TEHNOLOGII MODERNE DE DETECTARE 3.1. Introducere.....40 3.2. Evolutia echipamentelor de detectare...40 3.3. Clasificarea tehnologiilor de detectare..41 3.4. Tipuri de detectie......42 3.5. Aplicatii ale tehnologiilor de detectare............................................................44 3.5.1. Concepte de control al arterelor rutiere urbane.....................................44 3.5.2. Descrierea functionala a detectorilor.....................................................45 3.5.3. Controlul intersectiilor locale.................................................................46 3.5.4. Detectarea prioritatii vehiculelor............................................................47 3.5.4.1. Emitatoare/receptoare de lumina.................................................48 3.5.4.2. Conceptul identificarii vehiculului................................................49 3.5.4.3. Semnatura vehiculelor de tranzit.................................................50 3.5.5. Controlul sistemului de semnale...........................................................50 3.5.6. Controlul retelei rutIere.........................................................................51 3.5.7. Controlul si supravegherea autostrazii.................................................52 3.5.7.1. Controlul rampelor de intrare......................................................52 3.5.7.2. nchiderea rampelor....................................................................53 3.5.7.3. Contorizarea rampelor................................................................53 3.5.7.4. Controlul integrat al rampelor......................................................55 3.6. Alte aplicatii ale tehnologiilor de detectare..................................................56 3.6.1. Monitorizarea vitezei............................................................................56 3.6.2. Clasificarea si numararea vehiculelor..................................................57 3.6.2.1. Numararea vehiculelor cu bucle detectoare................................57 3.6.2.2. nregistrari cu bucle inductive lungi.............................................58 3.6.2.3. Detectarea directionala...............................................................58 3.6.3. Bucle temporare..................................................................................59 3.6.3.1. Bucla tip covor..........................................................................59 3.6.3.2. Dispozitive de clasificare a vehiculelor.......................................59 3.6.4. Detectori pentru pietoni.......................................................................60 39 3. TEGNOLOGII MODERNE DE DETECTARE 3.1. INTRODUCERE Continua crestere a volumelor de trafic n conditiile limitarii posibilitatilor de extindere a amenajarilor retelelor rutiere din zonele rurale, urbane sau de pe autostrazi, impun ca necesara maximizarea eficientei si capacitatii retelelor de transport rutier. Sistemele de stra zi inteligente care contin detectori pentru monitorizarea traficului, sistemele de control adaptiv n timp real, mijloacele media de comunicatie a informatiei spre utilizatori sunt combinate cu sisteme de control si supraveghere a traficului rutier pe autostrada n scopul crearii unor coridoare rapide care sporesc eficacitatea retelei de transport. mbunatatirile infrastructurii rutiere si tehnologiile noi au fost, n schimb, integrate cu comunicatiile si afisate la bordul vehiculelor inteligente si n zonele publice (de exemplu, autoga ri sau centre comerciale) pentru a forma sistemele inteligente de transport. Detectorii pentru vehicule reprezinta parte integranta a acestor sisteme moderne de control al traficului. Tipurile de date de trafic, ca si fiabilitatea, consistenta, acuratetea si precizia, dar si timpul de raspuns al detectorului, sunt ctiva dintre parametrii critici utili n evaluarea modului de alegere a unui detector pentru vehicule. Aceste atribute devin cu att mai importante cu ct numarul detectorilor prolifereaza si aspectele controlului, n timp real ale sistemelor inteligente de transport, acorda o importanta deosebita calitatii si cantitatii datelor privind fluxurile de trafic, precum si usurintei de interpretare si integrare a datelor n sistemele deja existente. 3.2. EVOLUTIA ECHIPAMENTELOR DE DETECTARE Un sistem de detectare a vehiculelor este un sistem destinat a indica prezenta sau trecerea unui vehicul (Standarde NEMA National Electrical Manufacturers Association) care furnizeaza elementele de intrare pentru controlul sistemelor ce reactioneaza la valorile de trafic, supravegherea autostrazilor si sistemelor de colectare a datelor de trafic. nca din 1920, cnd operarea manuala a semnalelor de trafic a fost nlocuita cu dispozitivele de control prestabilit al traficului, inginerii au insistat asupra necesitatii unor mijloace de colectare a datelor de trafic, obtinute pna atunci doar prin observatiile ofiterilor de politie. Prima aplicatie cu semnale semiactualizate pentru acordarea permisiunii de trecere prin intermediul unui detector a fost introdusa de inginerul feroviar, Charles Adler Jr., n 1928 n Baltimore SUA si a constat dintr-un microfon montat pe un stlp ntr-o intersectie de drumuri. Aproape n aceeasi perioada, Henry A. Haugh, inginer n domeniul electric, a dezvoltat un detector, montat n drum, sensibil la presiune, folosind doua discuri metalice actionnd ca si contacte electrice la trecerea unui vehicul. Acest detector a avut o utilizare peste 30 de ani, pentru detectarea vehiculelor n controlul actualizat al semnalelor de trafic. Concomitent, H. Adler si-a perfectionat detectorii acustici introducnd un nou tip de detector cu boxe metalice montat n intra rile intersectiei. Aceste boxe culegeau sunetele produse la trecerea rotilor unui autovehicul si le transmiteau unor microfoane. Problemele mecanice ale detectorilor pneumatici cu discuri au condus cercetarile spre detectorul electro-pneumatic. Desi acest dispozitiv si-a gasit cteva aplicatii, instalarea era costisitoare si, n plus, era capabil sa detecteze doar trecerea (miscarea), n timp ce acuratetea numa rarii puntilor era limitata de generarea presiunii undelor de aer si vibratia contactelor capsulei. 40 Dezavantajele acestor detectori au condus la dezvoltarea unor dispozitive bazate pe alte principii ca: sunet (detectori acustici); opacitate (detectori optici); geomagnetism (detectori magnetici si magnetometre); reflexia radiatiei (detectare n infrarosu, cu ultrasunete, cu microunde si radar); Inductie electromagnetica (detectori cu bucla inductiva); vibratie (detectori tribo-electrici, seismici, inertiali). Nu toti acesti detectori au o utilizare pe scara larga. n aplicatiile actuale, detectorul cu bucla inductiva este, pe departe, cel mai utilizat n aplicatiile telematice. Magnetometrul si detectorul magnetic sunt produsi si utilizati pentru diferite aplicatii, dar n acest timp cstiga tot mai mult teren tehnologiile bazate pe imagini video, sistemele de televiziune cu circuit nchis, ca si detectorii n infrarosu, cu microunde si detectorii radar. Controlul traficului rutier se refera att la miscarea vehiculelor ct si a pietonilor. Deoarece volumele corespunzatoare acestor miscari sunt dependente de diferitele perioade ale zilei este de dorit sa se poata detecta misca rile de acces prin plasarea unuia sau mai multor dispozitive n calea vehiculelor care se apropie de o intersectie sau de o locatie convenabila pentru pietoni. 