Введение

Система переключения светофоров Система преимущества сигналов (также называемая приоритетом сигналов) - это система, которая позволяет оператору переключать нормальную работу светофоров. Наиболее распространенным применением этих систем является манипулирование дорожными сигналами на пути аварийного транспортного средства, останавливая конфликтный трафик и предоставляя аварийному транспортному средству право проезда, тем самым сокращая время реагирования и повышая безопасность движения. Сигнальные преимущества могут также использоваться в трамвайных, легкорельсовых и автобусных системах скоростного транспорта, чтобы обеспечить приоритетный доступ общественного транспорта через перекрестки, а также в железнодорожных системах на переездах, чтобы предотвратить столкновения.

Реализация

Предупреждение движения осуществляется различными способами. Устройства для активирования светофоров могут быть установлены на дорожных транспортных средствах, интегрированы с системами управления транспортной сетью или управляться с помощью дистанционного управления с фиксированного места, такого как пожарная станция, или диспетчером экстренного вызова. Светофоры оборудованы для приема сигнала активации, прерывающего нормальный цикл. Двигательные сигналы, не оснащенные для приема предупредительного сигнала, не будут распознавать активацию и будут продолжать работать в обычном цикле. Устройства транспортных средств могут включаться или выключаться по мере необходимости, но в случае аварийных транспортных средств они часто интегрированы с аварийными предупреждающими огнями транспортного средства. При включении устройство предупреждения движения приведет к тому, что соответствующим образом оборудованные светофоры на пути движения транспортного средства будут немедленно включены, предоставляя право проезда в желаемом направлении, после того, как будут задействованы запрограммированные временные задержки для необходимых изменений сигналов и для очистки пешеходных переходов. Системы предупреждения дорожного движения, интегрированные в железнодорожные транспортные сети, обычно распространяют свой контроль движения от типичных перекрестных рук и предупреждающих огней на один или несколько близлежащих транспортных перекрестков, чтобы предотвратить чрезмерное приближение дорожного движения к пересечению, а также получить право проезда для дорожного движения, чтобы быстро очистить пересечение. Это также позволяет автобусам и транспортным средствам, перевозящим опасные грузы, проезжать через перекресток без остановки на железнодорожных путях. Системы фиксированного расположения могут сильно различаться, но типичная реализация заключается в том, чтобы один дорожный сигнал находился перед или рядом с пожарной станцией, чтобы остановить движение и позволить аварийным транспортным средствам беспрепятственно покинуть станцию. В качестве альтернативы, весь коридор дорожных сигналов вдоль улицы может управляться с фиксированного места, например, чтобы позволить пожарным аппаратам быстро реагировать через переполненный центр города или позволить скорой помощи быстрее добраться, когда транспортируется критический пациент в больницу в районе с плотной пробкой. Системы предупреждения сигналов дорожного движения иногда включают в себя метод сообщения оператору транспортного средства, запросившего предупреждение (а также другим водителям), что сигнал дорожного движения находится под контролем устройства предупреждения, с помощью оповещающего устройства. Это устройство обычно называют в отрасли "маяком подтверждения". Обычно это дополнительный светофор, расположенный рядом с дорожными сигналами. Это может быть одна светодиодная лампочка, видимая всем, которая мигает или остается включенной, или может быть свет, направленный в каждом направлении, с которого движение приближается к перекрестку. В случае наличия нескольких сигнальных огней на управляемом перекрестке они будут либо мигать, либо оставаться включенными в зависимости от локальной конфигурации, чтобы сообщить всем водителям, из какого направления принимается предупредительный сигнал. Это информирует обычных водителей о том, в каком направлении может потребоваться очистка, и информирует водителей активирующих транспортных средств, если они контролируют свет (особенно важно, когда более одного активирующего транспортного средства приближается к одному и тому же перекрестку). Типичная установка будет обеспечивать твердый сигнал, чтобы указать, что активирующее транспортное средство приближается сзади, в то время как мигающий сигнал будет указывать, что аварийное транспортное средство приближается боком или противоположно. Существуют различные методы уведомления, которые могут включать в себя один или несколько цветных огней в различных конфигурациях. Некоторые из новых высокотехнологичных систем имеют дисплей в кабине, что исключает необходимость в сигнале подтверждения. Это также может значительно снизить стоимость проекта по превенции. Водители не испытывают ежедневно событий, приводящих к активации и уведомлению, и обучение водителей и осведомленность о этих системах могут сыграть...

