Жол сигналының уақыты: келісімдерде қозғалысты басқару, жасыл шам уақытын, жаяу өтуді және көлік құралдарының басымдығын реттеу. Құрылғылар туралы біліңіз!
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Сигналды уақытты реттеу – жол инженерлері сигналдық қиылыста жол беру құқығын бөлу үшін қолданатын техника. Бұл процеске уақытты реттеу үшін тиісті мәндерді таңдау кіреді, олар арнайы жол сигналдарын басқару құрылғыларында іске асырылады. Сигналды уақытты реттеуге қиылысқа қозғалыс немесе бағыт бойынша қанша уақыт жасыл сигнал берілетінін (жолақтың орналасуына байланысты), жаяу өткелдерге арналған «ЖОЛ БЕРІЛЕДІ» сигналының қанша уақытқа қосылатыны, пойыз немесе автобустарға басымдық берілуі керек пе, және көптеген басқа факторларды шешу кіреді.
Signal timing is the technique which traffic engineers use to distribute right of way at a signalized intersection. The process includes selecting appropriate values for timing, which are implemented in specialized traffic signal controllers. Signal timing involves deciding how much green time the traffic signal provides an intersection by movement or approach (depending on the lane configuration), how long the pedestrian WALK signal should be, whether trains or buses should be prioritized, and numerous other factors.
Сигналды уақыттандырудың негізгі операциясы
Сигналды уақыттандыру негіздерінде сигналды басқаратын сигнал контроллерінің әртүрлі жұмыс режимдері бар. Жол сигналдары олардың жұмыс істеу әдісіне қарай екі негізгі топқа бөлінеді. Олар алдын ала уақытталған немесе қосылған болуы мүмкін. Алдын ала уақытталған сигналдар әр қиылысқа жақындау үшін белгіленген уақытты бөліп, әр жақындауды тізбектеп қызмет көрсетеді және үлгіні қайталайды. Қалыпты жағдайда ешқандай қозғалыс жіберіліп қалмайды. Қосылған жол сигналы қиылысқа жақындаған көліктерді анықтау үшін бірнеше механизмдерге сүйенеді. Анықтау болған жағдайда, сол бағытқа жасыл жарық беріледі. Анықталмаған бағыттар жіберіліп қалдырылады. Бұл екі схеманы интервалдық және фазалық сигналды уақыттандыру деп те атайды. Ұлттық электр өндірушілер қауымдастығы (NEMA) кез келген қиылыс қозғалысына бір мезгілде қарама-қарсы қозғалыстардың кіруіне жол бермей, қызмет көрсетуге мүмкіндік беретін стандартты схеманы анықтады. Бұл схема көбінесе NEMA фазалық диаграммасы деп аталады. Анықтаудың ең көп қолданылатын әдістерінің бірі – индукциялық оралымдар. Басқа әдістерге магнитометрлер, бейне, инфрақызыл, радар және микротолқынды детекторлар жатады. Типик оралым детектор орнатылуы алты футқа шаршы немесе алты фут енімен отыз футқа дейін ұзын болуы мүмкін. Дөңгелек және алтыбұрышты оралымдарды қоса, басқа пішіндер де қолданылуы мүмкін. Олар жолдың бетіне кесіліп немесе төмен қазылып орнатылады. Арнайы сым – оқшаулағыш қаптамасы бар және сыртынан қорғаныш қаптамасымен оралған бақыраған мыс. Электрлік тұрғыдан, бұл жол төсемесіндегі «жатық» оралым болып табылады, ол көлік құралының темір металлы бөлігі өрістен өтетін кезде оралымның магниттік индукциялық өрісінің өзгеруі арқылы көліктерді анықтайды. Бақылаушы