NOTIUNI DE TEORIE A SEMAFORIZARII
Semafoarele de trafic exista de ceva vreme, insa structura lor a ramas relativ constanta de-a lungul timpului - partea de semnalizare consta dintr-o lampa cu incandescenta, inconjurata de un reflector si prevazuta cu lentile de sticla colorata. Odata cu dezvoltarea LED-urilor in anii '90 insa, producatorii de semne rutiere au abordat aceasta noua tehnologie de iluminare. Semaforul de trafic este o aplicatie ideala a LED-urilor, intrucat, printre altele, acestea produc in mod direct lumina colorata, nefiind necesara filtrarea, ca in cazul surselor cu incandescenta, eliminandu-se astfel componente inutile si reducand costurile.
Semafoare cu LED-uri
Pentru a fi vizibil la lumina solara intensa, semaforul de trafic necesita o luminozitate mare. LED-urile sunt surse punctuale foarte intense care, daca sunt integrate intr-un spatiu mic (cum este un semnalizator de trafic), creeaza o sursa intensa. Acest fapt face ca LED-urile sa fie sursa ideala pentru semafoarele de trafic, din punct de vedere al intensitatii luminoase. De asemenea, LED-ul are caracteristici suplimentare care il fac ideal pentru utilizarea sa in semafoarele de trafic. Durata de viata mare (100.000 ore sau mai mult) reduce costurile de intretinere.
Semafoarele LED timpurii au utilizat mai mult de 600 de LED-uri individuale montate impreuna intr-o formatiune disc pentru a produce indicatorul circular, dar aceste semnalizari nu au respectat cerintele de distributie a intensitatii luminoase. Adaugarea de lentile in fata LEDurilor si cresterea fluxului de lumina emis au redus numarul necesar de LED-uri de la 600 la 200. In 1998 s-au dezvoltat LED-uri cu flux luminos foarte mare, cu distributie mai larga a intensitatii luminoase. Prin utilizarea acestor LED-uri noi s-au dezvoltat semafoare de trafic cu LED-uri care inlocuiesc semaforul incandescent conventional cu o sursa de lumina cu LED-uri grupate, plasata in interiorul unei incinte si elemente optice care distribuie lumina de la sursa intr-un mod corespunzator.
Aceasta dezvoltare tehnologica, costurile mai scazute pe care le angreneaza LED-urile, dar si volumul de fabricare sporit au coborat pre tul semafoarelor de trafic cu LED-uri cu peste 30%. La inceputul anilor 2000, conversia semafoarelor de trafic catre LED-uri a devenit viabila din punct de vedere economic.
Astazi, piata
furnizorilor de LED-uri preconizeaza cresteri substantiale
pana in 2012, pentru signalistica, display-uri si industria de
iluminat pe baza de LED. Cu toate acestea, tehnologiile actuale raman
eficiente pentru un timp limitat. Acest lucru nu
Semaforizare conventionala
Descriere:
Carcasa
semaforului este fabricata din policarbonat, fiind rezistenta in
conditii climatice extreme. Productia uzuala include culorile
NEGRU, VERDE, GALBEN si imbinari relative.
Constructie:
Corpul
semaforului este modular astfel incat sa poata fi compuse lampi
de 1, 2, 3, sau mai multe module. Fiecare modul este format din trei parti:
corpul, sistemul de sustinere si cozorocul, acestea fiind asamblate fara
utililzarea de suruburi sau parti mobile incluse. Garniturile
aplicate garanteaza un grad ridicat de protectie.
Carcasa din policarbonat ofera urmatoarele avantaje:
Stabilitatea formei la temperaturi inalte
Stabilitate UV
Posibilitatea coloritului opac sau transparent
Inalta rezistenta la impact (chiar si in cazul temperaturilor scazute)
Grup optic:
Lentile - din policarbonat antisoc si sunt rezistente la
ultraviolete.
Parabola - din aluminiu oxidat anodic si din material plastic stantat
si argintat.
Dulia - pentru lampa cu incandescenta E-27 cu intensitate reglabila sau pentru
lampa cu halogen la tensiune scazuta.