3.3. CLASIFICAREA TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE Pentru a implementa sistemele avansate de management al traficului rutier au fost dezvoltate noi capabilitati privind functiile de monitorizare si management. Acestea includ tehnologiile avansate de detectare, prezentate n sinteza n schema bloc din figura 3.1. Figura 3.1. Clasificarea tehnologiilor de detectare. Sistemele actuale de detectare se bazeaza n principal pe detectorii cu bucla inductiva instalati n mbracamintea rutiera. n prezent au fost dezvoltate tehnologii de detectare alternative pentru a permite masurarea unor parametrii ai traficului, cum ar fi densitatea traficului (vehicule/km/banda de circulatie), durata calatoriei si numarul vehiculelor (volumele) care efectueaza un viraj stnga sau dreapta. Acesti detectori avansati ofera date mult mai precise pentru parametrii care nu puteau fi ma surati direct cu instrumentele anterioare, supravegheaza traficul pe arii extinse si controleaza intersectiile si autostrazile pentru o mai buna informare a conducatorilor auto. n plus, majoritatea dintre detectorii moderni nu necesita ntreruperea fluxurilor de trafic pentru instalare si ntretinere. 41 3.4. TIPURI DE DETECTIE Figura 3.2 prezinta clasificarea controlerelor de detectare actualizata a traficului rutier. Figura 3.2. Tipuri de detectie. Anumite tipuri de detectori nregistreaza, n principal vehiculele aflate n miscare sau vehiculele oprite, iar altele necesita ca vehiculele sa se deplaseze cu minim 3 - 5 km/h. 1. Detectorii magnetici sau bucla normala pot opera n modul puls sau modul prezenta. Bucla produce o pulsatie scurta de iesire, atunci cnd se produce detectarea unei treceri, dar nu mai mult dect perioada stationarii vehiculului n zona de detectare, ntruct ntrzierea vehiculului va produce un semnal cu att mai lung cu ct stationarea n zona de detectie este mai prelungita. 2. Un detector cu apel extins are un semnal de iesire extins, nsemnnd retinerea sau extinderea apelului generat de un vehicul pentru o perioada de timp care a fost fixata anterior cu un temporizator ncorporat n detector. 3. Un detector cu apel ntrziat nu realizeaza un semnal de iesire cnd zona de detectie este ocupata pentru o perioada de timp, fixata pe un temporizator ncorporat n unitatea de detectare. La ora actuala se folosesc frecvent detectori hibrid att pentru extinderea ct si ntrzierea semnalului. Pot fi amintiti si detectorii care extind posibilitatile detectorilor sau controlerelor obisnuiti fiind dotati cu configuratii hardware ce contin temporizatoare si afiseaza circuite de monitorizare. Programele dupa care functioneaza permit activarea si dezactivarea unor detectori, controleaza cedarea timpului de verde ca si activarea retinerii semnalului pe o anumita faza pentru suplimentarea programului controlerului. Un exemplu este sistemul de extindere a timpului de verde n scopul protejarii vehiculelor aflate n zona de dilema ntr-o intersectie cu program de semaforizare semi-actualizat. Un alt tip de detectare cu logica auxiliara este sistemul de analiza a vitezelor. Acest sistem este o componenta hardware compusa din detectoare cu doua bucle si logica auxiliara. Cele doua bucle sunt instalate pe aceeasi banda de circulatie la o distanta precisa. Un vehicul care trece peste bucle produce doua comenzi. Pentru a stabili daca 42viteza vehiculului este superioara sau inferioara unei viteze de referinta se ma soara intervalul de timp dintre prima si a doua actionare. Sistemele de detectare bazate pe cele trei tipuri de detectori, bucla inductiva, magnetometre si detectori magnetici se compun din senzori montati n drum, cabluri de legatura si o unitate electronica montata n carcasa controlerului, figura 3.3. Figura 3.3. Schema generala a sistemului de detectare a vehiculelor. Cel mai utilizat sistem este sistemul cu bucla inductiva prezentat n figura 3.4, fiind compus din detectorul oscilator, cablu de legatura si o bucla ngropata n asfalt, constnd din una sau mai multe nfasurari ale cablului. Figura 3.4. Sistem de detectare cu bucla inductiva (cotele sunt exprimate n metri). Detectorul oscilator amplificator transmite energia proprie si opereaza pe principiul modificarii cmpului electromagnetic al buclei la trecerea unui vehicul. Marimea, forma si configuratia buclei variaza n functie de aplicatia specifica, de la marimea cea mai comuna, bucla patrata (1,8 x 1,8 m), la buclele dreptunghiulare (1,8 x 12m la 21 m). Datorita flexibilitatii particularitatilor sale, bucla ofera cel mai mare spectru de detectie a vehiculelor. Oscilatorul serveste ca sursa de energie pentru bucla; cnd un vehicul se opreste sau trece peste bucla, inductanta buclei scade, cauznd o crestere a frecventei oscilatorului. Schimbarea de inductanta sau frecventa activeaza un releu sau circuit care trimite un impuls electric spre controler cu semnificatia ca a fost detectata prezenta unui vehicul. Bucla este montata ntr-un canal taiat n asfalt avnd nfasurate una sau mai multe spire. O alta posibilitate este montarea acestor spire n conducta de plastic ct mai aproape de suprafata drumului. Aplicatiile detectorilor n ingineria traficului rutier prezinta forme variate, de la intersectiile izolate, controlul rampelor n cazul jonctiunilor, controlul si supravegherea traficului pe autostrazi. Rezultatele spectaculoase din ultimii ani se datoreaza utilizarii micro-procesoarelor si electronicii de vrf. 43 3.5. APLICATII ALE TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE 3.5.1. CONCEPTE DE CONTROL AL ARTERELOR RUTIERE URBANE n cazul arterelor rutiere urbane, aplicatiile detectorilor sunt destinate n special intersectiilor semaforizate, ce pot fi grupate n urma toarele categorii: Figura 3.5. Controlul intersectiei izolate. Controlul intersectiilor izolate: fluxul de trafic este controlat fara a lua n considerare modul de operare al intersectiilor adiacente (fig. 3.5). Controlul intersectiilor coordonate (retea deschisa): consideratii majore sunt acordate miscarii progresive a fluxului de trafic de-a lungul unei artere rutiere, precum si operarii semnalelor arteriale, ca un sistem. Figura 3.6 ilustreaza att o retea deschisa ct si una nchisa. Controlul retelei nchise: include un grup de intersectii semaforizate ntr-o retea a carei operare este coordonata. Figura 3.6. Controlul unei retele de strazi. 