Sensores y Software Para Semaforo Inteligentes

SENSORES Y SOFTWARE PARA SEMFOROS INTELIGENTES EN 5 INTERSECCIONES DE LA AVENIDA LUIS GONZALES CONTROL Y AUTOMATIZACIN DE PROCESOS - GRUPO B ALUMNOS DE LA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE SISTEMAS

2013

UNPRG FICSA

21/09/2013

CONTROL Y AUTOMATIZACION DE PROCESOS DE TRANSITO

VEHICULAR

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INTRODUCCION

En esta parte del proyecto analizaremos dos tipos de sensores de los cuales elegiremos uno , el

mismo que nos podr brindar la informacin necesaria para realimentar nuestro sistema de lazo

cerrado de control y automatizacin del Trnsito Vehicular.

Seguidamente con respecto a nuestro diagrama de bloques analizamos la lgica que habr en el

software que interactuara con los sensores; para que de la informacin que estas den se pueda

obtener respuestas en el cambio de luz de los semforos.

Dicha lgica se podr implementar en cualquier lenguaje que ir en acorde a las tecnologas

elegidas.


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Contenido

INTRODUCCION ................................................................................................................................... 2

A. COMPARACION ENTRE DOS TIPOS DE SENSORES ............................................... 4 1.ARMM Car Count - CONTADOR DE VEHICULOS ..................................................... 4 2.Cmara para Sistema de Conteo de Automviles ........................................................... 9

B. ELECCIN DEL SENSOR ................................................................................................ 11 C. CMARA SELECCIONADA ............................................................................................. 12 Traficam X-Stream ..................................................................................................................... 12 D. FUNCIONALIDADES BSICAS .................................................................................. 14 E. DISEO ............................................................................................................................... 18

Script (PSEUDOCODIGO): .................................................................................................................. 24

DIAGRAMA DE FLUJO ........................................................................................................................ 30


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SENSORES

El modelo consta de 5 intersecciones con semforos, para eso elegiremos una de las siguientes opciones de sensores:

A. COMPARACION ENTRE DOS TIPOS DE SENSORES

1. ARMM Car Count - CONTADOR DE VEHICULOS

La tecnologa ARMM Car Count permite controlar a distancia y en tiempo real el estado del trfico mediante una serie de sensores, instalndolos en puntos clave de las vas de ingreso a los centros urbanos. El mismo sistema puede ser utilizado tambin para el anlisis de la presin vehicular en grandes arterias peri-urbanas o autopistas. Los vehculos pueden ser contados mediante tubos neumticos, cuya instalacin es muy rpida y sencilla y sin necesidad de intervenir de manera permanente sobre el asfalto (pues son clavados o pegados). El sistema resulta muy conveniente en campaas transitorias pues los tubos son de fcil remocin y no atentan contra la integridad del asfalto.

Los datos obtenidos son registrados en el lugar y tambin transmitidos a un servidor remoto, garantizando as un doble nivel de seguridad en el archivo de los datos y eliminando adems la necesidad de recurrir al empleo de personal para el control de los tubos neumticos. Los datos estadsticos obtenidos permiten:

- Conocer detalladamente las condiciones del trfico; - Calcular exactamente el tgm de cada carril; - Asociar al trfico efectivo otros tipos de medidas (como la del ruido, de las vibraciones, de la concentracin de gases y polvo); - Evaluar el nivel y las modalidades de utilizacin de las principales arterias facilitando as la programacin de eventuales obras de mantenimiento y las modalidades de variacin del flujo vehicular.


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CONTADOR DE VEHCULOS Hasta 4 sensores neumticos Anlisis del volumen del trfico Medida de la velocidad de los vehculos Identificacin de la clase de vehculo / nmero de ejes Panel fotovoltaico integrado para la recarga de la batera Case en metal, anti-vandalismo

ALIMENTACIN ELCTRICA Tensin de alimentacin 738 Vcc Consumo ordinario / pico 1 W / < 3 W Autonoma de funcionamiento sin alimentacin

desde 5 hasta 10 minutos

COMUNICACIN Remote GPRS; GSM entrada /

salida; SMS entrada / salida

Local RS232 entrada / salida; RS485 entrada / salida, Ethernet (RJ45)

ENTRADAS / SALIDAS Analgicas 2 entradas Digitales 2 entradas; 2 salidas

SEALADORES pticos 1+4 LED, display LCD

(opcional) Acsticos Buzzer


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UNIDADES INTEGRADAS Mdulo GPRS/GSM Quad-band Mdulo GPS 20 canales Termmetro digital Integrado Reloj interno < 1/100 s Lector de tarjetas SD / MMC

32 Gb

Slot de tarjeta SIM universal Capacidad de almacenamiento de datos

> 100 aos


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Entre los dispositivos a instalar se encuentran los siguientes:

Controlador de trnsito:

Con capacidad de controlar ms de dos intersecciones semaforizadas con valores de

secuencias, tiempos y desfases independientes para cada interseccin.