In
oferta firmei noastre se regaseste si Semaforul cu halogen, care opereaza
in urmatoarele configuratii de voltaj:
-
voltaj ridicat 220V
-
voltaj scazut 40V+10V sau cu lampi din halogen 10V
Voltajul de 10V ofera o performanta ecologica superioara. Transformatorul este integrat in fiecare semafor - la acest voltaj intensitatea luminoasa maxima poate fi atinsa prin folosirea lampilor cu
Automatizare
Automatul S400:
S400 este un automat foarte fiabil cu multe posibilitati de programare si operare cu posibilitatea de a extrage date din trafic si monitorizare de la distanta.
Diversele modele se diferentiaza prin software
(dinamic sau non dinamic) sau prin numarul de iesiri. Automatul S400
este montat intr-un rack de 19' compus din carduri electronice pentru
comanda de putere si carduri logice de comanda si control, acestea
pot fi cu usurinta indepartate sau inlocuite.Rack-ul este fixat intr-un
dulap metalic.
Atributele Automatului S400:
El raspunde calitativ cerintelor de utilizare, prevazute in Legea nr.
10 din 1995, astfel:
rezistenta la intemperii ( -38 sC ? ?C )
rezistenta buna la ultraviolete
rigiditate ridicata, carcasa metalica este confectionata din tabla de otel
gradul de protectie contra patrunderii apei si prafului este IP43
rezistenta la umiditate ( ≤ 80 unitati)
pentru siguranta maxima este dotat cu sistem de control capabil sa izoleze circuitul logic de restul sistemului; galben intremitent automat in caz de defectiune minora (lampa arsa, scurt circuit pe iesirea de putere, lipsa tensiunii pe una din iesiri etc.)
echipamentele sunt construite in clasa a II-a de protectie conform SR EN 60598-1 avand izolatie functionala si legare la pamant.
produsul se incadreaza in clasa C2 de combustibilitate conform Normativului P118/1999
durata de viata a sistemului automat S 400 este de 10 ani
La acest dispozitiv se pot atasa butoni de comanda pietonala
2.1.
Principiile semnalizarii in intersectii
Semnalizarea in intersectii este unul dintre mijloacele folosite pentru siguranta rutiera si fluidizarea traficului de autovehicule.
Diferiti autori au analizat principiile dupa care semnalizarea in intersectii functioneaza, astfel incat au fost determinate ca si concepte mai multe tipuri de semnalizare in intersectii, rata de ocupare a intersectiei, punctul critic la care intersectia este complet ocupata, momentele de timp in care lumina verde a semaforului nu este eficienta, etc.
Pricipii de studiu si notiuni:
Cercetarea miscarii critice in intersectii se desfasoara dupa principiul fundamental potrivit caruia ,,cantitatea de timp dintr-o ora fiind definita in mod precis, aceasta pentru ca doua autovihicule(sau un vehicul si un pieton) nu pot ocupa acelasi spatiu in acelasi timp".
Analiza miscarii critice identifica setul de miscari care nu se pot suprapune in timp si necesita cel mai mult timp pentru a fi executate.
Rata de saturatie in miscarea autovehiculelor la semafor:
Rata de saturatie in intersectie se studiaza pe un grafic de doua axe(figura de mai jos), prima axa fiind aceea a numarului de autovehicule in intersectie, iar cea de-a doua axa este aceea a timpului, impartit in culorile succesive ale semaforului, rosu, verde si galben. Ce se observa este faptul ca de obicei, culoarea verde nu este pe deplin exploatata de catre autovehicule, graficul fiind interpretat astfel: intre culoarea rosie(timp mort) si cea verde(timpul util) se inregistreaza la culoarea verde o ascensiune a curbei, determinata de punerea in miscarea a autovehiculelor. Rata de saturare(timpul de saturare a intersectiei) in timpul culorii verde apare doar la aproximativ cateva secunde de la afisarea semnalului verde al semaforului si dureaza cam 45% din durata de timp a culorii verde, si reprezinta intervalul in care culoarea verde a semaforului are cel mai bun randament. Curba este mai apoi descendenta, acest fapt fiind generat de parcurgerea intersectiei de autovehiciulelor aflate pe pozitiile indepartate. Curba este descendenta pana se reduce la zero, avand varfuri(autovehicule care parcurg in viteza intersectia), la sfarsit fiind inregistrata tot o scadere vertiginoasa(timpul de oprire), acest timp fiind inregistrat de la aparitia culorii galbene a semaforului pana la aparitia culorii rosii.