шкафындағы электронды сенсор магниттік өрістің өзгеруін сезеді. Сенсорлық электроникадан шығатын сигнал – «контактінің» жабылуы. Бұл электромеханикалық реле немесе жартылай өткізгіш болуы мүмкін. «Контакт» әдетте жабық (NC) күйде болады, бірақ тізбекке қуат берілген кезде ашылады. Бұл «Қате шақыруы» деп аталады, сондықтан сенсорлық электроникада ақаулық туындаса, шығыс сигнал контроллерге көлік оралымда бар сияқты «шақыру» жібереді. Бейне (қалыпты және инфрақызыл) трафикті анықтау үшін бейне анықтау аймағының контрастының өзгеруін пайдаланады. Индукциялық оралымдар мен магнитометрлерден басқа барлық анықтау әдістері тұйықталғандық салдарынан дәлдігін жоғалтады. Бұл кейбір жағдайларда камералардың көріс бұрышын шектейді. Қосылған сигналдардың әртүрлі санаттары бар. Кейбір агенттіктер жөндеуге жұмсалатын қаражатты үнемдеу үшін қиылысты жартылай қосылған етіп жобалауды таңдайды. Жартылай қосылған қиылыста тек екінші дәрежелі көшелерге және басты көшенің солға бұрылыстарына анықтағыштар орнатылады. Содан кейін қиылыстың барлық бөлігі әр циклда белгіленген уақыт бойынша жұмыс істеуге бағдарламаланады, бірақ басқа қозғалыстарды тек «шақыру» немесе сұраныс болған кезде ғана басқарады. Жартылай қосылған немесе тұрақты режимде жұмыс істейтін және ең бастысы бірдей цикл ұзындығында жұмыс істейтін артериялық сигналдар сериясын үйлесімді түрде жұмыс істеуге болады. Сигналды үйлестіру кезінде көптеген сигнал жүйелері жартылай қосылған режимде жұмыс істеуге арналған. Тұрақты режимде контроллердің барлық қозғалыстарға қызмет көрсету үшін белгіленген уақыты болады. Контроллер көлікке сұраныс болса да, болмаса да барлық қозғалыстарға қызмет көрсетеді. Қосылған сигналдың анықтағышы бұзылса, анықтағыш жөнделгенше, бұл қозғалыс тұрақты режимде жұмыс істеуі керек. Сигналдың жұмыс істеуінің үш негізгі тәсілі бар: FREE, COORD және FLASH режимі. FREE режимінде сигнал өзінің қажеттілігіне және детекторлары ұсынған ақпаратқа негізделген уақыт параметрлеріне сәйкес жұмыс істейді. Ол ешқандай фонолық цикл ұзындығында жұмыс істемейді. COORD режимі, координацияның қысқартылған түрі, сигнал фонолық цикл ұзындығын орындайды. Басты емес көшелердегі қозғалыстар әдетте әлі де қосылған болады, ал контроллер негізгі көшеде фонолық цикл ұзындығы орындалғанша күтеді. Соңғы режим – FLASH режимі, онда барлық көлік сигналдары үнемі қызыл түспен жанады немесе басты көше сары түспен жанады, ал қалғандары қызыл түспен жанады. Жаяу өткелдері қараңғы болады. Қиылыстағы көліктердің саны сигналының белсенді болуын қажет етпегенде, сигнал FLASH режиміне ауыса алады. Көлік саны артып кеткенде, сигнал қайтадан FREE немесе COORD режиміне ауысады. Мысалы, сигналдың күнделікті жұмысы таңғы ерте сағаттарда FLASH режимінде, күндіз COORD режимінде, кешке FREE режимінде және түнгі уақытта қайтадан FLASH режимінде жұмыс істеуін қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, оны трафик шамдары жеткілікті ескірген жағдайда, оларды сигнал шамдарына айналдыруға мүмкіндік беретіндей етіп, қосылғанша жандырып қоюға да баптауға болады.
