สัญญาณไฟจราจรมีความใกล้ชิดกับยานพาหนะอย่างไร?


17

สัญญาณไฟจราจรบางชนิดไม่ทำงานเป็นระยะ แต่ควรตรวจจับเมื่อรถอยู่ใกล้และเปลี่ยนเป็นสีเขียว ฉันได้ยินมาว่าพวกเขาใช้เซ็นเซอร์แม่เหล็กที่ฝังอยู่ในถนนเพื่อรับรู้รถยนต์ขณะที่พวกเขาเข้ามาใกล้ ถูกต้องหรือไม่ พวกเขาใช้วิธีการอื่นด้วยหรือไม่


เราจะเรียกสิ่งที่เรียกว่าเครื่องตรวจจับเสมือนได้อย่างไร? หากฉันไม่ผิดเครื่องตรวจจับเสมือนนี้ไม่ใช่เอนทิตีทางกายภาพในฐานะเครื่องตรวจจับลูปแบบเหนี่ยวนำจริงใช่ไหม
user3571284

@ user3571284: เครื่องตรวจจับเสมือนมักจะเป็นการรวมกันของเครื่องตรวจจับทางกายภาพ: ทิศทาง, ความเร็ว, คิวทั้งหมดขึ้นอยู่กับคู่ของเครื่องตรวจจับทางกายภาพและสัญญาณจะถูกสร้างขึ้นโดยผู้ควบคุมโดยการสังเกตวิธีการเปิดใช้งานวัตถุทางกายภาพ เครื่องตรวจจับ "เสมือนจริง" สามารถเปิดใช้งานผ่านโปรแกรมการจราจรโดยขึ้นอยู่กับเงื่อนไขเชิงตรรกะสัญญาณจากแหล่งภายนอก (ตัวควบคุมอื่นระบบควบคุมส่วนกลางเซ็นเซอร์บางตัวอินพุตของผู้ใช้)
เอสเอฟ

2
ความจริงแล้วสนุก: แสงไฟเก่า ๆ ที่มีลูปอยู่ในพื้นดินไม่รับรถจักรยานยนต์ เมื่อคุณขี่ดึกดื่นโดยมีการจราจรน้อยมากคุณจะต้องวิ่งไฟแดงเพราะพวกเขาจะไม่มีวันเปลี่ยนแปลงสำหรับคุณ
JPhi1618

คำตอบ:


27

ดังที่คนอื่น ๆ กล่าวไว้ก่อนหน้านี้ลูปเหนี่ยวนำเป็นวิธีหลัก - เชื่อถือได้มากที่สุด: ขดลวด (มักจะเป็นเพียงหลายลูปของลวด) ฝังอยู่ในถนน; ป้อนความถี่ที่ได้รับจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าต่อหน้าโลหะการเปลี่ยนแปลงความถี่ของวงจร LC และวงจรเซ็นเซอร์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความถี่ทำให้เกิดสัญญาณการแสดงตน ในบางกรณีสิ่งเหล่านี้อาจล้มเหลวในการตรวจจับจักรยาน แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่ได้รับผลกระทบจากสภาพอากาศ (หรือแม่นยำกว่าวงจรตรวจจับจะปรับการเปลี่ยนแปลงความถี่ที่เกิดจากสภาพอากาศช้า) และมีภูมิคุ้มกันต่อการผิดพลาดจากอุบัติเหตุ บวก หมายเหตุลูปสามารถแปลเป็นภาษาท้องถิ่น (ขนาด 2 ม.) หรือครอบคลุมส่วนที่ยาวของเลน

การตรวจจับทำได้โดยใช้การ์ดเช่นนี้: ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

และด้วยการเหนี่ยวนำลูปทำด้วยลวดวางในร่องเช่นนี้ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

หรือวางไว้ในท่อใต้พื้นผิวถนน ณ เวลาก่อสร้าง (ในรูปถ่ายเป็นรูปวงสำหรับการตรวจจับรถราง แต่มีห่วงที่สร้างไว้ล่วงหน้าแล้วคล้ายกัน)