44 Controlul pe arii extinse: trateaza toate semnalele de trafic din interiorul unei zone, unui oras sau unei metropole, ca un sistem. Semnalele individuale dintr-o zona pot fi controlate pe baza conceptelor enuntate anterior. Alte posibilitati de control al semnalelor de trafic care se pot aplica pentru functii speciale includ: Controlul sistemelor de vehicule cu prioritate: acorda prioritate pentru miscarea anumitor categorii de vehicule, cum ar fi vehicule de interventie (salvari, pompieri, politie) si autobuzelor. Controlul jonctiunilor (intersectiilor de autostrazi): mbunatateste eficienta jonctiunilor. Fiecare dintre conceptele prezentate este caracterizat de cerinte operationale, obiective de performanta si cerinte functionale, precum si componentele hardware si software corespunzatoare. n cazul controlului autostrazilor abordarea este speciala datorita considerarii accesului limitat, amenajarile fluxurilor libere necesitnd control limitat. Dar, cresterea rapida din ultimele decenii a congestiei traficului a impus aparitia Sistemelor de supraveghere si de control (Freeway Surveillance and Control Systems). Aceste sisteme sunt proiectate n special pentru controlul rampelor, controlul benzilor si a coridorului. Aceste concepte avnd n considerare decongestionarea traficului includ: intrari cu restrictie: nchiderea acceselor (rampelor), contorizarea rampelor; tratament de prioritate: operarea vehiculelor cu grad mare de ocupare; supraveghere; managementul incidentelor: detectare si raspuns; informare consultativa: viteza, durata calatoriei, ghidarea rutei. Pentru fiecare dintre concepte au fost dezvoltati anumiti parametri si anumite principii de control ca rora le corespund componente functionale specifice. Un rol important n fiecare tip de control l au detectorii. 3.5.2. DESCRIEREA FUNCTIONALA A DETECTORILOR Cei mai multi detectori sunt folositi pentru a identifica miscarea vehiculelor care trec printr-un punct al drumului. Aceasta informatie este transmisa la un controler de semnale de trafic, contor de trafic sau alte dispozitive. Daca un detector este echipat cu elemente ce contin caracteristici directionale, el va nregistra vehiculele de pe o anumita directie, dar nu si vehiculele din directie opusa. Pentru locatiile n care vitezele vehiculelor sunt foarte scazute sau vehiculele pot stationa si nu sunt cerute caracteristici directionale, se foloseste n general doar un detector de prezenta. Un detector de miscare va nregistra trecerea vehiculului prin zona detectata att timp ct se deplaseaza cu viteze peste 3 5 km/h. Acesti detectori sunt folositi n cazul controlerelor n regim actualizat sau semiactualizat. Pentru a nregistra vehiculele cu viteze de deplasare foarte mici, este necesar un detector de prezenta. Cnd vehiculele sunt obligate sa opreasca sau sa ruleze cu o viteza foarte mica n apropierea unei intersectii cu controlul actualizat al semnalelor de trafic, este necesar sa se detecteze prezenta pentru a avea certitudinea ca vehiculele oprite (aflate n asteptare pe detector), vor fi nregistrate. Detectorii de prezenta care nu au caracteristica recunoasterii directiei fluxului rutier nu pot face diferenta dintre vehiculele care acced si cele care evacueaza zona de detectie. Cu toate acestea, are putina importanta directia, caci apelul nu este n mod obisnuit retinut 45de controler o data ce vehiculul para seste zona de detectie. Apelul nu va fi retinut nici de detectorul de trecere atunci cnd vehiculul paraseste zona de detectie. Diferenta consta n modul de operare a controlerului blocat sau neblocat. Pentru efectuarea nregistrarilor de trafic se folosesc de obicei un detectori de trecere. Acest tip de detector poate fi folosit pentru a numara vehiculele de pe o singura banda, simultan de pe benzi pe o directie particulara sau, simultan, de pe toate benzile n ambele directii. Daca numarul de benzi pe care se realizeaza nregistra rile cu un singur detector creste, acuratetea nregistrarilor, atunci cnd detectorul este ocupat de mai multe vehicule n acelasi timp, scade. Detectorii de trecere sunt folositi, de asemenea, pentru masurarea vitezei fluxurilor rutiere si a volumelor de trafic. Ei pot nregistra informatii de trafic pe benzi individuale sau pe toate benzile corespunzatoare unei singure directii. Pentru obtinerea unor date precise despre viteze si volume de trafic, detectorii trebuie plasati la o distanta suficient de mare de intersectia semaforizata, astfel nct sirurile formate sa nu depaseasca zona de detectie. n aceasta situatie este nregistrat doar volumul de trafic. Dintre cele trei tipuri de detectori (bucla, magnetometru si magnetic) detectorul magnetic este cel mai limitat, el neputnd lucra doar n modul PULS. Aceasta deoarece detectorul produce un puls de iesire de scurta durata (100 ms) cnd se produce detectarea. Astfel, el poate fi utilizat pentru detectarea miscarii ntr-o intrare a unei intersectii precum si ca echipament de numarare. Magnetometrele ca si buclele inductive pot fi folosite att pentru a detecta prezenta ct si trecerea. Magnetometrele lucreaza satisfacator pentru a numara vehiculele, aratnd daca zona de detectare este definita corespunzator. Zona de detectie pentru magnetometre este, n general, inferioara valorii de 1 m, ceea ce poate cauza lipsa anumitor detectari. Detectorul tip bucla inductiva este recomandat, n special, n cazul detectarii prezentei. Marimea buclei permite sa fie adaptat oricaror aplicatii. Pentru zonele mici de detectare, buclele conventionale si magnetometrele pot fi interschimbabile. Numai pentru detectarea miscarii (PULS), toate cele trei tipuri de detectoare sunt interschimbabile. Anumite scheme destinate intersectiilor cu viteza mare folosesc bucle conventionale sau magnetometre cu iesiri normale. Alte scheme folosesc unitati de control care permit extinderea apelului chiar dupa ce vehiculul a parasit zona de detectie (detectori cu apel extins). 3.5.3. CONTROLUL INTERSECTIILOR LOCALE Cerintele functionale ale unui element de detectare pentru controlul intersectiilor se bazeaza n principal pe deciziile operationale luate n timpul procesului de proiectare. Inginerul proiectant trebuie sa determine mai nti metoda de control cea mai potrivita, dar si elementele operationale asociate pentru a stabili cerintele functionale ale componentelor hardware si software. Moduri de control Controlul prestabilit si controlul actualizat sunt cele doua moduri de baza de control pentru semnalele de trafic. Deoarece controlul prestabilit atribuie permisiunea de traversare a intersectiei pe baza unui program predeterminat, nu este nevoie de detectori. Lungimea intervalelor de timp pentru fiecare indicatie a semnalelor dintr-un ciclu este fixa pe baza unui model de succesiune a fazelor. 