In signal timing fundamentals, there are different modes of operation that the signal controller can go through, which controls the signal. Traffic signals may go into two broad groups by their method of operation. They can either be pre timed or actuated. Pre timed signals provide each intersection approach a fixed amount of time on a predetermined basis, serving each approach consecutively, and repeating the pattern. In normal operation, no movements are skipped. An actuated traffic signal relies on some mechanism for detecting vehicles as they approach the intersection. Where detection has occurred, green time is provided to that approach. Approaches with no detection are skipped. These two schemes are also referred to as interval based and phase based signal timing. The National Electrical Manufacturers Association (NEMA) has defined a standard scheme by which each intersection movement may be serviced without allowing conflicting movements to enter the intersection simultaneously. This scheme is commonly referred to as the NEMA Phasing Diagram. One of the most commonly used methods of detection is induction loops. Other methods include magnetometers, video, infrared, radar and microwave detection. A typical loop detector installation can be up to six feet square or six feet wide by thirty feet long. Other shapes may also be used, including circular and hexagonal loops. These are cut into, or buried below the surface of the roadway. The preferred wire is stranded copper with an insulating cover, which is then loosely surrounded by a protection jacket. Electrically, this is a 'flat' coil in the pavement structure that detects vehicles by changes in the magnetic inductance field of the coil when ferrous metal from a vehicle passes through the field. The electronic sensor in the controller cabinet senses the change in the magnetic field. The output from the sensor electronics is a 'switch' closure. This can be an electro mechincial relay or solid state. The 'switch' is normally closed (NC) in the de engerized state but held open when power is applied to the circuit. This is called 'Fail Call' so that if there is a failure in the sensor electronics, the output will place a 'Call' to the controller as if a vehicle is present on the loop detector. Video (both normal and infrared) use a change in contrast of the image detection zone to detect traffic. All detection methods except inductive loop detectors and magnetometers suffer in accuracy as the result of the concept of occlusion. This limits the cameras view in certain instances. There are different categories of actuated signals. To save money on maintenance, some agencies opt to design an intersection as semi actuated. Semi actuated means the intersection has detection on the minor street approaches and major street left turns only. The whole intersection is then programmed to operate a fixed time every cycle, but the controller will service the other movements only when there is a 'call' or demand. An arterial series of signals that are operating in a semi actuated or fixed mode and importantly operating with the same cycle length can be made to function in a coordinated manner. During signal coordination, most signal systems typically are designed to operate in a semi actuated mode. In fixed operation, a controller has a set time to service all movements every cycle. The controller will service all movements whether or not there is vehicle demand. When a detector at an actuated signal breaks, that movement will then have to operate as fixed until the detector is repaired. There are three general ways for a signal to operate, FREE, COORD, and FLASH operation. In FREE operation, the signal is running based on its own demand and timing parameters based on the information provided by its detectors. It is not operating under any background cycle length. In COORD operation, short for coordination, the signal is running a background cycle length. Non major street movements are usually still actuated, and the controller will rest on the major street until the background cycle length is fulfilled. The final mode is FLASH operation in which all vehicle signal heads continuously display a flashing red, or the main street shows flashing yellow while others show flashing red. Pedestrian heads are dark. When the volume of vehicles at an intersection no longer warrants the signal to be active, the signal can switch to FLASH mode. When volume picks up again the signal switches back into either FREE or COORD operation. For example, the daily operation of a signal may involve it being in FLASH mode early in the morning, COORD during the day, FREE in the evening, and back to FLASH late at night. It can also be set to flash until made not too, allowing thee to essentially be converted into beacons if the traffic light is obsoleted enough.
