie constă din patru bucle pătrate de 1,8 x 1,8 m sau din bucle rombice ca celeprezentate în figura 3.28 . Figura 3.29 prezintă un exemplu de amplasare a buclelor scurte într-o intersecţie. Distanţele între seriile de bucle necesită, în mod obişnuit, un timp detrecere sau intervale dintre vehicule mai mari decât zero, pentru a garanta o operarecorespunzătoare.

3.9.2.3. Bucle pentru detectarea vehiculelor care virează la stânga.

Detectorii de vehicule pentru benzile destinate virajului la stânga pot afecta capacitateaintersecţiei, prin reducerea timpilor de verde, care nu sunt utilizaţi. Amplasarea şicaracteristicile lor trebuie să ia în considerare, atât caracteristicile vehiculelor care virează,cât şi intervalele de succesiune dintre vehicule. Figura 3.30 ilustrează o metodă pentru

amplasarea acestor bucle detectoare.

Figura 3.30. Procedura de detectare a vehiculelor care vireaz ă la stânga.

Când virajul la stânga necesită lungimi de stocaj mai mari de 45 m sau când viteza deacces necesită benzi de deceleraţie, se impune prezenţa unei bucle de detectareamplasate în avans, care va extinde zona efectivă de detecţie pentru a r ăspunde cereriivehiculelor grele sau traficului rapid.

3.9.2.4. Detectarea traficului pe direcţia înainte

Detectarea vehiculelor de pe benzile destinate traficului ce traversează intersecţia,depinde de viteza de deplasare a fluxului ca şi de tipul de operare al controlerului. Poate fifolosită detectare într-un punct, o buclă lungă, combinaţii de bucle scurte sau bucle scurtelegate în serie.

Detectarea într-un punct

Reprezintă cea mai simplă formă de detectare folosită pentru controlerele cu semnaleactualizate, în special în cazul vitezelor de acces scăzute, sub 56 km/h. Pot fi folosite, deasemenea, pe intr ările laterale ale intersecţiilor ce folosesc altă formă de detecţie atraficului de pe intr

ările principale.

Un punct de detectare este localizat la o distanţă parcursă în 2 până la 4 secunde înfaţa liniei de stop.

75




Dacă este singurul detector de pe banda de acces, controlerul trebuie să fie setatpentru a lua în considerare acest apel.

d l

LN

+

= (3.1)

Lungimea zonei de detectare, L împăr ţită la 7,6 m (lungimea medie a unui vehicul, l

plus intervalul dintre vehiculele succesive, d indică numărul de vehicule, N care sunt înşiruite între detector şi linia de stop când semnalul se schimbă în verde. Această valoareeste folosită pentru a stabili setările controlerului pentru timpul de verde minim. Distanţadintre detector şi linia de stop împăr ţită la procentul de 15% al vitezelor, reprezintă oestimare potrivită pentru timpul de trecere. Acest timp de trecere reprezintă, de asemenea,intervalul admisibil pentru care se pierde semnalul de verde. Dacă setarea controleruluieste mai mare sau mai mică decât un interval acceptabil sau admisibil, poziţiadetectorului trebuie schimbată pentru a asigura o mărime potrivită a intervalului dintrevehicule.

3.9.2.5. Detectarea ocupării buclei

Acest tip de detectare este utilizat, în special, în cazul vitezelor de acces mici. Constă, în principal, într-o singur ă buclă având lungimea de 15 m sau mai mult sau dintr-osuccesiune de bucle scurte, de obicei patru, amplasate imediat înaintea liniei de stop. Aceste bucle lucrează corect în cazul vitezelor mai mici de 40 km/or ă. Chiar la acesteviteze există posibilitatea ca, un vehicul care accede în intersecţie, să treacă pestedetector la apariţia semnalului de galben. În aceste situaţii vehiculul va traversa intersecţiape durata semnalului galben. Dacă vitezele cresc, lungimea zonei de detectare trebuie să crească propor ţional pentru a corespunde distanţelor de oprire mai mari. Tabelul 3.4 prezintă lungimea zonei de detectare funcţie de viteza de acces în intersecţiei.

Tabelul 3.4. Lungimea de detectare.

Viteza de acces, km/h Lungime de detectare, m48 37

56 49

64 61

72 76

De exemplu, zona de detectare este măsurată de la linia de stop şi constă din două bucle de 17 m. Dacă sunt necesare zone mai lungi, se vor utiliza fie bucle suplimentare fiebucle mici. Dacă se folosesc bucle mici acestea trebuie conectate separat la unitatea dedetectare şi programarea timpului de extensie. Buclele lungi sunt setate în modulPREZENŢĂ.

3.9.2.6. Detectarea în puncte cu viteze ridicate

Pentru accesele în care vehiculele acced cu viteze ridicate (superioare valorii de 48km/h), detectarea este mult mai complicată. Metoda folosită frecvent se bazează pecontrolul de tip volum-densitate folosind o buclă pentru fiecare bandă. Acest punct dedetectare este amplasat înaintea liniei de stop, la distanţe corespunzătoare unei durate adeplasării de cel puţin 5 secunde până la cel mult 8 - 10 secunde.

Acest detector este activ în orice moment, mai puţin pe durata semnalului galben. Pedurata semnalului de roşu, fiecare acţionare produce creşterea timpului iniţial variabil.După ce timpul iniţial variabil depăşeşte timpul de verde minim, fiecare acţionareprelungeşte intervalul iniţial. Pe durata intervalului de verde, detectorul acţionează pentruextinderea semnalului de verde. La început extensia este egală cu timpul de trecere, dardupă înregistrarea unui apel pentru faza următoare, extensia este redusă, ajungândeventual până la intervalul minim dintre vehicule. În cazul vitezelor de acces mari analizace trebuie realizată se refer ă la apariţia „zonei de dilemă”.

76




TEST 4

1. Enumeraţ i criteriile de alegere a tehnologiilor de detectare?

2.Reprezentaţ i elementele unui plan de semaforizare actualizat.

3. Ce înţ elegeţ i prin interval de verde minim sau maxim?

4. Ce înţ elegeţ i prin „intr ări de vitez ă mic ă”

5.Ce înţ elegeţ i prin zona de dilemă?

6.Prezentaţ i tipurile cunoscute de bucle detectoare inductive.

7. Care sunt aplicaţ iile în care sunt folosite buclele lungi?

8.Dar buclele scurte?

9.Exemplificaţ i modul de instalarea detectorilor bucl ă inductiv ă într-o intersec ţ ie cu patru intr ări.

10. Ce înţ elegeţ i prin bucle secvenţ iale?

77

Documents

alegerea detectorilor inteligenti