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

การตรวจสอบวิดีโอ - กล้องที่เชื่อมต่อกับการ์ดพิเศษที่มี "โซนการตรวจจับ" ที่กำหนดไว้ผ่านซอฟต์แวร์พิเศษตรวจจับยานพาหนะ พวกเขามีความเสี่ยงต่อสภาพอากาศเลวร้ายและมีแนวโน้มที่จะสร้างผลบวกที่ผิดพลาดจากแสงไฟรถยนต์เงาของยานพาหนะบนเลนเพื่อนบ้านและในบางกรณี - ส่วนใหญ่ที่พื้นผิวถนนทำให้การตรวจจับลูปเป็นไปไม่ได้ (กรวด เป็นที่ต้องการ นอกจากนี้การ์ดตรวจจับวิดีโอนั้นมีราคาแพงกว่าการ์ดสำหรับตรวจจับลูปอย่างมากป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

มีเทคนิคที่ใช้น้อยกว่าเล็กน้อยเช่น geomagnetic (การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดของยานพาหนะดังนั้นรถบรรทุกขนาดใหญ่สามารถเรียกเซ็นเซอร์ในเลนเพื่อนบ้าน - แต่มีความทนทานมากกว่า) เรดาร์ (ตรวจจับยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่เท่านั้น* - แต่มักใช้ในการตรวจจับคนเดินถนนเนื่องจากพวกเขาไม่ค่อยเคลื่อนที่, เลเซอร์ (วัดระยะทางไปยังพื้นผิวถนน; ยานพาหนะในการเปลี่ยนระยะทางที่วัดระยะทางค่อนข้างน่าเชื่อถือ แต่เพียงการตรวจจับจุด

ภาพด้านล่างเป็นเซ็นเซอร์ geomagnetic: ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

และเซ็นเซอร์เรดาร์ (ระยะสั้นสำหรับคนเดินเท้าและจักรยานและระยะยาวสำหรับรถยนต์): ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ฉันได้ยินเกี่ยวกับลมและ piezzoelectric แต่ฉันไม่เคยเห็นสิ่งเหล่านี้มาใช้เพื่อควบคุมการจราจร - อาจเป็นปัญหาของการสึกหรอและความทนทาน ฉันรู้ว่าสิ่งเหล่านี้ใช้สำหรับสิ่งกีดขวางอัตโนมัติสำหรับลานจอดรถ แต่เห็นได้ชัดว่าพวกเขาสนับสนุนลำดับการจราจรที่ลดลง

สำหรับการจราจรในเมืองยานพาหนะมีคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดพร้อมวิทยุระยะสั้น (สูงถึง 500m) และ GPS และพวกเขาออกอากาศข้อความเกี่ยวกับการป้อน "จุดตรวจ" ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าไปยังระบบการจราจรพร้อมกับข้อมูลเกี่ยวกับ ทิศทางการเลี้ยวที่ตั้งใจไว้ล่าช้าจากกำหนดการและอื่น ๆ ทำให้ผู้ควบคุมสามารถจัดลำดับความสำคัญได้ อีกทางเลือกหนึ่งคือระบบที่ป้อนตำแหน่งยานพาหนะไปยังหน่วยส่วนกลางซึ่งจะติดต่อผู้ควบคุมพร้อมข้อความเกี่ยวกับการจัดลำดับความสำคัญของยานพาหนะเหล่านี้

สุดท้าย แต่ไม่ท้ายสุดกล้อง / เซ็นเซอร์ตรวจจับแสงแฟลชที่มีความถี่เฉพาะจะให้ความสำคัญกับยานพาหนะฉุกเฉินที่กำลังจะมาถึง (และถ่ายรูปยานพาหนะที่เป็นปัญหาเพื่อป้องกันการละเมิด)

คอนโทรลเลอร์สามารถสื่อสารกันและแบ่งปันสถานะเครื่องมือตรวจจับของพวกเขาดังนั้นผู้ควบคุมสองคนสามารถใช้เครื่องตรวจจับของกันและกันเช่นเมื่ออยู่ห่างจากกัน