Timpul pierdut
Timpul util efectiv pentru rularea autoturismelor in intersectie se poate calcula dupa urmatoarea formula:
v= V+G+R-(tP+tO)
unde v este timpul verde efectiv, V timpul culorii verzi initiale, G timpul culorii galbele initiale, R timpul culorii rosii initiale, tP fiind timpul pierdut la plecarea de pe loc, tO fiind timpul de oprire(aparitia gulorii galbene).
Capacitatea intersectiei
La intersectiile semaforizate, capacitatea intersectiei este definita de doua elemente:
1. numarul maxim de autovehicule care pot trece printr-un punct dat intr-o ora in anumite conditii(stiind rata de saturatie) si
2. Durata de timp in care autovehiculele pot intra in intersectie.
Ecuatia este urmatoarea
C=s(v/dC)
unde C este capacitatea, s este saturatia pe ora, v este culoarea verde efectiva in secunde iar dC este durata ciclului.
Graficul urmator este interpretat astfel:
Cu aria hasurata este volumul intersectiei iar cu aria nehasurata este Capacitatea.
Notiunea de verde minim
Verde minim reprezinta intervalul minim reprezentat de indicatia semnalului verde. Intervalul de verde minim este utilizat de catre soferi sa reactioneze la startul intervalului verde si de asemenea aceasta notiune intalneste pe aceea a asteptarilor soferilor.
Notiunea de asteptarile soferilor(dorintele soferilor) defineste asteptarile conducatorilor auto vizavi de rularea autovehiculelor in intersectii, in sensul parcurgerii intersectiei in timpul culorii verde, care fireste trebuie sa dureze cat mai mult si evitarea blocarii in intersectie de o culoare verde care dureaza prea putin.
Durata minimului verde poate de asemenea sa se bazeze pe lungimea in timp a semnalului verde sau pe timpul pietonilor in absenta butoanelor/comenzilor pietonale pentru trecerea de pietoni(zebra). Un semnal de minimum verde prea lung poate sa duca la prea mult timp irosit in intersectii, iar un semnal prea scurt poate sa conduca la incalcarea dorintei soferilor(driver expectation) sau incalcarea sigurantei pietonilor.
Mimimum verde pentru a satisface pe soferi
Durata culorii verde necesara pentru a safisface pe conducatorii auto variaza in functie de aplicatii.
In unele aplicatii se rationalizeaza durata culorii verde la 15 secunde sau mai mult(minimum verde); alte aplicatii utilizeaza durata scurta de 2 secunde de minimum verde.
Minimum verde pentru Timpul Pietonilor
Durata minimum verde trebuie sa satisfaca pe pietonii care traverseaza strada in fazele care nu sunt asociate cu apasarea butonului de comanda la trecere de pietoni.
Pentru determinarea acestui timp de trecere(traversare), se poate utiliza urmatoarea formula:
vP= tSP+t0
unde:
vP este verdele pietonal(durata verdelui minim necesar pentru a satisface pietonii in traversare)
tSP este timpul(durata) semaforului
t0 este timpul pierdut(timpul care trece neutil, in angajarea in traversare si finalul traverarii zebrei)
Maximum verde
Maximum verde reprezinta durata maxima de timp a semnalului culorii verzi a semaforului, atunci cand exista necesitatea autovehiculelor de a trece si de asemenea aceea a pietonilor. Maximum verde este utilizat pentru a limita intarzierea oricarei alte miscari in intersectie si pentru a mentine durata ciclului la un interval maxim. De asemenea maximum verde previne un semnal de verde prea lung datorat necesitatii(cererii) continue de verde sau a detectoarelor defecte. Daca semnalul verde este prea lung, va rezulta pierderea de timp in intersectie, iar daca maximum verde este prea scurt, va rezulta un numar de autovehicule care nu vor putea profita de culoarea verde pentru a rula(faza inadecvata cererii in trafic).
Culoarea galbena si rosie a semaforului
Durata intervalului pentru Culoarea galbena este bazata pe timpul de perceptie-reactie a conducatorului auto, plus distanta necesara pentru a opri in siguranta autovehiculul intr-o intersectie.
De asemenea, acesta durata poate sa difere de la o tara la alta in functie de factorul galben permisiv sau galben restrictiv.
