交通信号灯如何感应车辆的接近?


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一些交通信号灯不是定期运行,而是检测汽车何时在附近,然后变绿。我听说他们使用嵌入在道路上的磁传感器来感应附近的汽车。它是否正确?他们也使用其他方式吗?


我们如何触发所谓的虚拟探测器?如果我没看错的话,这个虚拟探测器不是物理实体,而是真正的感应环路探测器,对吗?
user3571284

@ user3571284:虚拟探测器通常是物理探测器的组合:方向,速度,队列都基于一对物理探测器,并且控制器通过观察物理探测器的激活方式来产生信号。可以通过交通程序基于逻辑条件,来自外部源(其他控制器,中央控制系统,某些传感器,用户输入)的信号来激活“真正虚拟”检测器。
SF。

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有趣的事实:许多带有地下回路的较旧的灯都不会接摩托车。当您在深夜行驶且交通很少时,您几乎必须运行某些红灯,因为它们永远不会为您改变。
JPhi1618

Answers:


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如之前其他人所述,感应回路是最主要的方法-最可靠的方法:将线圈(通常只有几个回路)埋在道路上;如果从发电机馈入给定的频率,则在存在金属的情况下,LC电路的频率会发生变化,并且传感器电路会检测到频率的变化,从而产生存在信号。在某些情况下,它们可能无法检测到自行车,但由于不受天气影响(或者更确切地说,检测电路会因天气原因而导致频率缓慢变化),因此它们最常见,并且可以避免意外错误积极的。请注意,环路可以是局部的(〜2m大小),也可以覆盖车道的较长部分。

可以通过以下卡片进行检测: 在此处输入图片说明

并通过将导线铺设在这样的凹槽中而制成的感应环: 在此处输入图片说明

或在施工时放置在路面下的管道中(照片中是用于电车检测的环路,但预建的环路类似)

在此处输入图片说明

视频检测-连接到具有通过专用软件定义的“检测区域”的专用卡的摄像机可以检测车辆。它们容易受到恶劣天气的影响,并且容易因汽车前灯的眩光,邻居车道上的车辆阴影等产生误报,但在某些情况下-主要是在路面无法安装检测环的情况下(碎石或不良路面),是首选。另外,视频检测卡比用于检测回路的卡贵得多。在此处输入图片说明

很少使用的技术,例如地磁技术(检测磁场变化;这些技术在很大程度上取决于车辆的尺寸,因此大型卡车可以在相邻车道上触发传感器,但它们更耐用),雷达(仅检测移动的车辆)* -但经常用于检测行人,因为行人很少保持不动,所以使用激光(测量到路面的距离;以车辆的方式改变测得的距离。非常可靠,但仅是点检测,没有区域检测)。

下图是一个地磁传感器: 在此处输入图片说明 在此处输入图片说明

和雷达传感器(行人和自行车近距离,汽车远距离): 在此处输入图片说明 在此处输入图片说明

我听说过气动和压电式,但从未见过将它们用于交通控制中-可能是磨损和耐用性问题。我知道这些用于停车场的自动障碍,但它们显然支持较低的交通量。

对于城市交通,这些车辆配备了带短程无线电(最大500m)和GPS的车载计算机,并且向交通系统广播有关输入预定义“检查点”的消息以及有关预期的转弯方向,延误时间表等原因,使控制器可以优先考虑。另一种选择是将车辆位置馈送到中央单元的系统,然后该中央单元会与控制器联系,以获取有关优先考虑这些车辆的消息。

最后但并非最不重要的一点是,检测特定频率的频闪灯的摄像机/传感器会优先考虑即将到来的应急车辆。(并为有问题的车辆拍照,以防止滥用。)

控制器可以相互通信,并共享其检测器状态,因此两个控制器可以使用彼此的检测器,例如,当它们距离彼此很近时。

彼此之间相距不远(〜1m)的两个感应回路用于确定车辆的速度和长度,从而可以适应更长或更慢的车辆。成对的检测回路彼此接近的另一种应用是在定向检测器中-根据相邻回路被激活的顺序,可以确定车辆的行驶方向。这很少用于汽车,但是如果一条双向行驶的有轨电车(街车)的一条铁路线横穿马路,则相同的两对检测器可以激活车辆的绿灯,然后将其注册为横穿马路,无论线对可以产生“接近/离开”信号。

一种特殊的“虚拟”检测器,由一个车道中的两个回路以相当远的距离组成,可以测量汽车排队的长度,从而可以预测腾出车道所需的时间(并使“时间倒数显示”成为现实)。

另一种特殊类型的检测器是“阻塞”检测器,它位于十字路口(摄像机)的中间或后面,在“出发”车道上(通常是检测回路);其目的是延迟/阻塞进入,直到人行横道腾空为止,或者如果在“出口”车道上形成的交通堵塞和新车辆无法驶离,则阻止阻塞人行横道。