มีการใช้ลูปเหนี่ยวนำสองวงในระยะใกล้ (~ 1 ม.) จากกันเพื่อกำหนดความเร็วและความยาวของยานพาหนะทำให้สามารถปรับให้เข้ากับยานพาหนะที่ยาวขึ้นหรือช้าลงได้ การประยุกต์ใช้ลูปการตรวจจับคู่อื่นที่อยู่ใกล้กันคือการตรวจจับทิศทาง - โดยพิจารณาจากคำสั่งที่ลูปเพื่อนบ้านถูกเปิดใช้งานหนึ่งสามารถกำหนดทิศทางที่ยานพาหนะกำลังเคลื่อนที่ สิ่งนี้ไม่ค่อยได้ใช้สำหรับรถยนต์ แต่ถ้ารถไฟรางเดียวที่มีรถราง (รถยนต์บนถนน) เคลื่อนที่ทั้งสองทิศทางข้ามถนนเครื่องตรวจจับสองคู่เดียวกันสามารถเปิดใช้งานแสงสีเขียวสำหรับยานพาหนะและจากนั้นลงทะเบียนเสร็จสิ้นข้ามถนน ทิศทางของมันในขณะที่คู่สามารถสร้างสัญญาณ "ใกล้ / ออก"

เครื่องตรวจจับ "เสมือนจริง" พิเศษที่ประกอบด้วยสองลูปในหนึ่งเลนในระยะทางที่สำคัญวัดความยาวของคิวรถยนต์ช่วยให้การคาดการณ์เวลาที่จำเป็นในการออกจากเลน (และการทำ

เครื่องตรวจจับชนิดพิเศษอีกประเภทหนึ่งคือ "บล็อก" หนึ่งวางไว้กลางทางข้าม (กล้อง) หรือด้านหลังบน "แยก" เลน (ปกติจะเป็นวงตรวจจับ); โดยมีวัตถุประสงค์คือเพื่อหน่วงเวลา / ปิดกั้นรายการจนกว่าการข้ามจะว่างหรือป้องกันการปิดกั้นการข้ามหากมีการจราจรติดขัดในช่อง "ทางออก" และยานพาหนะใหม่จะไม่สามารถออกเดินทางได้

โปรดทราบว่านี่เป็นชุด "มาตรฐาน" แต่เนื่องจากตัวควบคุมสามารถรับสัญญาณ 24V / 'ติดต่อ' แบบสแตนด์อโลนจึงสามารถใช้แหล่งสัญญาณทั่วไปใด ๆ ได้เช่นตัวควบคุมระยะไกลอินฟราเรดเพื่อเปิดใช้งานทิศทางเดียวซึ่งใช้ในกรณี 0.1% เปิดใช้งานโดยเจ้าของบ้านที่มีถนนรถแล่นเข้าสู่ทางข้ามหรือโดยไกด้วยตนเองจากประตูโรงงานเพื่อเปิดใช้งานรถบรรทุกเพื่อเข้า / ออกหรืออะไรก็ตามที่ต้องการ

ด้านล่างเป็นการ์ดเอาต์พุต 16 อินพุต / 16 ทั่วไป ปุ่มเหล่านี้มักใช้กับปุ่มคนเดินเท้า (และหลอดไฟ) แต่สามารถให้สัญญาณจากแหล่งกำเนิดและควบคุมอุปกรณ์ปลายทางได้ตามอำเภอใจ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ในบางเมืองเครื่องตรวจจับทำงานใน "คู่" สองประเภท; ตัวอย่างห่วงการตรวจจับนั้นมีความน่าเชื่อถืออย่างมากในการตรวจจับยานพาหนะ แต่ความเครียดเชิงกลจากการเคลื่อนย้ายที่หนักสามารถสร้างความเสียหายแก่พวกเขาได้และการซ่อมมันไม่ใช่เรื่องเล็กน้อย การ์ดสามารถตรวจจับลูปที่เสียหายได้ (โดยทั่วไปคือวงจรเปิด -> ไม่มีความถี่หรือลัดวงจร -> ความถี่สูงมาก) และในกรณีเช่นนี้คอนโทรลเลอร์จะเริ่มใช้เซ็นเซอร์สำรองเช่นเรดาร์หรือเลเซอร์

และเพียงแค่ภาพหน้าจอจากหนึ่งในตัวควบคุมที่แสดงแผนที่พร้อมเครื่องตรวจจับที่แสดงสถานะสดของพวกเขา (blue = active) โปรดสังเกตว่าตัวตรวจจับทางด้านขวาสุด - มันไม่ได้เป็นของคอนโทรลเลอร์นี้ มันเป็นข้อมูลคอมโพสิตจากคอนโทรลเลอร์เพื่อนบ้านเพื่อให้ถนนสายสั้นที่เชื่อมต่อทั้งสองนั้นไม่แออัด - ตราบใดที่มีรถยนต์รออยู่ในโซนแออัดที่มีศักยภาพจะไม่อนุญาตให้เข้าไปในอีกทิศทางหนึ่งได้ ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

