Das Bedürfnis!

Eines der Hauptprobleme in jeder Metropole ist die Verkehrsüberlastung. Zwischen starkem Verkehr gestrandet zu sein, bereitet jeder Person, die das Fahrzeug fährt, und sogar der Verkehrspolizei Kopfschmerzen, wenn sie den Verkehr kontrolliert.

Eine der ältesten Möglichkeiten, mit dem Verkehr umzugehen, bestand darin, an jeder Kreuzung einen Verkehrspolizisten einzusetzen, der den Verkehrszufluss manuell durch Handsignalisierung steuert. Dies war jedoch ziemlich umständlich und es wurde eine andere Art der Steuerung erforderlich - die Verwendung von Verkehrssignalen.

Herkömmliche Ampelsteuerungen verwendeten für jede Richtung in der Kreuzung einen festgelegten Zeitplan für den Verkehrszufluss. Die Steuerung war eine elektromechanische Steuerung, die aus mechanisch betriebenen mechanischen Systemen besteht. Es besteht aus drei Hauptteilen - einem Zifferblatt-Timer, einem Magneten und einer Nockenbaugruppe. Eine Motor- und eine Getriebebaugruppe betätigen den Zifferblatt-Timer, der wiederum dafür verantwortlich ist, einen Magneten zu aktivieren oder zu deaktivieren, der wiederum eine Nockenbaugruppe betätigt, die dafür verantwortlich ist, Strom für jede Signalanzeige bereitzustellen. Der Wähltimer dient zur Wiederholung von Intervallen fester Dauer.

Die ganze Idee einer Ampelsteuerung mit fester Zeit ist jedoch für Städte mit variablem Verkehrsfluss nicht geeignet. Aus diesem Grund wird ein dynamisches Verkehrssteuerungssystem benötigt, das die Verkehrssignale entsprechend der Verkehrsdichte steuert.

“Wie erstelle ich einen Spionageroboter? ”

Wie sieht ein dynamisches Verkehrssteuerungssystem aus?

Ein Bildschirm: Es ist das Grundlegende Verkehrszeichenanzeige was der Fahrzeugführer oder der Pendler sehen kann. Dies kann eine herkömmliche Glühlampe oder eine Anordnung von LED sein.

Eine Verkehrszeichenanzeige

Eine Detektoreinheit: Es ist die Einheit, die das Vorhandensein von Fahrzeugen erkennt und diese Informationen zur Verarbeitung an die Steuerung sendet.

Praktisch gibt es zwei Arten von Detektoren:

Induktiver Schleifendetektor: Es besteht aus einer Drahtspule, die in eine Nut auf der Fahrbahn eingebettet ist, die mit einem Gummi abgedichtet ist. Es erkennt Frequenzänderungen. Die Induktorspule ist mit dem Detektor verbunden, der die Änderung der Resonanzfrequenz der Spulenschleife erfasst und dementsprechend die Auslösung des Relais steuert, das zum Auslösen der Verkehrssignale verwendet wird. Grundsätzlich funktioniert es nach dem Prinzip, dass die Induktivität der Spule abnimmt, wenn sich ein Auto über die Induktorspule bewegt. Diese verringerte Induktivität bewirkt, dass die Resonanz- oder Schwingungsfrequenz ansteigt und die Elektronikeinheit dementsprechend elektrische Impulse an die Steuereinheit sendet, um das Schalten von Ampeln zu steuern. Ein Nachteil eines solchen Systems ist jedoch, dass die Induktorschleifen zu elektromagnetischen Störungen neigen, d. H. Elektromagnetische Strahlung von anderen Vorrichtungen kann auch das Magnetfeld und damit die Induktivität der Spule beeinflussen. Sie sind außerdem anfälliger für Ausfälle, erfordern hohe Installationskosten und verursachen auch Verkehrsstörungen.