请注意,这是“标准”设置,但是由于控制器可以接受标准化的24V /“接触”信号,因此可以使用任何通用信号源,例如红外遥控器,以使在0.1%的情况下可以使用该特定方向可以由拥有房屋的所有者通过带车道的车道直接驶入十字路口激活,也可以由工厂大门的手动扳机激活,以使卡车能够进/出,或者根据需要进行操作。

以下是通用的16输入/ 16输出卡。这些通常用于行人按钮(和灯),但它们可以提供来自任意信号源的信号并控制任意端点设备。 在此处输入图片说明

在某些城市中,探测器以两种“成对”的方式工作。例如,检测环对于检测车辆非常可靠,但是运输过程中产生的机械应力可能会损坏它们,而对其进行修理并不是一件容易的事。该卡可以检测到损坏的回路(通常开路->无频率或短路->很高频率),在这种情况下,控制器开始使用备用传感器,例如雷达或激光。

只是其中一个控制器的屏幕截图,其中显示了地图,检测器实时显示了其状态(蓝色=激活)。请注意,最右边的检测器-它不属于此控制器;它是来自邻居控制器的复合数据,因此连接这两个地方的短路不会变得拥挤-只要有车辆在潜在的拥挤区域等待,就不会再允许其他方向的汽车进入。 在此处输入图片说明

*请注意,尽管雷达探测器只能探测行驶中的汽车,但这并不意味着它们不能用作独立的解决方案(“正义支持”)。有时,感应环路也放置在错误的位置(由于各种原因,投资者的无能,并非最不重要),因此汽车停在它们之间/之间,并且在红灯期间不会触发它们。这仍然不是一个很大的问题,因为任何检测器都可以设置为带有“内存”的检测器。任何车辆即使瞬间激活了这种检测器,也会使其保持激活状态,直到相关车道上的绿灯亮起,然后在绿灯亮时充当正常状态(“健忘”)。还要注意,这是行人按钮的默认行为。

当然这不是理想的,因为车辆可能会在从绿色变为红色的过程中恰好卡在检测区域之外,或者(例如由于驾驶员的过失)完全错过了整个绿色周期。尽管如此,这些还是相对罕见的情况,尤其是另一辆接近的车辆通常无论如何都会触发探测器。


非常详细的答案,谢谢。我不知道城市交通车辆是交通系统的优先事项,尽管这样做当然是有道理的。还了解到控制器可以由通用源激活。谢谢!
FullmetalEngineer

顺便说一句-感应环检测到​​的摩托车,踏板车或类似车辆的问题有据可查,因此,美国的某些州和我确定世界其他地方和国家都允许使用这些车辆在安全的情况下合法地开红灯,并且很明显没有检测到他们的车辆(即,他们不必等待20分钟左右,当凌晨3点时,汽车就被困在了触发的交通信号灯。)
Trevor Archibald

@TrevorArchibald:几乎所有现代检测回路系统都可以轻松找到摩托车,踏板车和普通钢制自行车。铝和碳纤维自行车是一个问题。请注意,从底部到路面的距离起着很大的作用,因此大多数摩托车比高悬架的卡车更容易被发现!
SF。

@SF,即使是大轮胎的卡车,单个车轮中的金属也可能比整辆自行车中的金属更多(摩托车问题不大),因此,如果车轮在环形区域内,则更有可能被发现。
克里斯H

@ChrisH:循环不会跨越通道的整个宽度。汽车经常“跨骑”较长的汽车,平行四边形或类似形状的汽车通常位于汽车的前轮和后轮之间。加上大轮胎,使车轮更远。是的,如果轮子在回圈区域内-通常不是。(好吧,不知道检测器的骑车人也倾向于停在车道的侧面...)
SF。

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通常使用两种技术。

首先是感应环路切入路面。车身中的金属在车辆经过回路时会在回路中感应出电流。

(来自维基百科的公共领域图片)

另一个是摄像头/雷达(用于移动车辆的多普勒微波或用于在停车线的静态车辆的红外),通常安装在交通信号灯的顶部:

在此处输入图片说明(图片来自英国DfT存档网站

还有其他一些技术,其中包括罕见的特殊情况下的可见光摄像头,这是非常罕见的。以及用于临时照明的气动回路。哦,某处的某人可能也使用了压电传感器。


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实际上,第二个是雷达,而不是照相机
棘轮怪胎2015年

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感应环路对于按需切换最可靠。尽管不利的一面是,由于很难检测到金属,因此摩托车更难检测。碳纤维汽车也存在类似的问题。

雷达通常仅用于延长绿灯时间,因为它只能可靠地检测正在行驶的车辆。

一些路口使用相机和图像识别来触发虚拟探测器。这些具有的优势是它可以处理在十字路口处卸下卡车的情况(忽略它并移动要检测的位置到它旁边)。

可以为公共交通工具(电车和公共汽车)配备应答器,这些应答器记录特殊的循环,从而使交叉路口控制器可以知道公交车需要走的路,并尽早将其设为绿色,并将绿色扩展到正常范围之外(或将其设为绿色)。完全没有)。

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