*โปรดทราบว่าในขณะที่เครื่องตรวจจับเรดาร์สามารถตรวจจับรถยนต์ที่กำลังเคลื่อนที่เท่านั้นนั่นไม่ได้หมายความว่าพวกเขาไม่สามารถใช้เป็นโซลูชันแบบสแตนด์อโลน ("รองรับแค่") บางครั้งการวนรอบเหนี่ยวนำจะถูกวางไว้ในตำแหน่งที่ไม่ถูกต้องเช่นกัน (ด้วยเหตุผลหลายประการความไร้ความสามารถของนักลงทุนไม่ใช่อย่างน้อยพวกเขา) ดังนั้นรถยนต์จะหยุดอยู่ข้างหลัง / ระหว่างพวกเขา นี่ยังไม่เป็นปัญหาใหญ่นักเนื่องจากอุปกรณ์ตรวจจับใด ๆ สามารถตั้งค่าเป็น "หน่วยความจำ" ได้ ยานพาหนะใด ๆ ที่เปิดใช้งานเครื่องตรวจจับดังกล่าวไม่นานก็ทำให้รถอยู่ในสถานะแอคทีฟจนกระทั่งไฟเขียวบนเลนที่เกี่ยวข้องจากนั้นทำหน้าที่เป็นปกติ ("ลืม") ในระหว่างไฟเขียว โปรดทราบว่านี่เป็นพฤติกรรมเริ่มต้นสำหรับปุ่มกดสำหรับคนเดินเท้า

แน่นอนว่ามันไม่เหมาะอย่างยิ่งเนื่องจากยานพาหนะอาจติดอยู่นอกเขตตรวจจับได้อย่างแม่นยำในระหว่างการเปลี่ยนจากสีเขียวเป็นสีแดงหรือ (พูดเนื่องจากความผิดของคนขับ) ทำให้พลาดวงจรสีเขียวทั้งหมด ยังเป็นกรณีที่ค่อนข้างหายากโดยเฉพาะอย่างยิ่งยานพาหนะท


คำตอบที่ละเอียดมากขอบคุณ ฉันไม่ทราบว่ายานพาหนะขนส่งในเมืองถูกจัดลำดับความสำคัญโดยระบบการจราจรแม้ว่าแน่นอนว่าเหมาะสมแล้ว เรียนรู้ว่าตัวควบคุมสามารถเปิดใช้งานโดยแหล่งข้อมูลทั่วไป ขอบคุณ!
FullmetalEngineer

การแยกออกจากกันที่นี่ - ปัญหาเกี่ยวกับจักรยานยนต์สกู๊ตเตอร์หรือยานพาหนะที่คล้ายกันที่ตรวจพบโดยลูปเหนี่ยวนำมีเอกสารที่ดีและเป็นผลให้บางรัฐในสหรัฐอเมริกาและฉันมั่นใจว่าเมืองและประเทศอื่น ๆ ทั่วโลกอนุญาตยานพาหนะเหล่านั้น การใช้ไฟสีแดงอย่างถูกกฎหมายเมื่อมันปลอดภัยและเป็นที่ชัดเจนว่ารถของพวกเขาไม่ได้รับการตรวจจับ (เช่นพวกเขาไม่ต้องรอประมาณ 20 นาทีเพื่อให้รถเข้ามาเมื่อมันเป็นตี 3 และพวกเขาติดอยู่ที่ สัญญาณไฟจราจรที่ถูกกระตุ้น)
เทรเวอร์อาร์ชิบัลด์

@TrevorArchibald: เกี่ยวกับระบบตรวจจับลูปที่ทันสมัยทั้งหมดไม่มีปัญหาในการค้นหารถจักรยานยนต์สกูตเตอร์และจักรยานเหล็กทั่วไป จักรยานอลูมิเนียมและคาร์บอนไฟเบอร์เป็นปัญหาแม้ว่า สังเกตว่าระยะทางจากด้านล่างถึงพื้นผิวถนนมีบทบาทใหญ่อย่างไรรถจักรยานยนต์ส่วนใหญ่จึงตรวจจับได้ง่ายกว่ารถบรรทุกที่มีการแขวนสูง!
เอสเอฟ

