Настройка детектора Аркен Кросс для работы с дорожным контроллером

Задача систем управления состоит в том, чтобы с помощью светофоров делать справедливое распределение зеленого цвета.

Слишком длинный зеленый цвет может привести к пустой трате времени на перекрестках  — когда очередь уже очищена, а зеленый ещё горит, водители на конкурирующем направлении вынуждены терять время. Увеличение времени в пути приводит и к материальным затратам.

Слишком короткий зеленый цвет может нарушить ожидания водителя увеличивая вероятность столкновений сзади или (в некоторых случаях) безопасность пешеходов. Смена фаз должна происходить в то время как у транспортных средств еще достаточно времени для остановки. Водитель при появлении желтого цвета должен решить, находится ли транспортное средство слишком близко к перекрестку, чтобы безопасно остановиться, или слишком далеко, для проезда перекрестка до наступления красного цвета. Это приводит к возникновению периода нерешительности (принятия решения), в течение которого автомобиль продолжает двигаться.

Время продления — этот параметр увеличивает интервал зеленого цвета для каждого срабатывания детектора транспортного средства до максимального времени зеленого цвета. Он начинает отсчет времени, когда автомобиль выходит из зоны действия детектора. Интервал времени продления является одной из самых важных настроек контроллера.

Значения времени продления обычно определяются длиной зоны обнаружения, расположением зоны обнаружения (относительно СТОП- линии), количеством полос, обслуживаемых фазой, и скоростью транспортного средства и должно быть достаточным для предотвращения прерывания фазы до того, как транспортное средство покинет зону принятия решения.

Время прохождения должно быть не слишком маленьким, чтобы обеспечить очистку перекрестка, но и не слишком большим, чтобы зеленый цвет не горел без необходимости, раздражая водителей. Сокращение времени продления уменьшает временные задержки на перекрестках увеличивая их эффективность.

Основным преимуществом короткого времени продления является общее сокращение задержек транспортных средств. Задержка в проезде транспортного средства очевидна в конце каждого этапа, когда последнее транспортное средство в очереди, поддерживающее приемлемый разрыв, выходит из зоны обнаружения у СТОП-линии и продлевает время проезда еще на один промежуток времени, когда за этим последним транспортным средством нет транспортных средств, поддерживающих приемлемый разрыв.

Например, если время продления сокращается на две секунды (т.е. 2,5 секунды сокращаются до 0,5 секунды), то при 120-секундном цикле за 24 часа в сутки и 365 дней в году, каждый год 146 часов задержки будет сохраняться за одним транспортным средством, ожидающим на другом подходе к перекрёстку. В США, согласно отчету о городской мобильности, задержка оценивается в 15,47 $ на человека в час, что приведет к экономии средств для одного человека, ожидающего на перекрестке, примерно в 2200 $ в год. Экономия может быть значительно выше, поскольку в среднем на подходах находится более одного автомобиля. Экономия может быть дополнительно увеличена для ​​каждой фазы на перекрестке, где время продления было уменьшено.

Использование длинных зон обнаружения позволяет сократить время прохождения перекрестки до минимума (что повышает эффективность перекрестков), предотвращая преждевременное прерывание фазы из-за медленного трафика и позволяет немедленно прервать фазу, когда последний автомобиль проезжает СТОП-линию.

Время прохождения обычно устанавливается в диапазоне от двух до трех секунд. Использование длинных зон позволяет сократить время продления до 0,5-1 секунды.

Радиолокационные угловые детекторы Аркен Кросс покрывают сектор в 90 градусов с длиной стороны в 42.7 метров, что позволяет применять длинные зоны на всех сквозных направлениях.

Для сквозной фазы обнаружение транспортных средств настраивается на каждой из сквозных полос с помощью зон обнаружения, обозначенных Z1 и Z2. Выходные зоны обнаружения должны быть определены в контроллере для вызова и продления сквозной фазы. Время прохождения должно быть от 0,5 до 1 секунды.

Рекомендуется минимальное время прохождения — 0,5 секунды, для предотвращения кратковременного выпадения детектора, которое может привести к появлению разрыва.