Акустическая

Некоторые системы используют акустический датчик, связанный с системой предупреждения. Она может использоваться как отдельно, так и совместно с другими системами. Системы такого типа перекладывают на себя сигналы дорожного движения, когда обнаруживается определенная модель звуков или криков сирены аварийной машины. Преимущества такой системы заключаются в том, что ее можно довольно недорого интегрировать в существующие дорожные сигналы и возможность использовать сирены, уже установленные в аварийных автомобилях, - таким образом, исключая необходимость в специальном оборудовании. Основным недостатком является то, что звуковые волны могут легко отражаться зданиями или другими крупными транспортными средствами, находящимися на перекрестке или рядом с ним, в результате чего "отражаемая" волна запускает превентивный процесс в неправильном направлении. Отражаемые волны также могут создавать ненужные события превентивной защиты вдоль улиц вблизи маршрута аварийного автомобиля. Еще один недостаток заключается в том, что акустические датчики иногда могут быть достаточно чувствительными, чтобы активировать превентивную реакцию в ответ на сирену, подавленную слишком далеко, или с несанкционированного транспортного средства с рогом, превышающим 120 дБ (многие рога грузовиков и автобусов превышают этот порог на близком расстоянии).

Линия обзора

Транспортное средство, использующее систему упреждения сигналов дорожного движения по линии видимости, оснащено излучателем, который обычно посылает узко направленный сигнал вперед, к светофорам перед транспортным средством, в попытке получить право проезда через контролируемый перекресток до прибытия. Эти системы линии зрения обычно используют невидимый инфракрасный сигнал или видимый световой луч в качестве излучателя. В случае с светофором он может также служить двойной цели в качестве дополнительного предупреждающего света. Для связи с светофором излучатель передает видимые вспышки света или невидимые инфракрасные импульсы на определенной частоте. Светофоры должны быть оборудованы совместимым приемником предупреждения сигналов движения для реагирования. Как только транспортное средство с активным излучателем пройдет через перекресток, приемное устройство больше не воспринимает сигнал излучателя, и нормальная работа возобновляется. Некоторые системы могут быть реализованы с различными частотами, назначенными для конкретных типов использования, что позволит превентивному оборудованию перекрестка различать пожарную машину и автобус, одновременно посылающий сигнал, а затем предоставить приоритетный доступ сначала пожарной машине. Недостатки систем линии обзора включают препятствия, освещение и условия окружающей среды, а также нежелательную активацию. Препятствиями могут быть здания на извилистой дороге, которые блокируют зрительный контакт с дорожным сигналом до самого близкого расстояния, или, возможно, большой грузовой автомобиль. В случае полицейской машины такая блокировка помешала бы сигналу дорожного движения получать сигнал излучателя полицейской машины. Изменение положения приемника или даже его размещение отдельно от оборудования сигнализации иногда может исправить эту проблему. Прямой солнечный свет в приемник может помешать ему обнаружить излучатель, а тяжелые условия окружающей среды, такие как сильный дождь или снег, могут уменьшить расстояние, на котором будет работать система линии зрения. Нежелательная активация может произойти, если сигнал излучателя будет обнаружен многими светофорами вдоль участка дороги, все направленные на переключение на красный в этом направлении, до того, как активирующее транспортное средство выйдет из дороги или будет припарковано без деактивации излучателя. Излучатели прямой видимости могут использовать ИК-диоды. Они импульсируют с сигналом низкого приоритета (10 Гц) или сигналом высокого приоритета (14 Гц).