46 n cazul semnalelor actualizate, lungimea fazelor de semaforizare nu este fixa, dar permisiunea de trecere este atribuita pe baza conditiilor actuale (cererea de vehicule) care este furnizata de marimile de intrare corespunzatoare elementelor de detectare. Exista mai multe tipuri de control actualizat. n cazul controlului semiactualizat, o faza - de obicei corespunzatoare fluxului principal - opereaza dupa modul de control prestabilit. n cazul acestui tip de operare sunt ceruti detectori numai pe strada secundara, de traversare. Acest tip de control este recomandat atunci cnd fluxul de pe artera principala este relativ uniform si stationar, iar volumele de pe artera secundara au valori de vrf nepredictibile. Controlul total actualizat este folosit n special n intersectiile n care apar variatii sporadice ale valorilor de trafic. Detectorii sunt ceruti pentru toate fazele, fiecare durata a fazei fiind n concordanta cu parametrii prestabiliti ai planului de semaforizare. Controlul total actualizat poate permite omiterea unei faze atunci cnd nu este cerere de trafic, distribuirea fazelor, suprapunerea fazelor (permitnd fazelor care nu au puncte de conflict sa opereze concomitent), si faze destinate pietonilor. Controlul volum-densitate este o varianta a controlului actualizat si furnizeaza un complex de criterii pentru alocarea timpului de verde (adaugare initiala si timp de asteptare reducerea intervalelor). Acest tip de control poate fi utilizat att n modul semiactualizat ct si total actualizat. El opereaza de obicei cu o variatie continua a lungimii ciclului si cere o informatie de trafic precisa pentru a reactiona la timp si a raspunde cerintelor existente. De altfel, caracteristica timp de asteptare reducerea intervalelor din controlul volum densitate poate fi obtinuta cu ajutorul detectorilor de prezenta . Punctele de detectare ale volumelor si densitatii traficului sunt instalate la distante de 60 - 180 m nainte de intrarea n intersectie, functie de viteza de acces. 3.5.4. DETECTAREA PRIORITATII VEHICULELOR Exista anumite situatii care cer alocarea speciala a permisiunii de trecere n intersectiile semaforizate. Pentru aceste cazuri au fost dezvoltate anumite forme de control al prioritatii. n acest scop este facuta o distinctie ntre notiunile de preemtiune si controlul prioritatii. Astfel, termenul preemtiune poate fi definit ca o operatie n care succesiunea normala a semnalelor este ntrerupta si/sau modificata n functie de o situatie speciala, cum ar fi trecerea unui tren, deschiderea unui pod, sau trecerea unui vehicul de interventie, de pompieri, salvare sau politie. n cazul operatiilor cu prioritate, timpul de verde este prelungit peste normal sau se va trece la semnalul de verde imediat ce este posibil, n scopul acorda rii unui tratament de prioritate pentru vehiculele de tranzit. n cazul preemptiunii trenurilor, detectorii sunt folositi pentru a detecta apropierea unui tren si pentru a declansa o reactie de control care la nceput evacueaza calea de rulare si apoi permit fazelor fara puncte de conflict sa continue modul de operare pe durata trecerii trenului. Preemptiunea pentru vehiculele de urgenta la o intersectie izolata depinde de abilitatea de a detecta vehiculele de urgenta , n mod obisnuit folosind lumina modulata. O procedura speciala de control atribuie prioritatea de trecere, cnd este detectat un vehicul de urgenta. Dupa o perioada prestabilita, semnalul revine la modul de operare normal. n anumite sisteme de urgenta , indicatia semnalului verde este afisata pentru toate intersectiile aflate de-a lungul unui traseu ales sa fie straba tut de vehiculul de urgenta. Atribuirea prioritatii de-a lungul traseului este realizat prin activarea unui comutator plasat n locatia centrala cum ar fi o unitate de pompieri. 47 n anumite sisteme de semnale controlate computerizat, progresia miscarii este o trasatura programata care opereaza mult mai eficient dect tehnica manuala. Obiectivul principal n cazul controlului prioritatii de tranzit este atribuirea prioritatii de miscare a persoanelor n raport cu miscarea vehiculelor. Aceasta poate fi nteles n mai multe moduri ca: benzi speciale pentru mijloacele de transport public; atribuirea prioritatii de trecere la intersectiile semaforizate prin optimizarea programelor de semaforizare sau prin sisteme de prioritate a autobuzelor. Exista mai multe categorii de echipamente care pot fi utilizate n acest scop. Tipul cel mai folosit are la baza detectorii optici. 3.5.4.1. Emitatoare/receptoare de lumina Acest sistem, folosit eficient pentru controlul preemtiunii vehiculelor de interventie n caz de urgenta si prioritatii vehiculelor destinate transportului public de calatori (trafic de tranzit) este o aplicatie bazata pe un sistem de detectare a intensitatii luminii. Este folosita o lumina foarte intensa emisa la o frecventa specifica de catre un transmitator montat pe un autovehicul (lumina alba intermitenta pentru vehiculele de urgenta, lumina alba cu un filtru infrarosu pentru vehiculele de tranzit). Lumina este programata sa lumineze un cod de frecvente nalte pentru a-l distinge de alte semnale luminoase intermitente sau descarca ri electrice luminoase. Sunt utilizate coduri specifice diferitelor tipuri de vehicule pentru a realiza diferentierea ntre vehiculele de urgenta care comanda preemtiunea si vehiculele de tranzit care pot obtine doar o prioritate de la controlerul de semnal (automat de dirijare a circulatiei). Fiecare intersectie care va avea dreptul de preemtiune este echipata cu unul sau mai multi detectori optici functie de numarul acceselor intersectiei avnd aceasta functie. Figura 3.7. Transmiterea semnalului vehiculului de interventie spre unitatea de detectare. Daca vehiculul de urgenta avnd activat emitatorul luminos se apropie de o intersectie, receptorul de directie corespunza tor sesizeaza lumina codificata declansnd preemtiunea n circuitele controlerului din intersectie. Cnd este detectata lumina intermitenta , se transmite un semnal catre un selector de faza conectat la controler sau direct ca tre acesta. 48Astfel, este examinata starea automatului de dirijare a circulatiei, figura 3.7.Exista posibilitatea ca acesta sa retina semnalul de verde pentru vehiculul de urgenta (daca acesta este afisat deja) sau grabeste terminarea semnalului deja afisat pentru a-l schimba, imediat ce este posibil, cu semnal de verde pe directia de deplasare a vehiculului de urgenta. Modul de operare pentru vehiculele cu prioritate este n mare masura acelasi cu cel prezentat anterior, exceptnd faptul ca functia de control nu este de preemtiune. Daca semnalul este verde controlerul ncearca sa retina semnalul de verde un interval de timp suficient de lung pentru ca vehiculul cu prioritate sa evacueze intersectia (n special cnd acesta se afla n ntrziere). Daca semnalul nu este verde, controlerul ncearca sa atribuie acest semnal ct mai repede. Acest sistem permite ca n cazul a doua prioritati, ca de exemplu vehicule de urgenta si de tranzit, sa fie folosit acelasi echipament. Vehiculele de tranzit sunt echipate cu un emitator de lumina cu filtru n infrarosu si cu diferite secvente de codificare a luminii. Echipamentele electronice din intersectie diferentiaza cele doua coduri si aplica secventa de preemtiune sau prioritate adecvata. Figura 3.8. Semnaturi specifice diferitelor categorii de vehicule. 3.5.4.2. Conceptul identificarii vehiculului Acest concept, introdus n 1989, utilizeaza un transmitator localizat n vehiculele de urgenta, tranzit sau comerciale, o bucla deja existenta sau noua si o unitate de detectare standard cu un modul discriminator (demodulator de frecventa ) aditional. Sistemul recunoaste vehiculul de urgenta si ofera un semnal de iesire separat n timp, ce opereaza asemeni unui detector de vehicule obisnuit. n plus, pentru controlul preemtiunii si prioritatii, sistemul poseda alte aplicatii cum ar fi, porti de control al prioritatii, recunoasterea vehiculelor la pozitiile de control si statiile de benzina , raportarea trecerii autobuzelor cu grafic de circulatie. Transmitatorul de pe vehicul este montat pe partea inferioara a vehiculului, fiind proiectat sa transmita continuu un cod unic de identificare a vehiculului. Acest cod este 49primit de o bucla standard ncorporata n drum. O unitate de detectare speciala detecteaza vehiculul si interpreteaza codul de identificare. 