@SF รถบรรทุกที่มียางขนาดใหญ่สามารถมีโลหะในล้อเดียวมากกว่าในจักรยานทั้งหมด (น้อยกว่าปัญหาสำหรับมอเตอร์ไซค์) ดังนั้นหากล้ออยู่เหนือพื้นที่วนรอบมันมีแนวโน้มที่จะถูกตรวจจับได้มากขึ้น .
Chris H

@ChrisH: ลูปไม่ได้ครอบคลุมความกว้างทั้งหมดของเลน รถยนต์มักจะ "คร่อม" ตัวยาวและรูปคล้าย parallellogram หรือที่คล้ายกันมักจะอยู่ในลักษณะที่อยู่ระหว่างล้อหน้าและล้อหลังของรถ รวมถึงยางขนาดใหญ่ที่ช่วยให้ล้ออยู่ไกลยิ่งขึ้น ใช่ถ้าล้ออยู่เหนือพื้นที่วนรอบ - ซึ่งวงล้อไม่ได้อยู่บ่อยๆ (นักปั่นจักรยานที่ไม่ทราบว่าเครื่องตรวจจับมีแนวโน้มที่จะหยุดด้านข้างของเลนด้วย ... )
เอสเอฟ

12

มีสองเทคนิคที่ใช้กันทั่วไป

อย่างแรกคือลูปเหนี่ยวนำถูกตัดเข้าสู่ผิวถนน โลหะในตัวยานพาหนะทำให้เกิดกระแสในวงขณะที่ยานพาหนะผ่านไป

(รูปโดเมนสาธารณะจากวิกิพีเดีย)

อีกอย่างคือกล้อง / เรดาร์ (ทั้ง Doppler ไมโครเวฟสำหรับยานพาหนะเคลื่อนที่หรืออินฟาเรดสำหรับยานพาหนะคงที่เส้นหยุด) มักติดตั้งที่ด้านบนของสัญญาณไฟจราจร:

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่(รูปจากเว็บไซต์ UK DfT ที่เก็บถาวร )

มีเทคนิคอื่น ๆ ที่หาได้ยากกว่ามากซึ่งอาจรวมถึงกล้องมองเห็นแสงสำหรับสถานการณ์พิเศษ และนิวแมติกลูปสำหรับไฟชั่วคราว โอ้และมีบางคนที่เคยใช้เซ็นเซอร์ piezo-electric เช่นกัน


1
อันที่จริงที่สองคือเรดาร์ไม่ใช่กล้อง
วงล้อประหลาดที่

4

การเหนี่ยวนำลูปเป็นที่น่าเชื่อถือที่สุดสำหรับการเปลี่ยนตามความต้องการ แม้ว่าจะมีข้อเสียที่รถจักรยานยนต์ตรวจจับได้ยากกว่าเพราะมีโลหะน้อยกว่าที่จะตรวจจับได้ มีปัญหาคล้ายกันสำหรับรถยนต์คาร์บอนไฟเบอร์

โดยทั่วไปแล้วเรดาร์จะใช้เพื่อขยายเวลาสีเขียวเท่านั้นเนื่องจากสามารถตรวจจับยานพาหนะที่กำลังเคลื่อนที่ได้อย่างน่าเชื่อถือเท่านั้น

ทางแยกบางแห่งใช้กล้องและการจดจำรูปภาพเพื่อทริกเกอร์เครื่องตรวจจับเสมือน สิ่งเหล่านี้มีข้อได้เปรียบที่สามารถจัดการกับรถบรรทุกขนถ่ายที่สี่แยก (ไม่สนใจและเคลื่อนย้ายจุดตรวจจับไปที่ด้านข้าง)

ยานพาหนะขนส่งสาธารณะ (รถรางและรถโดยสาร) สามารถติดตั้ง transponders ที่เข้าสู่ห่วงพิเศษซึ่งช่วยให้ผู้ควบคุมจุดตัดรู้ว่ารถบัสต้องไปทางไหนและให้สีเขียวเร็วขึ้นและขยายสีเขียวเกินขีด จำกัด ปกติ (หรือให้สีเขียว) เลย)

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.