Verkehrssignalsteuerung mit induktivem Schleifendetektor

An den Polen montierte Sensoren: Dies kann eine einfache IRLED-Fotodiodenanordnung oder eine Videoerfassungseinheit sein, die das Vorhandensein von Fahrzeugen erkennen kann. Dies funktioniert nach dem Prinzip, dass beim Durchfahren eines Autos zwischen IR-Sender und IR-Empfänger das IR-Licht blockiert wird und dadurch der Widerstand der Fotodiode zunimmt. Diese Widerstandsänderung kann in elektrische Impulse umgewandelt werden, die zur Steuerung der Ampeln verwendet werden.

Verkehrssignalsteuerung mit an Masten montierten Sensoren

Eine Steuereinheit: Es ist die Einheit, die die Detektorausgabe empfängt, die einen Hinweis auf das Vorhandensein von Fahrzeugen gibt und dadurch eine Berechnung der Verkehrsdichte vornimmt und dementsprechend die Anzeigeeinheit steuert. Es kann sich um einen mikroprozessorbasierten Computer oder einen einfachen Mikrocontroller handeln.

Eine Steuereinheit

Eine einfache Demonstration der dichtebasierten Verkehrssignalsteuerung mithilfe von IR-Sensoren

Ein Prototyp eines Verkehrssignal-Steuerungssystems kann unter Verwendung von IR-Sensoren zusammen mit einem Mikrocontroller und LEDs hergestellt werden, was sich für die Echtzeitanwendung der Steuerung von Verkehrssignalen basierend auf der Verkehrsdichte als nützlich erweisen kann. Die hier betrachtete Kreuzung ist eine 4-seitige Kreuzung mit Verkehrsfluss auf jeder Seite auf nur eine Weise. Das System besteht aus den folgenden drei Hauptkomponenten:

Anzeigeeinheit: Sie besteht aus 3 LEDs - Grün, Rot und Bernstein auf jeder Seite der Verbindungsstelle mit insgesamt 12 LEDs.
Detektoreinheit: Sie besteht aus einer Anordnung von Fotodiode und IR-LED-Kombination an jeder Verbindungsstelle, die das Vorhandensein von Fahrzeugen durch Erkennen einer Widerstandsänderung erkennt.
Steuereinheit: Sie besteht aus einem Mikrocontroller, der den IR-Sensorausgang empfängt und das Leuchten der LEDs entsprechend steuert

Ein Prototyp einer dichtebasierten Verkehrssignalsteuerung

“Wie funktioniert ein USV-System ”

Blockdiagramm, das die dichtebasierte Verkehrssignalsteuerung zeigt

Unter normalen Bedingungen, d. H. Wenn kein Fahrzeug unterwegs ist, sendet der IR-Sender oder die IR-LED IR-Licht, das von der Fotodiode empfangen wird, die zu leiten beginnt. Während die Fotodiode leitet, leitet der entsprechende Transistor auch und gibt einen Ausgang mit einem niedrigen Logiksignal an der Mikrocontroller . Das gleiche Prinzip gilt für alle anderen IR-Sensor-Transistor-Anordnungen. Der Mikrocontroller lässt jede LED für eine festgelegte Zeit leuchten.

Wenn nun Fahrzeuge vorhanden sind, wird die Kommunikation zwischen dem IR-Sender und dem Empfänger unterbrochen, dh die Fotodiode empfängt weniger oder keine Lichtmenge von der IR-Diode, und dementsprechend verringert sich der Basisstrom zum Transistor, wodurch der Leiter schließlich zu geht Aus Zustand. Dies bewirkt eine Ausgabe eines hohen Logiksignals vom Transistor an den Mikrocontroller. Der Mikrocontroller ändert dementsprechend die Glühzeit der grünen LED des entsprechenden Übergangs auf einen höheren Wert.

Wenn die Anzahl der Fahrzeuge zunimmt, leuchtet das grüne Licht länger und ermöglicht einen schnellen Verkehrsfluss von der Kreuzungsseite.

Inzwischen hatten wir eine kurze Vorstellung vom Controlling Ampeln mit verschiedenen Mitteln. Wie wäre es mit einer Steuerung durch das Fahrzeug selbst, wie einer Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und den Verkehrssignalen. Dieses System wird bereits in einigen Teilen der Welt eingesetzt. Lernen Sie das kennen und geben Sie Ihr Feedback.

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