3.5.4.3. Semnatura vehiculelor de tranzit Pentru a elimina necesitatea echiparii vehiculelor cu prioritate cu transmitatoare speciale, cercetarile recente au fost ndreptate spre dezvoltarea unui sistem pasiv. Majoritatea sistemelor aflate n prezent pe piata constau ntr-o bucla ncorporata n drum si o unitate de detectare digitala adaptata care furnizeaza o unda unica (altfel numita semna tura sau amprenta) a fiecarui vehicul pe care l detecteaza (fig. 3.8). Pentru sistemele de detectare a autobuzelor, semnalul digital este introdus ntr-un modul microprocesor care analizeaza amprenta si caracteristicile semnaturii create de vehiculul luat n considerare. Semnatura este atunci comparata cu profilul autobuzului stocat n memoria microprocesorului. Daca este identificat un autobuz, se genereaza un semnal de iesire, pentru a oferi tratamentul de prioritate. Diagrama bloc a acestui sistem este prezentata n figura 3.9. Similare, ca mod de operare, sistemelor de emisie optice descrise anterior, aceste tehnici folosesc transmitatoare radio montate n fiecare vehicul de urgenta sau de tranzit, precum si un radio receptor n fiecare intersectie implicata n sistem. ntruct undele radio nu sunt directionale, sistemul poate sa includa o comanda de la vehiculul care se apropie sau poate sa furnizeze preemtiune limitata sau comenzi de prioritate (o preemtiune de intrare, rosu peste tot clipitor, etc) si o limitarea zonei de detectare pentru a evita preemtiunea pentru semnalele adiacente inutile. Figura 3.9. Sistem de detectare a autobuzelor. Un sistem utilizat n mod curent include, pentru a determina traiectoria vehiculului, echipamente speciale la bordul vehiculului. Informatia este apoi codificata n transmisia radio catre semnalul de care se apropie. Prin codificarea separata a vehiculelor de urgenta si a celor de tranzit, poate fi implementat un sistem dual preemtiune/prioritate. 3.5.5. CONTROLUL SISTEMULUI DE SEMNALE Detectorii sunt folositi ca sisteme de senzori care sa achizitioneze datele necesare unui numar de functii ale sistemului. n acest sens detectorii constituie un subsistem de supraveghere necesar pentru a furniza informatiile cu privire la fluxurile de trafic utilizate n calculul elementelor programului de semaforizare pentru functiile specifice ale sistemului (controlul intersectiei critice, selectarea planurilor de semaforizare), dar si pentru calculul direct sau indirect al planurilor de semaforizare utiliznd metode diferite de control al intersectiei. Trebuie realizata o distinctie ntre sistemele de senzori (detectori) si detectorii utilizati pentru actionare locala. Un detector local utilizat n intersectie este conectat la un controler de actionare, n timp ce sistemul senzor este conectat la computerul central. n 50mod obisnuit, sistemul de senzori colecteaza date de trafic n locatii strategice. Tipul detector, plasamentul si configuratia subsistemului detector este dependent de variabilele de masurat si configuratia sistemului de control. Sistemul poate fi destinat controlului arterelor rutiere, retelelor nchise, jonctiuni pe autostrada sau zone de control. Detectorul tip bucla este cel mai cerut pentru controlul semnalelor computerizate, pentru achizitia datelor, datorita fiabilitatii, preciziei si abilitatii de a detecta att prezenta ct si trecerea vehiculelor. Folosind aceste doua posibilitati de masurare, anumite variabile cum ar fi, volumele de trafic, grad de ocupare, viteza , ntrziere, opriri, lungimi ale cozilor si duratele calatoriilor, pot fi obtinute cu diferite grade de precizie. Aceste variabile sunt legate att de fluxurile de trafic ce strabat portiunea de drum cu detectori ct si n imediata vecinatate a detectorilor. Marimea cantitativa cel mai usor de nregistrat este numarul de pulsuri masurate pe durata unei perioade de timp. Astfel, un volum nregistrat pentru 15 minute ar reprezenta numarul de pulsuri nregistrate de detector pentru perioada mentionata. Gradul de ocupare reprezinta raportul ntre intervalul de timp ct un detector indica prezenta unui vehicul, si timpul total de masurare, exprimat n procente, putnd lua valori ntre 0 100% functie de intervalele dintre vehiculele ce se urmaresc. Volumele de trafic si gradul de ocupare sunt cele mai importante variabile folosite n selectarea planurilor de semaforizare responsive ca si pentru multe dintre punctele de nceput ale opera rii. n anumite cazuri volumele de trafic sunt folosite fa ra a lua n considerare gradul de ocupare. Cnd intrarile n intersectie sunt saturate, volumul nu va depasi o valoare constanta care este proportionala cu timpul de verde mpartit la intervalul mediu dintre vehicule, chiar daca gradul de ocupare va continua sa creasca. n general, se cunoaste faptul ca o valoare care depaseste 25%, pentru gradul de ocupare, reprezinta un indicator credibil pentru a caracteriza nceputul congestiei traficului. Viteza este o alta variabila utila n calculele directe si indirecte ale planurilor de semaforizare folosind programe optimizate. Pentru o valoare cunoscuta a fluxului de vehicule, viteza este invers proportionala cu gradul de ocupare. Calculul obisnuit al vitezei constituie surse de erori. De exemplu, vehiculele nu au toate aceeasi lungime; masuratorile privind gradul de ocupare vor contine, de asemenea, erori daca marimile de iesire esantionate sunt mai mari dect cele masurate continuu; nu toate vehiculele sunt pozitionate la fel pe banda atunci cnd trec peste detector si, masura torile asupra vitezei sunt realizate ntr-un punct situat de-a lungul unei portiuni de drum. O eroare de 20 30% la calculul vitezei reprezinta o valoare obisnuita. Detectorii care lucreaza n pereche pot furniza mai multa acuratete a vitezelor masurate. Acele variabile (ntrzieri, opriri, durate ale deplasarilor si lungimea cozilor) sunt folosite n principal pentru evaluarea functionarii sistemului si este foarte dificil sa fie ma surate cu precizie. Pentru a obtine masura tori acceptabile, n cazul opririlor si cozilor, trebuie instalati detectori multipli pe fiecare banda de circulatie. Numarul de locatii ale buclelor depinde de tipul programele individuale care sunt folosite. 