Factorul galben permisiv se refera la o legislatie rutiera care permite rularea autovehiculelor la fel ca si in timpul afisarii culorii verzi a semaforului.
Factorul galben restrictiv se refera la o legislatie rutiera care interzice rularea autovehiculelor in timpul afisarii de catre semafor a culorii galbene, existand aceeasi interdictie ca si pentru culoarea rosie a semaforului.
Culoarea rosie a semaforului este culoarea interdictie rularii autovehicolului, si corespunde de cele mai multe ori cu verdele pietonal sau culoarea verde-galbena pentru alte directii de deplasare. Culoarea rosie prohibitiva in privinta rularii autovehicolului impiedica intersectarea directiilor de deplasare a autovehicolelor.
Intervalele de trecere pentru pietoni
In SUA, fazele intervalului de semaforizare pentru pietoni are trei faze: intervalul culorii verzi cu textul traversati(walk); timpul de anunt al culorii de interdictie, rosu palpaitor cu textul nu traversati(Don't walk), si culoarea rosu permanent cu textul (Don't walk). De asemenea, semaforizarea pentru rosu pietonal poate fi ilustrata printr-o palma deschisa, conturata de led-uri rosii.
Mai jos, se afla ilustrat un model de buton/comanda pentru trecerea de pietoni:
Acesta are urmatoarele explicatii:
To CROSS PUSH BUTTON-Pentru a traversa apasati butonul
Figura umana angajata in traversare START CROSSING-Incepeti traversarea
WATCH FOR TURNING CARS-Atentie la autovehicule care iau curba
Figura unei maini, dedesubt inscriptionat FLASHING-Palpaitor
DON'T START-Nu incepeti sa traversati
FINISH CROSSING IF STARTED-Terminati traversarea daca ati inceput-o
Figura unei maini, dedesubt inscriptionat STEADY-In asteptare
PEDESTRIANS SHOULD NOT BE IN CROSSWALK-Pietonii nu ar trebui sa traverseze
2.2. CALCULUL DE SEMAFORIZARE - DIAGRAME DE TIMP
Cea mai utilizata metoda de interconectare a semafoarelor foloseste un timp de ciclu (serie completa de etape in care toate manevrele de trafic sunt servite pe rand. Timpul de ciclu este suma timpilor tuturor etapelor) comun pentru toate intersectiile si semafoarele sunt sincronizate astfel incat perioadele de plecare de la semafoare sa fie in legatura unele cu altele in concordanta cu viteza pe drumul respectiv pentru a rezulta o 'progresie' de perioade de verde de-a lungul drumului, in ambele directii. Viteza de deplasare trebuie considerata
rezonabila de catre soferi. Dar daca depasirea vitezei era un lucru des intalnit inainte de coordonare, atunci viteza masurata va fi prea mare pentru o deplasare sigura. In acest caz trebuie folosita o viteza moderata pentru a asigura deplasarea plutonului conform limitei legale.
Timpii semafoarelor intr-un sistem progresiv simplu poate fi stabilit cu ajutorul diagramelor prezentate in figurile urmatoare
Pe aceste diagrame, distantele intre intersectii de-a lungul drumului sunt reprezentate pe abscisa (axa Y), iar timpii de calatorie sunt reprezentati pe ordonata (axa X). Liniile inclinate reprezinta vitezele alese pentru progresie si stadiile de verde in intersectii succesive. in mod normal, problema este de determinare, prin incercari si erori, a vitezei oprime pentru un timp de ciclu fixat.
Pentru drumul cu sens unic, benzile verzi urmeaza una alteia, in secventa.
Soferul, trecand printr-o intersectie, va avea culoarea verde cand va ajunge in fiecare intersectie
Atunci cand strada este cu sens dublu si intersectiile nu sunt la distante egale, apare o situatie mai complexa si poate fi necesar sa se ajunga la un compromis pentru progresiile celor doua directii. Poate fi de asemenea necesar sa se tina cont si de alte conditii, cum ar fi fluxurile de vehicule de pe strazile laterale.