Негізгі уақыт функциялары
Жол қозғалысын басқарушыны іске қосу үшін бірнеше негізгі уақыт функцияларын бағдарламалау қажет. MIN уақыты әрбір қозғалыс үшін жасыл интервалдың ең аз ұзақтығын анықтайды. Сол жақ бұрылыстар, екінші дәрежелі көшелер, басты көшелер әдетте әртүрлі MIN уақытына ие. Сол жақ бұрылыстар мен екінші дәрежелі көшелердегі интервалдар көбінесе 4-тен 10 секунд аралығында болады, ал басты көшелерде бұл көрсеткіш көбінесе 15 секундтан жоғары болады. Gap, extension немесе passage time қозғалыстың жасыл уақытының ұзартылатын бөлігін анықтайды. Қозғалыс, иелік ету болғанда және passage таймері біткенше, ұзартылатын бөлікте қалады. Егер интервал үш секундқа орнатылса және осы үш секундтан кейін көлік болмаса, қозғалыс тоқтатылады. MAX уақыты жасыл интервалдың максималды уақыт шектерін белгілейді. Егер қиылыста қайшы талаптар болмаса, басқарушы MAX уақытын елемейді және басты көшедегі қозғалыста күйін сақтайды. Сары клиренс – тиісті қозғалыс үшін сары уақытты анықтайды. Қызыл клиренс – тиісті қозғалыс үшін қызыл уақытты анықтайды. Жүру уақыты – жаяу өтудің ұзақтығын көрсетеді. Жыпылықтанған «Жолауды тоқтату» – жаяу өтуге арналған рұқсаттың ұзақтығы. Бұл уақыт жаяу өту жолының ұзындығын секундына 3,5 фут жылдамдықпен бөлу арқылы есептеледі, содан кейін жанындағы көлік қозғалысы үшін сары клиренс уақыты алынып тасталады. Цикл ұзындығы – координация мақсатында бір басты көшедегі сары сигналдан келесі басты көшедегі сары сигналға дейінгі уақытты басқарады. Оны көбінесе басқарушы қолданатын нақты жоспар үшін белгілейді. Сигналда детекторлар болмаған жағдайда да бұл қолданылады. Оффсет – басты көшедегі жасыл сигналдың басталу және/немесе аяқталу уақытын басқарады, бұл сигналды жалпы уақыт жоспарындағы басқа сигналдармен үйлестіреді. Бұл уақытты басқарушы қолданылатын нақты жоспар үшін белгілей алады.
There are several basic timing functions that need to be programmed for the traffic controller to operate. MIN time determines the minimum duration of the green interval for each movement. Left turns, minor streets, major streets, usually have different MIN times. Left turns and minor side street intervals are often in the range from 4 to 10 seconds while major streets often go higher than 15. Gap, extension, or passage time determines the extendable portion of the green time for a movement. The movement remains in the extendable portion as long as an actuation is present and the passage timer has not expired. If the interval is set as three seconds and there is not vehicle present after that three seconds, the movement will terminate. MAX time limits of a maximum time of the green interval. If there are no conflicting demands on the intersection, the controller will ignore the MAX and rest in the major street movement. Yellow Clearance determines the yellow time for the associated movement. Red Clearance determines the all red time for the associated movement. Walk time provides the length of the walk indication. Flashing Don't Walk is the duration of the flashing pedestrian clearance. This is timed as the length of the crosswalk divided by a speed of 3.5 feet per second, minus the yellow clearance for the adjacent vehicle movement. Cycle Length controls the time from one major street yellow to the next major street yellow for purposes of coordination. It is often set by the master controller for the particular plan used. This is also used if the signal has no detectors attached. Offset controls the timing of the start of the major street green and/or the end of the major street green, to keep the signal in coordination with other signals in the overall timing plan. This timing can be set by the master controller for the particular plan used.
Үйлестіру
Координация (дәлірек айтқанда, прогрессия) – сигналдардың уақытын реттеу, соның арқасында көшемен келе жатқан автомобильдердің "тобы" бір-бірінше кезегімен жасыл жарыққа жетіп, бірнеше қиылыстан тоқтамай өтеді. Жақсы үйлестірілген сигнал жүйесі жол қозғалысын жақсартады, кешігуді азайтады және ластануды төмендетеді. Дегенмен, сигналдар желісінде прогрессияны сақтау әрқашан мүмкін болмайды. Екі бағытты көшеде сигналдың прогрессиясын ұстап тұру да қиын. Алғашқы жол инженері Генри Барнс, Балтимор (Мэриленд штаты) және Нью-Йорк сияқты көптеген қалаларда Көлік комиссары болып қызмет еткен, ірі көлік артерияларында үлкен көлемде көлік қозғалысын қамтамасыз ету үшін үйлестірілген жол сигналдарын уақытын әзірледі. Жол сигналдарын уақытын анықтау – өте күрделі мәселе. Мысалы, кең жаяу өткелінде және жаяу жүргіншілердің баяу қозғалуында ("ЖОЛ ЖҮРУ" сигналы, мысалы, қарт адамдар үшін) көліктердің ұзақ күтуіне алып келуі мүмкін, бұл жарыққа өтпей қалу қаупін арттырады, ол апатқа себеп болуы мүмкін. Сондықтан, қиылыстардың қауіпсіздігін оңтайландыру көше ені, жолақ ені, қиылысатын көшелердің саны, сигналға электр қуатының болуы, уақыт бірлігіне автомобильдер саны, қозғалыс ағынының біркелкілігі/біркелкісіздігі, жаяу жүргіншілердің саны мен түрі және тағы да басқа факторларды қамтиды. Жол сигналдарын күнің уақытына байланысты әртүрлі сигнал уақытын жоспарлауға болады. Кейбір сигнал басқару жүйелері өлшенген жол қозғалысының жағдайына байланысты сигнал уақытын өзгертеді.