Длинные зоны можно реализовать с помощью индуктивных петель или магниторезистивных детекторов, но в этом случае их нужно размещать по несколько штук на каждой полосе движения, что приводит к увеличению стоимости внедрения и другим определенным сложностям.

Повороты влево на перекрестках обычно признаются движениями с наибольшим риском. Уменьшение этих рисков достигается путем реализации защищенных сигналов левого поворота. Это дает левому транспортному средству право въезжать на перекресток без конфликта с водителями и пешеходами.

При использовании защищенной/разрешающей фазы поворота влево используются две зоны обнаружения Z3 и Z4 в левой полосе или полосах движения, как показано на рисунке выше. Зона обнаружения Z4 имеет длину 4,5 метра, а передняя граница — за 15 метров от СТОП-линии. Для этой зоны используется фильтр по времени с задержкой в 2-3 секунды (т.е. канал сработает только, если автомобиль будет находиться в зоне дольше заданного времени), так что вызов создается только тогда, когда очередь в левой полосе поворота расширится до места расположения зоны. Выход этой зоны используется для вызова и продления фазы левого поворота, а время продления устанавливается на 2-3 секунды.

Зона обнаружения Z3 настраивается таким образом, что она начинается на расстоянии от 0.3-0.6 метра перед СТОП-линией до 15 метров за СТОП-линией. Эта зона определяется в контроллере для вызова и продления сквозной фазы со временем продления 0,5 секунды.

Подход, описанный выше, имеет три основных преимущества: сокращение времени проезда, снижение задержки транспортного средства и характерное для нее сокращение разрыва. 

Большую часть времени обнаружение не требуется на правой полосе для поворотов. Если правая полоса поворота является доминирующим движением на подходе, то может потребоваться обнаружение, которое может быть реализовано — с использованием тех же самых размеров зоны обнаружения и времени продления, что и сквозные полосы.

Многие дорожные контроллеры обеспечивают возможность подсчета объема трафика на основе сигналов, поступающих от детекторов. Многочисленный тесты и испытания показали, что максимальная точность подсчета наблюдается при использовании максимально узких зон на полосах движения (примерно 0,6 метра). Такая ширина обеспечивает достаточно узкую зону для обнаружения разрывов между транспортными средствами. Зоны обнаружения для подсчета транспортных средств (5, 6, 7, 8) лучше всего работают в местах, где транспортные средства с наибольшей вероятностью проезжают беспрепятственно.

Зоны обнаружения лучше располагать за СТОП-линией для того, чтобы максимально увеличить вероятность того, что транспортное средство успеет покинуть очередь до того, как будет произведен подсчет. Так же, вероятность перестроения из одной полосы в другую значительно меньше за СТОП-линией.

Счетные зоны можно размещать и на встречном направлении, а так же в среднем блоке. Радиолокационные детекторы дают свободу в выборе мест как счетных, так и других зон.

Серьезная проблема для безопасности на дорогах это проезды на красные свет. Анализируя факты проезда на красный мы можем усовершенствовать свои приложения для защиты зоны дилеммы.

Используя радарные детекторы, мы можем определять скорость автомобиля. Разместив специальные зоны (9, 10, 11) за СТОП-линией и добавив фильтр по минимальной скорости в 25-30 км/ч, мы можем сообщать контролеру или системе управления о фактах проезда автомобилей через перекресток во время горения красного света светофора.

Автоматизированные измерения эффективности работы светофорных объектов возможно с помощью широких зон (40, 42) для предварительного обнаружения транспортных средств на подходах к перекресткам. Анализ прибытия на красную, желтую и зеленую фазы светофора помогает скорректировать планы координации. Анализ объема трафика на подходах помогает выбрать оптимальное время для проведения ремонтных работ.

Преимущества Аркен Кросс позволяют достичь максимальной функциональности при минимальном количестве оборудования. Разместив на перекрестке всего 4 детектора транспорта можно получить 64 канала обнаружения. Это позволяет реализовать гораздо больше приложений как для локального управления перекрестком, так и для повышения эффективности системы управления дорожным движением.