Le besoin!
L'un des problèmes majeurs rencontrés dans toute ville métropolitaine est la congestion du trafic. Se retrouver coincé entre un trafic intense est un casse-tête pour chaque personne conduisant le véhicule et même pour la police de la circulation dans le contrôle de la circulation.
L'un des moyens les plus anciens de gérer le trafic était de déployer un agent de la circulation à chaque intersection et de contrôler manuellement l'afflux de trafic grâce à la signalisation manuelle. Cependant, cela était assez encombrant et puis est venu le besoin d'un type de contrôle différent - utilisant les feux de signalisation.
Les contrôleurs de feux de signalisation traditionnels utilisaient un horaire fixe prédéterminé pour l'afflux de trafic dans chaque direction de la jonction. Le contrôleur était un contrôleur électromécanique qui se compose de systèmes mécaniques fonctionnant électriquement. Il se compose de trois parties principales: une minuterie à cadran, un solénoïde et un ensemble de came. Un moteur et un ensemble d'engrenages actionnent la minuterie à cadran qui à son tour est responsable de la mise sous tension ou de la mise hors tension d'un solénoïde qui à son tour actionne un ensemble de came qui sont responsables de fournir du courant à chaque indication de signal. La minuterie de numérotation est utilisée pour fournir la répétition d'intervalles de durée fixe.
Cependant, l'idée même d'un contrôleur de feux de signalisation à heure fixe n'est pas pratique pour les villes où le flux de trafic est variable. Pour cette raison, un système de contrôle dynamique du trafic est nécessaire, qui contrôle les feux de signalisation en fonction de la densité du trafic.
À quoi ressemble un système de contrôle dynamique du trafic?
- Un écran: C'est la base affichage des feux de circulation que le conducteur du véhicule ou le navetteur peuvent voir. Il peut s'agir d'une lampe à décharge à incandescence classique ou d'un agencement de LED.
Un affichage des feux de circulation
- Une unité de détection: C'est l'unité qui détecte la présence de véhicules et transmet ces informations au contrôleur pour traitement.
Il existe pratiquement deux types de détecteurs:
- Détecteur de boucle inductif: Il se compose d'une bobine de fil noyée dans une rainure sur la surface de la route qui est scellée avec un caoutchouc. Il détecte le changement de fréquence. La bobine d'inductance est connectée au détecteur qui détecte le changement de fréquence de résonance de la boucle de bobine et commande en conséquence le déclenchement du relais qui est utilisé pour déclencher les feux de signalisation. Fondamentalement, cela fonctionne sur le principe que lorsqu'une voiture se déplace sur la bobine d'inductance, l'inductance de la bobine diminue. Cette inductance diminuée fait augmenter la fréquence de résonance ou d'oscillation et l'unité électronique envoie en conséquence des impulsions électriques à l'unité de commande pour commander la commutation des feux de signalisation. Cependant, un inconvénient d'un tel système est que les boucles d'inductance sont sujettes aux interférences électromagnétiques, c'est-à-dire que le rayonnement électromagnétique d'autres dispositifs peut également affecter le champ magnétique et donc l'inductance de la bobine. Ils sont également plus sujets aux pannes et nécessitent des coûts d'installation élevés et provoquent également des perturbations du trafic.
Contrôle des feux de circulation à l'aide d'un détecteur de boucle inductif
- Capteurs montés sur les pôles: Il peut s'agir d'un simple agencement de photodiode IRLED ou d'une unité de détection vidéo qui peut détecter la présence de véhicules. Cela fonctionne sur le principe que lorsqu'une voiture passe entre l'émetteur IR et le récepteur IR, la lumière IR est bloquée et, par conséquent, la résistance de la photodiode augmente. Ce changement de résistance peut être converti en impulsions électriques, utilisées pour contrôler les feux de signalisation.
Contrôle des feux de circulation à l'aide de capteurs montés sur des poteaux
- Une unité de contrôle: C'est l'unité qui reçoit la sortie du détecteur qui donne une indication de la présence de véhicules et effectue ainsi un calcul de la densité du trafic et commande en conséquence l'unité d'affichage. Il peut s'agir d'un ordinateur à microprocesseur ou d'un simple microcontrôleur.
Une unité de contrôle
Une démonstration simple du contrôle des feux de circulation basé sur la densité à l'aide de capteurs IR
Un prototype de système de contrôle des feux de circulation peut être réalisé à l'aide de capteurs infrarouges ainsi que d'un microcontrôleur et de LED qui peuvent s'avérer utiles pour l'application en temps réel du contrôle des feux de circulation en fonction de la densité du trafic. La jonction considérée ici est une jonction à 4 côtés avec un flux de trafic de chaque côté dans un seul sens. Le système comprend les trois composants principaux suivants:
- Unité d'affichage: Il se compose de 3 LED - Vert, Rouge et Ambre de chaque côté de la jonction, avec un total de 12 LED.
- Unité de détection: Il se compose d'un agencement de photodiode et d'une combinaison de LED IR à chaque jonction qui détecte la présence de véhicules en détectant le changement de résistance.
- Unité de contrôle: Il se compose d'un microcontrôleur qui reçoit la sortie du capteur IR et contrôle en conséquence l'éclat des LED
Un prototype de contrôle des feux de circulation basé sur la densité
Schéma fonctionnel montrant le contrôle des feux de circulation basé sur la densité
Dans des conditions normales, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de véhicule sur la route, l'émetteur IR ou la LED IR transmet la lumière IR qui est reçue par la photodiode, qui commence à conduire. Lorsque la photodiode conduit, le transistor correspondant conduit également en donnant une sortie de signal logique bas à le microcontrôleur . Le même principe fonctionne pour tous les autres agencements capteur-transistor IR. Le microcontrôleur fait briller chaque LED pendant une durée fixe.
Maintenant, s'il y a présence de véhicules, la communication entre l'émetteur IR et le récepteur est interrompue, c'est-à-dire que la photodiode reçoit moins ou pas de lumière de la diode IR et en conséquence le courant de base vers le transistor diminue, ce qui fait finalement passer le conducteur à hors condition. Cela provoque une sortie de signal logique haut du transistor vers le microcontrôleur. Le microcontrôleur modifie en conséquence le temps d'éclat de la LED verte de la jonction correspondante à une valeur plus élevée.
Ainsi, à mesure que le nombre de véhicules augmente, le feu vert s'allume plus longtemps, permettant un écoulement rapide du trafic du côté de la jonction.
Alors maintenant, nous avons eu une brève idée sur le contrôle des signaux de trafic en utilisant différents moyens. Que diriez-vous d'un contrôle via le véhicule lui-même, comme une communication entre le véhicule et les feux de signalisation. Ce système est déjà utilisé dans certaines parties du monde. Apprenez à en savoir plus et donnez votre avis.
Crédit photo:
- Affichage des feux de circulation par wikimedia
- Unité de contrôle par crypté-tbn3