3.5.6. CONTROLUL RETELEI RUTIERE n cazul aplicatiilor detectorilor se porneste de la cele doua variabile volumul de trafic si gradul de ocupare. Obiectivul urmarit de inginerii de trafic este de a gasi programul de semaforizare care sa corespunda fluxul maxim de trafic. Pentru a stabili progresia miscarii de-a lungul unei artere principale, sistemele de detectare sunt plasate strategic, n locatii corespunzatoare curgerii libere a fluxurilor rutiere centrale. Prin masurarea conditiilor de trafic de pe benzile centrale si benzile exterioare pot fi calculati parametrii de control, cu ajutorul unei unitati principale de supervizare. n intra rile de traversare a fluxului principal trebuie instalati detectori, ca n cazul intersectiilor cu 51control local. Controlerul arterei magistrale selecteaza un model de trafic pe baza masuratorilor efectuate asupra volumelor directionale si/sau gradul de ocupare nregistrate de detectorii plasati pe artera considerata. Tipul de control specificat pentru sistemele de control al retelei va defini tipul datelor culese de catre subsistemul de supraveghere. De exemplu, controlul zilnic nu necesita detectori deoarece se bazeaza pe operarea unui ceasornic de control. Prima generatie de operare responsiva a traficului se bazeaza pe identificarea n timp real a tendintelor traficului n interiorul retelei si identificarea arterelor celor mai ncarcate. Pentru planurile de semaforizare din generatia de tip responsiv, sunt necesari detectori n toate intrarile. Adaptarea unor criterii adecvate pentru ntocmirea programelor de semaforizare optime permite reducerea numarului de detectori mentinnd precizia planurilor de semaforizare n timp real. 3.5.7. CONTROLUL S I SUPRAVEGHEREA AUTOSTRAZII Detectorii sunt folositi, n general, pentru controlul si supravegherea autostrazilor n scopul detectarii celor doua tipuri de congestii ale traficului: congestia recurenta si cea ne-recurenta. Congestia se numeste recurenta cnd, att locatia ct si momentul producerii sunt predictibile, ca de exemplu, perioadele de vrf din cursul saptamnii. Congestia non-recurenta este definita ca avnd cauze aleatoare, incidente ocazionale, cum ar fi, blocarea vehiculelor, accidente, mprastierea ncarcaturii sau alte evenimente impredictibile. Congestia recurenta rezulta atunci cnd cererea de trafic depaseste capacitatea de circulatie a autostrazii. Masurile adoptate pentru reducerea congestiei implica descresterea cererii n perioada de vrf prin gestionarea activitatii vehiculelor. Solutiile tehnice adoptate pot fi: controlul rampelor de intrare, controlul benzilor principale, controlul conexiunilor ntre autostrazi si controlul coridoarelor de circulatie. Detectorii joaca un rol important n diminuarea congestiei recurente, n special n cazul controlul rampelor de intrare. Congestia non-recurenta este mult mai dificil de gestionat datorita faptului ca nu este previzibila. Se cunoaste ca efectele acestor evenimente neprevazute pot fi cel mai bine minimizate prin detectarea n timp real a incidentului si ndepartarea, ct mai repede cu putinta, a cauzei care l-a generat. Tehnicile de detectare constau ntr-o varietate de mijloace avansate dar costisitoare, incluznd televiziunea cu circuit nchis, supraveghere aeriana, cabine telefonice de apel n caz de urgenta, patrule de circulatie, etc. Principalii detectori, avnd un cost relativ scazut, instalati pe benzile de circulatie nu sunt att de eficienti n detectarea incidentelor, dar sunt utilizati nca pentru detectarea aparitiei congestiei n afara orelor de vrf, ceea ce semnifica, de obicei, posibila existenta a unui incident. Pot fi folositi, de asemenea, pentru a determina zona afectata de acesta. 3.5.7.1. Controlul rampelor de intrare Controlul rampelor de intrare pe autostrada reprezinta una dintre cele mai uzuale metode de limitare a numarului de vehicule ce patrund pe o autostrada aglomerata, pe durata perioadei de vrf. Controlul rampelor este n general realizat prin nchiderea acestora (ceea ce nu necesita detectori), dar si prin diferite moduri de control contorizat (de exemplu, controlul prestabilit (control sensibil la valorile de trafic), controlul convergentei fluxurilor (exploatarea intervalelor dintre vehicule si controlul integrat al rampelor). 52 3.5.7.2. nchiderea rampelor nchiderea unei rampe de intrare pe autostrada, pe durata perioadei de vrf, este cea mai simpla tehnica de limitare a vehiculelor de pe autostrada aglomerata. Metoda este, n acelasi timp, cea mai restrictiva si nepopulara pentru public. Ea poate avea ca rezultat, utilizarea sub capacitate a autostrazii sau suprancarcarea rutelor alternative atunci cnd este aplicata ntr-o situatie nepotrivita. Metoda este recomandata acolo unde, rampa de intrare introduce probleme legate de undele de soc sau aspecte negative privind integrarea fluxurilor n conditii de aglomerare. nchiderea rampelor este realizata cu bariere plasate manual, bariere automate sau/si prin semnalizare. n oricare din cazuri, nu sunt necesari detectori pentru controlul rampelor, exceptnd probabil, cazul operarii barierelor automate. 3.5.7.3. Contorizarea rampelor Contorizarea rampelor a devenit foarte repede o componenta integrata a sistemelor de control si supraveghere a autostrazilor. Contorizarea rampelor consta , n principal, n limitarea intensitatii cu care traficul poate intra pe autostrada, folosind echipamente de semaforizare, de obicei localizate pe rampa, cu putin nainte de intrarea pe autostrada . Intensitatile masurate ale traficului pot avea valori minime de 180 - 240 vehicule pe ora la valori maxime de 750 - 900 vehicule pe ora. Cnd intensitatea masurata nu este influentata direct de conditiile traficului magistral, acest control se refera la controlul prestabilit, dar aceasta nu implica, absenta detectorilor. ntr-un sistem prestabilit, functie de strategia de control folosita, pot fi folosite urmatoarele tipuri de detectori. Detector de verificare a intrarii (cererii): semnalele ra mn pe rosu pna cnd este detectat un vehicul la linia de stop a unui acces si comanda schimbarea semnalului pe verde dupa un timp de rosu minim. Detector de verificare a iesirii (trecerii): Plasat imediat dupa linia de stop, este folosit pentru a asigura intrarea unui singur vehicul, la sfrsitul timpului de verde, imediat ce vehiculul este sesizat. Detector de sir: Plasat mult naintea semnalului, este folosit pentru a preveni blocajul de circulatiei de suprafata sau de pe drumurile frontale prin sesizarea vehiculelor care ocupa o bucla, pentru o perioada de timp aleasa indicnd necesitatea de a modifica intensitatea fluxului pentru ca sirul sa se mpras tie. Detector de integrare, convergenta : Plasat n principal n zonele de contopire a fluxurilor pentru a sesiza prezenta vehiculelor asteptnd sa se integreze fluxului de baza. Sistemul de contorizare prestabilit opereaza cu un ciclu constant si poate fi ales pentru o singura intrare sau pentru contorizarea unui pluton de vehicule. Programul de semaforizare poate fi ales pentru a servi un numar de vehicule per ciclu de semaforizare. Sistemul are o serie de avantaje, printre care reducerea congestiei traficului, mbunatatirea duratei deplasarilor, costuri relativ scazute pentru instalare. Dezavantajul major consta n faptul ca sistemul nu poate raspunde automat schimba rilor conditiilor de trafic. O schema tipica a unui astfel de sistem este redata n figura 3.10. Spre deosebire de controlul contorizarii cu semnale prestabilite, contorizarea dependenta de trafic este afectata de fluxul de baza si de conditiile de trafic de pe rampa. n acest sistem valorile de trafic sunt alese pe baza masurarii n timp real a parametrilor de baza ai traficului, indicnd relatia dintre cererea la intrarea pe magistrala si capacitatea magistralei. 