Cables de registro de informacin:

1.- Adaptabilidad: Contabiliza la cantidad de vehculos que transitan por ese sentido.

2.-Especifico: Se encarga solamente de enviar datos especficos a una calle determinada.

3.- Cola de espera: Esta ubicado para capturar el nmero de autos esperando.

4.- Estratgico: Es utilizado para cualquier trabajo que se le programe hacer. Los semforos detectan y responden al trfico a travs de un cable enterrado bajo el asfalto

basado en la tecnologa de espiras inductivas. Una corriente elctrica pasa por el cable y crea un

campo magntico cuando un automvil atraviesa ese campo, la computadora de trfico que est

ubicada junto a la carretera detecta su presencia y hace cambiar el semforo cuando no exista

peligro.

Los cables estn protegidos contra condiciones adversas, blindados con polister

armonizado para proteccin contra interferencias electromagnticas. Es recomendable evitar el

doblado de los mismos en ngulos de 90, deben estar enterrados a 0,7 cm de la calle, cubriendo el corte realizado con resina apropiada para garantizar su durabilidad.

Las cmaras cuentan con una visin diurna y nocturna, capaces de girar 180 verticalmente


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y 360 horizontalmente, Zoom de 23X (acercamiento de la imagen 23 veces su tamao), el cual es capaz de enfocar en alta definicin a 300 m de distancia.

2. Cmara para Sistema de Conteo de Automviles

a) CAMARAS DE RED PARA EXTERIORES Entre las caractersticas que deben poseer:

Funcin de visin diurna/nocturna Capacidad de enfoque remoto Mltiples secuencias de vdeo H.264 Alimentacin a travs de Ethernet Preparada para exteriores con control de temperatura Deteccin de movimiento Varifocal. Estabilizador La cmara deber poseer o permitir el uso de aplicaciones de anlisis de video primario con estas caractersticas:

b) AUTOTRACKING Se realiza un seguimiento de la trayectoria.

c) FILTRO AVANZADO Deteccin en escenas donde tenemos lluvia, vegetacin (rboles en movimiento) y pequeos reflejos.

d) FILTRO DE DIRECCIN Contaje de objetos mediante lneas virtuales y clasificacin por direccin. Permite diversas lneas de contaje independientes en una misma escena y muestra resultados a tiempo real.

e) CONTAJE MEDIANTE LNEAS VIRTUALES Fcil herramienta de creacin de lneas de contaje para mediciones estadsticas de volumen de vehculos. Posibilidad de definir direcciones en ambos sentidos de circulacin o entrada/salida de personas en amplias zonas de paso.


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B. ELECCIN DEL SENSOR

Despus de las caractersticas observadas por ambos sensores , optamos por elegir el sensor de Cmaras, ya que este nos puede mostrar el rea en tiempo real que conforman los automviles que ocupan un sector de la calle.

A comparacin del primer sensor que solo nos muestra el numero de automviles mas no el rea que ocupan dichos automviles en un sector de la calles.

Para el anlisis del sistema hemos evaluado comparar el porcentaje de rea de referencia con el porcentaje de rea ocupada real y dicha informacin nos la brindara las Cmaras.


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C. CMARA SELECCIONADA Traficam X-Stream

Principales ventajas Sustitucin de 1 a 8 en los bucles de tierra MPEG-4 Video Streaming hasta 25 fps Resolucin de vdeo VGA (640 x 480) Direccionabilidad TCP / IP Sensibilidad direccional Interfaces disponibles - Banda ancha por lneas elctricas (BPL) o Ethernet Bajo consumo de energa (


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externa del mdulo presente en todos SCATS controladores de semforos compatibles.