Coordination (the more correct term is progression) refers to the timing of the signals so that a "platoon" of cars traveling on a street arrives at a succession of green lights and proceeds through multiple intersections without stopping. A well coordinated signal system can enhance traffic flow, reduce delay and minimize pollution. However, it is not always possible to retain progression throughout a network of signals. It is also difficult to maintain signal progression on a two way street. An early traffic engineer Henry Barnes, who served as Commissioner of Traffic in many cities including Baltimore, Maryland and New York City, developed coordinated traffic signal timings, so that large amounts of traffic could be accommodated on major traffic arterials. Traffic signal timing is a very complex topic. For example timing a 'WALK' signal for a wide pedestrian crossing and slower pedestrians (for example the elderly) could result in very long waits for vehicles, and thus increases the likelihood of cars running the light, which could potentially cause accidents. Therefore, optimizing the safety of intersections involves multiple factors like street width, lane width, number of intersecting streets, availability of electricity for a signal, number of cars per unit of time and even/uneven nature of flow, number and type of pedestrians, and many other factors. Traffic signals can be programmed to have different signal timing plans, depending on the time of day. Some signal control systems adapt signal timings depending on measured traffic conditions.
Зерттеу
Федералдық автомобиль жолдары басқармасының қолдауымен сигнал беру уақытын регламенттеу процедуралары, стандарттары және ең жақсы тәжірибелер "Сигнал беру уақыты жөніндегі нұсқаулық" түрінде стандартизацияланды. "Сигнал беру уақытын басқару жөніндегі нұсқаулық" – Kittelson & Associates, Inc., Техас көлік институты, Көлік инженерлері институты (ITE) және Мэриленд университеті құрастырған анықтамалық материал. 2020 жылдың наурыз айында ITE Орегон штатының, Beaverton қаласының инженерлік консультанты Mats Järlström-нің сары шамның уақытын анықтау бойынша ұсыныстарын қабылдады. Järlström 2013 жылы қызыл шам камерасынан айыппұл алғаннан кейін бұл мәселені зерттеуді бастады. Ол нәтижелерін жариялағаннан кейін Орегон штаты оған лицензиясыз инженерлік қызмет атқарғаны үшін айыппұл салды. Электротехника саласындағы білімі бар Järlström, өзінің Бірінші поправкадағы құқықтары бұзылғанын айтып, федералдық округтік сотқа шағымданып арыз берді. Сот оның пікірін қолдап, штаттың "инженер" деген сөзді қолдануды шектеуге құқығы жоқ деп шешті.
Standardizing signal timing procedures, standards, and best practices has been completed in the form of the Signal Timing Manual, sponsored by the Federal Highway Administration. The Signal Timing Manual is a tabletop resource compiled by Kittelson & Associates, Inc., the Texas Transportation Institute, the Institute of Transportation Engineers (ITE), and the University of Maryland. In March 2020, the ITE adopted Beaverton, Oregon engineering consultant Mats Järlström's recommendations for yellow light timing. Järlström had begun investigating the matter after his wife received a ticket from a red light camera in 2013. After he published his findings, the state of Oregon fined him for practicing engineering without a license. Järlström, who has a degree in electrical engineering, filed suit in the federal District Court alleging violation of his First Amendment rights. The court agreed with him, ruling that the state could not restrict the use of the word "engineer".