Локальный радиосигнал

Системы предупреждения трафика на основе радио, использующие локальный радиосигнал малой дальности в полосе 900 МГц, обычно могут избежать недостатков систем линии прицела (2,4 ГГц и оптических). Система на основе радио все еще использует направленный сигнал, передаваемый из излучателя, но, будучи радио, ее сигнал не блокируется визуальными препятствиями, освещением или погодными условиями. До недавнего времени основным недостатком радиосигнальных систем предупреждения движения была возможность помех от других устройств, которые могут использовать ту же частоту в определенное время и место. Появление FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) позволило системам на основе радио преодолеть не только это ограничение, но и вышеупомянутые ограничения, связанные с акустическими и оптическими системами. Только недавно были введены экономически эффективные системы предупреждения GPS, заменив FHSS радио-предупреждение в качестве метода предупреждения выбора, особенно для городов, которые испытали множество проблем, связанных с другими (акустическими и оптическими) системами предупреждения. Системы на основе радио также начали предлагать некоторые дополнительные преимущества - регулируемую дальность и предотвращение столкновений. Рабочий диапазон регулировался путем изменения силы радиосигнала, так что светофоры могли быть включены только поблизости (если это желательно) или на больших расстояниях. Недостатком этих систем предупреждения (которые также выполняли предотвращение столкновений) было то, что они отображали бы направление надвигающихся столкновений, но не могли эффективно (или точно) рассчитать расстояние до столкновения любым другим методом, кроме силы радиочастотного сигнала, что было только грубой оценкой в лучшем случае.

Глобальная система позиционирования

С появлением широко распространенных приложений глобальной системы позиционирования (GPS) появилась система предупреждения движения на основе GPS, способная избегать столкновений. Недавно некоторые системы предупреждения GPS нашли способ преодолеть навязчивую проблему, которая "ослепляет" многие системы GPS: как предотвратить "ослепление" системы потери сигнала GPS. В густых городах с высокими зданиями GPS-приемники могут испытывать трудности с получением четырех необходимых спутниковых сигналов GPS, необходимых для трилатерации для определения местоположения. Если системы транспортных средств не спроектированы с резервным "IMU" (инерциальным измерительным блоком), отсутствие GPS может негативно повлиять на производительность системы. Чрезвычайно сильное облачное покрытие или неблагоприятная погода также могут негативно повлиять на способность GPS-приемника получать четыре необходимых спутника. Некоторые системы предлагают оптически совместимую систему GPS с функциями, которые также включают инерциальную единицу измерения (IMU). Цена некоторых сравнить с оптических систем. Поэтому города, которые не имеют преимущества, могут получить систему на основе GPS по цене оптических систем (обычно 1/3 цены многих систем GPS). Кроме того, города, имеющие существующие оптические системы, могут начать модернизацию системы на основе GPS, сохраняя при этом совместимость с существующими оптическими излучателями транспортных средств. Эти системы также поставляются с предотвращением столкновения. Системы GPS обычно передают свою информацию одним из трех способов: через 900 МГц FHSS, через 2,4 ГГц FHSS или через сотовый модем. Каждая из этих методик имеет различные преимущества и недостатки. 900 МГц FHSS, кажется, является лучшим вариантом, потому что он способен на наибольший диапазон (часто более для 1 ватт приемника-передатчика). 2,4 ГГц способен передавать больше данных, но обычно считается более "направленным" или "линией обзора". Это часто может помешать системе упреждать достаточно скоро, чтобы обеспечить четкое пересечение по прибытии. Сотовые связи преодолевают проблему "расстояния", но могут быть довольно дорогими, если учитывать тарифы сотовых сетей. В случае чрезвычайной ситуации в регионе, всем в отрасли хорошо известно, что сотовая сеть часто выходит из строя. Это может затруднить превентивную деятельность (если не существует других резервных систем) в период (кризиса), когда превентивная деятельность может быть наиболее необходима. Сотовые также приносят с собой определенную "латентность". Было задокументировано, что иногда на упреждающие системы на основе сотовой связи может потребоваться 10 секунд или более, чтобы выпустить упреждающий сигнал дорожного движения, даже если аварийное транспортное средство уже очистило перекресток.