53 Figura 3.10. Sistem de contorizare prestabilit. Se utilizeaza aceleasi tipuri de detectori ca cei amintiti anterior. n plus, anumite sisteme includ detectori utilizati pentru a determina compozitia traficului, conditiile atmosferice si starea vremii pentru a da posibilitatea sistemului sa ia n consideratie efectele diferitilor factori asupra fluxului de trafic. O schema a acestui tip de sistem este prezentata n figura 3.11. Figura 3.11. Sistem de contorizare dependent de trafic. 54 Controlul intervalelor admisibile la integrarea n fluxul de baza este o alta forma de control al intrarilor pe autostrada cu scopul de a permite unui numar ct mai mare de vehicule sa se integreze n conditii de siguranta, fara a cauza ntreruperi semnificative fluxului de trafic de pe autostrada. Acest sistem opereaza ca raspuns la aparitia intervalelor admisibile pe banda de pe autostrada n care se vor infiltra vehiculele de pe rampa. Anumite sisteme pot include detectori pentru vehiculele care se deplaseaza cu viteza mica pentru a sesiza prezenta vehiculelor lente la intrarea pe rampa, vehicule situate ntre echipamentul de semaforizare si detectorul de integrare. 3.5.7.4. Controlul integrat al rampelor Controlul integrat al rampelor, prin definitie, reprezinta aplicarea controlului rampelor pentru o serie de intrari lund n considerare interdependenta dintre rampele controlate. Astfel, controlul fiecarei rampe se bazeaza pe relatia cerere capacitate pentru ntreg sistemul mai mult dect aceeasi relatie, aplicata fiecarei intrari individuale. Figura 3.12. Sistem de control integrat al rampelor. O tra satura semnificativa a controlului integrat al rampelor este interconectarea dintre controlerele de rampa ceea ce permite ca conditiilor existente ntr-o intrare sa influenteze valoarea fluxului rutier a celorlalte intrari. Planurile de semaforizare n timp real sunt calculate si actualizate de ca tre un computer central, pe baza informatiilor obtinute de la detectorii localizati de-a lungul sistemului. O reprezentare schematica a unui astfel de sistem este redata n figura 3.12. 55 3. 6. ALTE APLICATII ALE TEHNOLOGIILOR DE DETECTARE Detectorii de trafic sunt utilizati n multiple aplicatii, altele dect detectarea traficului n intersectiile semaforizate si controlul autostrazilor. Aceste aplicatii includ monitorizarea vitezei, numa ratori ale volumelor de trafic, clasificarea vehiculelor si aplicatii privind siguranta. 3. 6.1. MONITORIZAREA VITEZEI Cnd au apa rut primele restrictii de viteza, studiile au fost ndreptate spre evaluarea echipamentelor disponibile n acest scop. Se dispunea de patru tipuri diferite de senzori: bucla inductiva, tuburi pneumatice, cabluri piezo-electrice si nregistrare pe casete. Dintre toate, si n aceasta aplicatie, cea mai favorabila alternativa a oferit-o detectorul tip bucla. Caracteristicile optime ale unei unitati de detectare pentru masurarea vitezei au fost considerate: autoreglaj pentru a reduce abaterea; timp de raspuns scurt de la interceptarea unei treceri; sensibilitate nalta fara ntrzieri apreciabile de timp; localizare precisa a vehiculului la nceputul si la sfrsitul detectarii independent de viteza vehiculului sau de lungimea cablului de racordare. Cnd sunt folosite doua bucle pentru a masura viteza, buclele inductive vor fi suficient de mari pentru a sesiza vehiculele puternice si pentru a furniza o amprenta definita de unda frontala de iesire, daca vehiculul trece peste bucla cu o diferenta orict de mica de timp ntre diferitele tipuri de vehicule. Buclele trebuie plasate suficient de departe astfel nct orice diferenta ntre momentul intercepta rii a celor doua circuite ale buclelor detectoare este mica cnd se compara cu momentul trecerii de la prima la cea de-a doua bucla. n ma surarea vitezelor s-au dovedit eficiente buclele de dimensiunea 1,5 x 1,8 m, a caror alegere depinde de latimea benzii de circulatie. Este permis un spatiu de cel putin 0,8 m de la axul drumului la marginea buclei pentru a evita activarea de ca tre traficul benzii ala turate. Pentru benzile avnd o latime de 3,6 m, ar trebui folosita o bucla de 1,8 x 1,8 m pentru a garanta ca nu sunt omise date. Figura 3.13. Amplasarea buclei inductive pentru masurarea vitezei. Distanta dintre bucle, n cazul masurarii vitezei, se recomanda sa fie de 4,9 m ntre marginile cablului celor doua bucle de 1,8 m. Sensibilitatea celor doua unitati de detectare trebuie setata la aceeasi valoare, n caz contrar - timpul de raspuns fiind legat direct de sensibilitate vor fi introduse erori de masurare. 56 nca din anii 1980, au fost obtinuti timpi de ra spuns foarte buni datorita utilizarii tehnologiei noilor componente electronice. Un exemplu de plasare a detectorilor pentru masurarea vitezei este prezentat n figura 3.13. n cazul circulatiei pe autostrada, din conditii de siguranta a traficului, sunt monitorizate vitezele, fiind astfel identificate vehiculele cu viteze superioare vitezei limita admise. Pentru a se diminua riscul unui potential accident, n astfel de locatii este eficient un sistem de masurare a vitezei si avertizarea conducatorilor auto, prin intermediul semnalelor intermitente, asupra vitezei de deplasare potrivite. Pentru conducatorii care depasesc viteza admisa, apare mesajul NCETINESTE SAU ATI DEPAS IT VITEZA LIMITA. n anumite situatii, geometria intersectiilor mpiedica observarea semnalelor luminoase de catre conducatorii auto, pentru a putea reactiona n timp util. n plus, pot exista piedici legate de distantele de vizibilitate datorate obstacolelor fixe nalte, cum ar fi poduri sau copaci, si care nu pot fi deplasate. Rezolvarea unor astfel de situatii necesita semnale avertiznd asupra necesitatii limitarii vitezei sau chiar a opririi automobilului. Criteriile utilizate n dezvoltarea acestui tip de sistem de avertizare includ: Montarea semnului alaturi de drum sau suspendat la cel putin 5,2 m deasupra solului, literele avnd 30 cm naltime si balize plasate la 30 cm. Afisarea mesajului PREGATESTE OPRIREA LA SEMNALUL INTERMITENT 3.6.2. CLASIFICAREA SI NUMARAREA VEHICULELOR Buclele inductive au nlocuit n ultimul deceniu tuburile pneumatice utilizate pentru numararea vehiculelor. Tuburile traversau drumurile fiind vulnerabile la uzura si rupere n timpul trecerii vehiculelor. Buclele inductive ncorporate n drum constituie mijloace de masurare mult mai eficiente. Mai mult, n cazul unei defectari a buclei, numararea se opreste. n cazul tuburilor pneumatice, nainte de defectare apar distorsiuni de numarare. Un alt avantaj al buclelor inductive consta n faptul ca bucla detectoare produce un singur semnal de iesire pentru cele mai multe vehicule, semnal cu privire la numarul puntilor, ceea ce furnizeaza o acuratete sporita datelor. Comparativ cu de nregistra rile de trafic conventionale, un numar tot mai crescut de sisteme de semaforizare computerizate folosesc detectori pentru a furniza date asupra volumelor de vehicule. Datele colectate sunt transmise direct spre sistemele de computere care controleaza programul de semaforizare. 