Metoda diagramei timp-distanta poate fi folosita pentru a favoriza o anumita directie, de exemplu favorizarea varfului de trafic de dimineata pe o directie cu costul cresterii intarzierii a catorva vehicule calatorind pe directia opusa. Situatia poate fi inversata pentru varful de trafic de seara. Timpul de ciclu pentru un sistem de semnalizare coordonata este in mod normal stabilit de semnalizarea unei intersectii principale (de exemplu intersectia cu fluxul de trafic cel mai mare). Timpul de verde care este in plus, ar trebui alocat pentru a elibera traficul care intra pe strada principala de pe drumurile secundare, pentru a nu intarzia plutonul ce traverseaza intersectia
Interconectarea intre semafoare
Interconectarea prin cablu
Controlerele locale de semnalizare ce lucreaza in intersectii, pot fi legate prin cablu de un controler principal. Acesta asigura sincronizarea controlerelor locale, prin trimiterea unor semnale de control sau a unor instructiuni.
Interconectarea fara cablu
Legatura intre semafoare se poate realiza, de asemenea, prin alte tipuri de legaturi, ce nu necesita cablu, cum ar fi radio, etc. Concepute initial pentru a oferi avantajul unei coordonari pe arie larga, evitand in acelasi timp costul mare al cablurilor subterane, aceste sisteme sunt acum mai putin competitive decat sistemele CTZ, deoarece nu permit supervizarea retelei si detectarea defectelor sau folosirea unor sisteme dependente de trafic, cum ar fi controlul cozilor de la semafor.
Semnale coordonate cu timp prestabilit
Aceste sisteme se bazeaza pe presupunerea ca valorile fluxurilor de trafic se repeta saptamanal si setarile de semnalizare pot fi pregatite pentru a face fata unor fluxuri previzibile. Timpii de semnalizare pot fi stabiliti pentru o zi din saptamana sau pentru o ora din zi. Aceste sisteme au nevoie de controlere cu ceasuri interne sincronizate si, tipic, un minim de 6 planuri de semnalizare din care sa aleaga.
De obicei, acestea includ planuri pentru:
varfurile de dimineata;
varfurile de dupa-amiaza;
varfurile de seara:
sambete, duminici si sarbatori;
lumini galbene intermitente pentru noapte.
Controlul traficului zonal (CTZ)
Controlul traficului zonal este un control centralizat al semafoarelor de pe o zona extinsa, ce foloseste microprocesoare si tehnologii informatice. De obicei, controlerele locale de pe strazi sunt legate la unul sau mai multe calculatoare centrale, prin cabluri de transmisie de date. Cablurile acestei retele pot fi dedicate sau pot fi circuite inchiriate ale companiei telefonice (sau o combinatie a ambelor, in functie de cost). Controlul urban al traficului (CUT) implica coordonarea centrala a semafoarelor, la fel ca si CTZ, dar include si alte facilitati, cum ar fi controlul spatiilor de parcare sau panouri cu mesaje variabile.
Principalele facilitati oferite de CTZ sunt:
conditii optimizate de semnalizare: cu ajutorul controlului calculatorului central setarile semafoarelor pot fi optimizate pentru o zona pentru a produce intarzieri minime si pentru a reduce timpul de calatorie
flexibilitatea controlului: schimbarea conditiilor de trafic poate fi furnizata pentru actualizarea valorilor fluxurilor. Setarile semafoarelor pot fi usor modificate prin interventie manuala de la centrul de control; astfel se poate modifica planul actual de semnalizare sau acesta se poate inlocui cu un nou plan
monitorizarea defectelor: una dintre cele mai importante facilitati oferite este monitorizarea continua a operatiunilor semafoarelor legate la calculator. Orice defect este detectat si raportat imediat astfel incat repararea sa poata incepe cat mai rapid
prioritatea vehiculelor de urgenta sau a celor destinate transportului public de calatori: pentru masinile de pompoeri, de exemplu, care pornesc mereu din acelasi loc, pot fi stabilite planuri speciale de semaforizare, in functie de anumite "trasee preferate', acestea fiind memorate in calculatorul central.
reducerea numarului de accidente: sistemul CTZ imbunatateste siguranta in trafic, din implementarile actuale (Canada, Anglia, Scotia etc.) rezultand o diminuare a numarului de accidente cu pana la 20%.
Implementarile sistemului CTZ sunt multiple, pornind de la analizarea timpilor actuali de semaforizare si modificarea acestora, la analiza intersectiei si stabilirea tuturor modificarilor necesare (numarul de benzi, latimea acestora, timpii de semaforizare etc.) si pana la implementarea unui sistem dependent total de trafic.