Los contactos libres de potencial esencialmente informan de la presencia de vehculos que utiliza el controlador para crear una demanda y se suma a la cuenta del vehculo inform los SCATS UTC sistema. El acceso a la programacin y la interfaz de pantalla est disponible dentro de la caja del programador - sin necesidad de levantar un brazo de mstil para conectar con el TrafiCam X-Stream con un ordenador porttil. El enlace es a travs de un cable RS-485 sobre cable de par trenzado blindado que est comnmente disponible.

El TrafiCam X-Stream est disponible en un ngulo estrecho y una versin de gran angular en funcin de la aplicacin.

Cmara de vdeo Angular

Cmara de vdeo de ngulo estrecho

Voltios salidas de contacto limpias acoplados pticamente libre de la cmara estn disponibles en 1 Tim, 4Ti o 9 configuraciones de TI, donde cada zona est ligado a uno de los contactos de salida para conectar a los controladores de seales de trfico y otros equipos de registro o activacin. Cada canal tambin tiene un canal local LED para indicar


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el estado del mdulo de interfaz. TrafiCam X-Stream tambin se puede utilizar para la activacin de sistemas de terceros, como las luces de destello, barreras, cmaras CCD y paneles VMS cuando el flujo de trfico supera un cierto nivel predefinido.

D. FUNCIONALIDADES BSICAS

Los sensores TrafiCam se utilizan para hacer ms dinmicas las operaciones de los controladores de semforos (lase: ms dependientes del trfico).

Los bucles virtuales TrafiCam en la superficie de la carretera detectan la presencia de vehculos. Una salida se cierra cuando un vehculo se encuentra en un determinado bucle virtual (o zona de deteccin), mientras que est abierta cuando no hay ningn vehculo. Se puede conectar una o ms salidas al controlador de semforos. TrafiCam solamente genera salidas, el controlador procesa las salidas.

A travs de un dispositivo de configuracin, se pueden dibujar zonas de deteccin en la superficie de la carretera como bucles virtuales. Esto permite el posicionamiento exacto de puntos de las zonas de deteccin sobre diferentes carriles, y la verificacin visual de las prestaciones de deteccin.

Los bucles virtuales de presencia de vehculos se pueden colocar en la lnea de parada (es decir, deteccin en la lnea de parada) y/o a cierta distancia de la lnea de parada (es decir, deteccin de avance).

Las dos funcionalidades bsicas de TrafiCam son:

1. Deteccin en la lnea de parada

2. Deteccin de avance


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Estas 2 funcionalidades bsicas ayudan a optimizar el programa del controlador de semforos:

"Verde contra pedido": o No hay vehculo = no hay luz verde o Vehculo = luz verde "Periodo de luz verde": o No hay vehculo cuando finaliza el periodo de luz verde = la luz verde

puede cambiar a naranja o Hay vehculos cuando finaliza el periodo de luz verde = retrasar la luz

naranja (hasta que no haya vehculos por algunos segundos, o hasta que se haya agotado el tiempo mximo de retraso) Combinacin de "Luz verde contra pedido" y "Periodo de luz verde", por ejemplo:

o No hay vehculo = no hay luz verde o Vehculo = luz verde por un mnimo de 5s (= periodo mnimo de luz verde),

mx. 20s (=periodo mximo de luz verde) o No hay vehculo durante 3s durante el intervalo de 5-20s = luz verde

cambia a naranja.

Ejemplos de aplicacin


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A) Carril nico, detencin en la lnea de parada, TrafiCam (1 Generacin) alimentacin lateral desde 4m (12ft) de altura

B) Carril nico, detencin en la lnea de parada, TrafiCam (2 Generacin) areo desde 8m (25ft) de altura

C) Tres carriles, detencin en la lnea de parada, TrafiCam (2 Generacin) areo desde 8m (25ft) de altura


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D) Tres carriles, deteccin de avance, TrafiCam (2 Generacin) areo desde 7m (21ft) de altura

E) Dos carriles, deteccin de avance, TrafiCam ( 1 Generacin) areo desde 8m (21ft) de altura


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E. DISEO

Para este sistema se necesitara 6 sensores Cmara para el anlisis del rea ocupada en cada

sector.