3.6.2.1. Numararea vehiculelor cu bucle detectoare Cnd numararea vehiculelor se face pe benzi multiple, nu se recomanda folosirea unei singure bucle care sa traverseze toate benzile. n aceasta situatie daca un vehicul de pe o anumita banda de circulatie pa trunde pe bucla, nainte ca cel de pe banda alaturata sa fi trecut de bucla , este nregistrat doar un impuls continuu. Aceasta va conduce la valori ale traficului, situate mult sub cele reale. Cnd disciplina benzii de circulatie este respectata (de ex. fluxurile de trafic si pastreaza banda de deplasare), se instaleaza cte o bucla inductiva pentru fiecare banda de circulatie. n cazul cnd se constata schimbarea permanenta a benzilor de deplasare se recomanda instalarea unei bucle inductive ntre benzi, asa cum este prezentat n figura 3.14. n mod ideal, buclele ar trebui plasate n concordanta cu urma toarele restrictii: cel mai lat vehicul nu va ncaleca mai mult de doua bucle; 57 cel mai ngust vehicul nu va trece printre doua bucle; doua vehicule alaturate pot sa traverseze trei bucle. Figura 3.14. Amplasarea celor trei bucle inductive pentru numararea vehiculelor. Figura 3.14 prezinta trei bucle amplasate pentru un drum cu doua benzi de circulatie. Operarea buclelor A, B si C produce imediat o nregistrare. Operarea comuna a buclelor A si C mpreuna sau A, B si C mpreuna produce o prima nregistrare si, dupa o scurta ntrziere, a doua nregistrare. Operarea buclelor singulare sau perechi nvecinate (A si B, sau B si genereaza numai o nregistrare, dar operarea buclelor A si C simultan produce o nregistrare urmata de a doua la un interval mic de timp. 3.6.2.2. nregistrari cu bucle inductive lungi Numararea vehiculelor poate fi realizata, de asemenea, cu bucle inductive lungi sau cu bucle scurte n serie. Acuratetea datelor n cazul masuratorilor realizate cu ajutorul unei singure bucle de orice marime nu poate fi mai mare dect 95%. Acuratetea datelor provenind de la patru bucle scurte legate n serie este mai scazuta deoarece configuratia prezinta o problema de analiza foarte complexa ceea ce reduce precizia. Aceasta capabilitate se poate dovedi a fi o perfectionare majora pentru tehnologia de detectare cu bucle inductive. 3.6.2.3. Detectarea directionala Cnd este necesar sa se faca distinctia ntre directiile de deplasare (de exemplu n cazul traficului de pe benzile reversibile) se folosesc doua bucle, doua canale de detectare, si o logica directionala, figura 3.15. Cu acest sistem, se pot obtine nregistrari separate n concordanta cu directia de deplasare. O alta varianta este activarea buclei potrivite, functie de momentul zilei, o data cu semnalul de control al benzii reversibile. Figura 3.15. Detectare directionala. 58 3.6.3. BUCLE TEMPORARE Dezvoltarea din ultimii ani a tehnologiilor de detectare a permis aparitia unor bucle avnd un raport cost/beneficiu acceptabil si care raspund nevoilor de monitorizare a vitezelor vehiculelor, nregistrarea volumelor de trafic, clasificarea vehiculelor si a cnta ririi din mers a vehiculelor. 5.6.3.1. Bucla tip covor Este un tip de bucla de detectare care consta dintr-un covor de cauciuc n care sunt ncorporate bucle multiple. Covorul are, de obicei, o latime mai mica dect buclele instalate clasic. Marimile standard variaza de la 1,2 x 1,8 m la 0,9 x 1,9 m. Figura 3.16. Detector tip covor cu bucle inductive. Covorul se pozitioneaza pe mijlocul unei benzi de circulatie cu lungimea paralela cu directia fluxului de trafic, astfel nct, cea mai mare parte a traficului, va trece peste acest echipament. Un mod obisnuit de instalare a acestui tip de detector este prezentat n figura 3.16. Covorul este prins de drum cu ajutorul unor cuie si saibe de etansare. Pentru a evita riscul ruperii marginilor, peste acesta este montat un alt covor, adeziv, cu dimensiuni ce depasesc marginile cu 7,5 cm. Racordarea echipamentului de colectare la covorul cu detectori este realizata prin intermediul ramei dintre cele doua straturi. Dezavantajul unui astfel de covor consta n fiabilitatea scazuta n cazul traficului greu. 3.6.3.2. Dispozitive de clasificare a vehiculelor La baza realizarii studiilor de trafic este plasat procesul de numarare a vehiculelor si n special nregistrarea vehiculelor pe categorii. Exista, la aceasta ora mai multe tipuri de echipamente de nregistrare. Cele mai multe dispozitive folosesc echipamente de detectare a puntilor pentru a obtine informatia necesara clasificarii vehiculelor. Echipamentele moderne permit att nregistrarea si clasificarea vehiculelor, ct si monitorizarea si raportarea conditiilor meteorologice. Unitatea instalata n drum, a acestui sistem consta dintr-un senzor electronic, un micro-computer si echipamente pentru monitorizarea conditiilor de mediu putnd sa masoare temperatura la suprafata drumului, starea pavajului (umed sau uscat), precum si vizibilitatea. Senzorul electronic opereaza prin detectarea micilor perturbatii ale cmpului energetic care sunt apoi procesate de catre micro-computerul de viteza mare. La trecerea vehiculului peste, sau aproape, de unitatea de detectare din drum, se realizata o nregistrare n timp real asupra profilului complet al ntregii sale lungimi. La detectarea unui vehicul, se efectueaza nregistrarea si este calculata viteza. Cunoscnd viteza, calculatorul determina lungimea vehiculului si, pe baza informatiilor din program, determina tipul vehiculului. Datele pot fi stocate si/sau transferate si, la cerere, tiparite sau transmite prin modem catre computerul central. 59 3.6.4. DETECTORI PENTRU PIETONI Dispozitivele actuale de control al traficului necesita, pe lnga detectarea vehiculelor si detectarea pietonilor. Opus principiului de detectare a vehiculului, pietonii nu modifica cmpul magnetic sau nu produc variatii ale inductantei. n plus, pietonii nu au un traseu specific spre o anumita destinatie si nici nu se poate astepta sa actioneze ntr-un anumit mod pentru a-si face simtita prezenta la un semafor. Figura 3.17. Detector activ pentru pietoni. Detectorul tip buton este cea mai obisnuita forma de detectare utilizata de pietoni. Detectorul este actionat de catre un pieton care, apasnd butonul produce nchiderea unui contact. Astfel, este permisa trecerea unui curent de mica intensitate ca tre controlerul de trafic care nregistreaza o cerere de serviciu pentru pietoni. Detectorii pentru pietoni pot fi pasivi, ca cel descris anterior, sau activi. Detectorul activ ofera un raspuns cnd este activat, prin afisarea unui semnal luminos sau un mesaj care invita pietonul sa astepte, n plus poate da informatii cu privire la timpul disponibil pentru traversare, afisnd numararea inversa (fig. 3.17). Perfectionarea tehnologiilor recente bazate pe microunde indica faptul ca detectorii de prezenta destinati pietonilor pot fi viabili, figura 3.18. Un senzor utiliznd aceasta tehnologie este instalat suspendat sau n bataia semaforului si detecteaza prezenta continua a unui obiect din cmpul de vedere. b) a) Figura 3.18. Detectori cu microunde pentru detectarea pietonilor care stationeaza pe trotuar (a) sau se deplaseaza ncet pe trecerea de pietoni (b). Covoarele de presiune, asemana toare celui destinat nchiderii automate a usilor, sunt folosite n anumite locatii pentru detectarea pietonilor. Acestea sunt instalate pe trotuar, aproape de trecerea de pietoni. Cnd un pieton sta pe covor, este nchis un contact si se transmite un semnal catre controler. Covorul nu poate identifica directia, astfel nct poate fi nregistrat un semnal fals. 60