CAMARA 1(LUIS GONZALES Y BOLOGNESI)

CMARA 2(LUIS GONZALES Y MARIA IZAGA)


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CMARA 3 (LUIS GONZALES Y ELIAS AGUIRRE)

CMARA 4(LUIS GONZALES Y SAN JOS)


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CMARA 5 (LUIS GONZALES Y VICENTE DE LA VEGA)


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DIAGRAMA DE BLOQUES DEL SISTEMA

T. MAX

T. MIN

SOFTWARE

+ -

SEMAFORO 1

SEMAFORO 2

CAMARA 1

CAMARA 2

TRANSITO

+ -

% AREA

REFERENCIAL

N CARROS


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AV. LUIS GONZALES

M. M

AR

IA

IZ

AG

A

EL

IA

S A

GU

IR

RE

SA

N J

OS

E

MEDIDA DE CALLES


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SOFTWARE

Simulacin de software de control de trfico de semforos inteligentes:

Variables:

Tiempo mximo: Tmax = 50 seg. Tiempo mnimo: Tmin= 20 seg. %rea ocupada Luis Gonzales: %ALS %rea ocupada interseccin: %AIN Semforo de Luis Gonzales: S1 Semforo de Interseccin: S2 Tiempo de intervalo de conteo: 10 seg. Tiempo inicial de semforo: 30 seg. %rea de referencia ocupada: 40%. Tiempo actual: Tac Tiempo de luz mbar: 3seg. Variable de salida:

Numero de carros que transito por dicha calle. Variable de referencia:

% de rea ocupada. LOGICA DE SOFTWARE

Se hizo una simulacion del software para el cambio de luces del semaforo inteligente , teniendo en cuenta las variables antes mencionadas, y tomando como base el diagrama de bloques que fue diseado y mostrado en este informe.

Los sensores escogidos darn al software el porcentaje del rea ocupada en el sector que le corresponde y deacuerdo a estas reas podremos calcular el tiempo adecuado para que el semforo cambie de color rojo a verde y de forma viceversa. La simulacin se hizo utilizando cdigo javascrit.


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Script (PSEUDOCODIGO):

Simulacin de Semaforo

var time=0;

var c=0;

var X1='';

var X2='';

function calcular(){ time = time + 10;

var A1= parseFloat(document.getElementById('txtArea1').value); var A2= parseFloat(document.getElementById('txtArea2').value); var A3= parseFloat(document.getElementById('txtAreaCarril').value); var X1= document.getElementById('txtSemaforo1').value; var X2= document.getElementById('txtSemaforo2').value; S1=X1;S2=X2;

var tmax=50;

var tmin=20;

var AR=40;

if(A3


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if(A1==0 && A2==0){ S1='Verde';

S2='Rojo'; }else if(A1==0 && A2!=0){ S2='Verde';

S1='Rojo'; }else if(A1!=0 && A2==0){ S1='Verde';

S2='Rojo'; }else if(A1>A2){ if(A1>AR){ S1='Verde';

S2='Rojo'; }else{ if(time>tmin){

if(S1=='Rojo'){S1='Verde';S2='Rojo';}else{S2='Verde';S1='Rojo';} time=0;

} } }else{ if(A2>AR){ S2='Verde';

S1='Rojo'; }else{ if(time>tmin){


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if(S1=='Rojo'){S1='Verde';S2='Rojo';}else{S2='Verde';S1='Rojo';} time=0;

} } } }else{ if(time>tmin){ if(S1=='Verde'){ S1='Rojo'; S2='Verde';

}else{ S2='Rojo'; S1='Verde';

} time=0;

} } }else{ if(S1=='Verde' && time==tmin){ S1='Rojo'; S2='Verde';

time=0;

}else{ if(time>=tmax){ if(S1=='Verde'){


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S1='Rojo'; S2='Verde';

}else{ S2='Rojo'; S1='Verde';

} time=0;

} } }

if(S1!=X1 || S2!=X2 ) { time=0;

}

document.getElementById('txtSemaforo1').value=S1; document.getElementById('txtSemaforo2').value=S2; if(S1=='Verde'){ document.getElementById('txtSemaforo1').style.backgroundColor = '#060'; }else{ document.getElementById('txtSemaforo1').style.backgroundColor = '#FF0000';

} if(S2=='Verde'){ document.getElementById('txtSemaforo2').style.backgroundColor = '#060'; }else{


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document.getElementById('txtSemaforo2').style.backgroundColor = '#FF0000';

}

document.getElementById('txtTiempo').value=time; }

.titulos { text-align: center;

font-family: "Comic Sans MS", cursive;

color: #03C;

}

SIMULACION DE CAMBIO LUZ ROJA Y VERDE

Area 1:


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Area 2:

Semaforo 1:

Semaforo 2:

Area Carril Siguiente:


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DIAGRAMA DE FLUJO


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Documents

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