Semafoare Pentru Dirijarea Circulatiei

Cuprins:

Introducere. Prezentarea generala a temei abodrdate.

Sisteme de detectie a vehiculelor. Sisteme inteligente de transport public.

Sisteme de identificare a vehiculelor.(nr de inmatriculare, GPS, Radio,Balize

Sisteme pentru managementul traficului – asigurarea prioritatii.

Partea practica:

Prezentare generala

Schema bloc

Schema electrica

Calcule pentru elementele componente

Elemente de fiabilitate

Calcul economic

Memoriu justificativ

Sisteme de prioritizare pentru transportul public urban

Transportul public urban constituie una dintre cele mai importante functii ale unui oras, deoarece prin intermediul acestuia se asigura unitatea si coerenta tuturor activitatilor sale.

Congestionarea traficului reprezinta o problema din ce in ce mai mare in orasele din intreaga lume. Aglomeratia, intarzierile, accidentele sau alte astfel de situatii neplacute sunt intalnite zilnic peste tot in lume, iar aceste neplaceri pot fi indepartate cu ajutorul sistemelor de prioritizare pentru transportul public urban.

Tema proiectului meu este: “Sisteme de prioritizare pentru transportul public urban”. Am ales aceasta tema deoarce consider ca prezinta un interes foarte mare si de asemenea, consider ca sistemele de prioritizare pentru transportul public urban se afla in plina dezvoltare, atat ele cat si numeroase aplicatii ce se pot dezvolta in jurul lor sau sunt deja dezvoltate. Prin dezvoltarea acestor sisteme, putem reduce intarzierile si congestiile din trafic, putem spori confortul, precum si siguranta participantilor la traficul rutier.

Introducere

Inginerii din transporturi din întreaga lume se confrunta cu provocarea de a oferi mai multe sisteme de transport eficiente si sigure. Avand in vedere cresterea continua a cererii de calatorie si constrangerile din jurul modalitatilor traditionale de a spori capacitatea de transport, atentia este acordata costurilor alternative eficiente potentiale pentru a creste eficienta sistemului fara investitii majore in infrastructura. Astfel de strategii de management ale sistemului de transport au evoluat de-a lungul anilor ca alternative potentiale ale costului eficient pentu a sustine presiunea imensa asupra sistemului de transport, mai ales in zonele urbane. O strategie luata in considerare pentru a spori eficienta sigurantei serviciului de transport public este prioritizarea sistemului de tranzit.

Ineficienta sistemelor urbane pentru autobuze poate fi atribuita in mare parte întarzierii care are loc în intersectiile semnalizate. Cercetarile anterioare arata ca întarzierea prin oprire la intersectii cuprinde aproximativ 20% din intarzaierea de tranzit totala. Cu dezvoltarea rapida a tehnologiei comunicarii, mult mai multe jurisdictii au in vedere sisteme avansate de control al semnalului si strategii de prioritizare. Un avantaj al unor astfel de sisteme de control este ca acestea se pot adapta la schimbarile cererilor din trafic. Astfel de sisteme pot functiona mai bine in diferite niveluri ale cererii si pot fi proiectate pentru a identifica un anumit tip de vehicul, cum ar fi vehiculele de tranzit, pentru a oferi o forma de control a prioritizarii.

Mai mult de doua decenii, operatorii de tranzit si inginerii de trafic au implementat si evaluat sistemele de prioritizare a semnalului de trafic pentru tranzit cu diferite grade de succes. Cercetarile au aratat ca strategiile de prioritizare pot contribui la cresterea calitatii serviciilor de tranzit, dar in acelasi timp este important de remarcat potentialele efecte negative asupra altor utilizatori. Eforturile de cercetare in curs de desfasurare din intreaga lume reflecta interesul în randul profesionistilor de a examina beneficiile potentiale si de a cuantifica impactul acestor strategii asupra intregului sistem de transport.

1.1 Semafoare pentru dirijarea circulatiei

Semaforul reprezinta cea mai cunoscuta modalitate de dirijare a traficului in mediul urban. Primul semafor a fost instalat la Londra pe data de 10 decembrie 1868, functionand cu gaz avand un mecanism cu levier actionat de un politist. In Cleveland, Ohio a fost instalat primul semafor electric cu doua indicatii “stop” si “liber”, iar in anul 1918 a fost inaugurat primul semafor cu trei indicatii la New York. In Romania, primul semafor a fost montat in anul 1929 in Bucuresti.

Semafoarele moderne pot avea una sau trei/patru unitati luminoase, fiind implementati algoritmi care sa nu permita intrarea simultana in intersectie a vehiculelor de pe directii concurente.

Schemele uzuale sunt elaborate astfel incat sa asigure indeplinirea functiilor daca toate elementele sunt in stare buna. In cazul in care apare o defectiune exista doua optiuni: galben clipitor sau intreruperea alimentarii pentru toate semafoarele din intersectie, circulatia functionand in continuare pe baza indicatoarelor rutiere existente.

Automate de trafic

Una din cele mai importante verigi ale lantului de echipamente pentru semaforizare centralizata o reprezinta automatele de trafic. Automatul de trafic este direct raspunzator de siguranta circulatiei intr-o intersectie semnalizata, de aceea el trebuie sa indeplineasca o serie de functii de siguranta. Printre cele mai importante caracteristici se pot aminti:

Moduri de lucru:

Functionare in regim centralizat;

Functionare in regim local pe baza de istoric;

Functionare in regim de avarie;

Functionare local adaptiva;

Functionare in corelare de tip “unda verde”.

Protectii:

Protectie la verde antagonist – regim de functionare decuplat;

Protectie la blocare pe stare – regim de semaforizare decuplat;

Protectie la rosu ars;

Protectie la bec ars – sa nu se modifice regimul de functionare;

Protectie la bec aprins in lipsa comenzii – sa nu se modifice regimul de functionare;

Supravegherea circuitelor de comanda a cartelelor de executie;

Supravegherea permanenta a comenzilor de la butoane;

Verificarea permanenta a detectoarelor de prezenta;

Verificarea ciclica a resurselor hardware din unitatea centrala;

Verificarea modului de functionare al echipamentului;

Verificarea in permanenta a comenzilor primite de la master prin comunicatia seriala;

Verificarea concordantei intre comanda semafoarelor si matricea de verde antagonist.

Caracteristici de comanda a semaforizarii:

Comanda secventiala a semafoarelor din intersectie in cadrul mai multor programe de semaforizare (diurne si nocturne) ai caror parametri (durate, faze, structura planurilor de semaforizare sunt inregistrati intr-o memorie nevolatila);

Trecerea de la un program de semaforizare la altul trebuie sa se efectueze fara discontinuitate de faza si de culoare;

Timpii sa poata fi programati pentru duratele de galben intermitent si rosu general din programul de capat;

Numarul maxim de stari sa fie variabil;

Durata ciclului de functionare sa fie variabila;

Repornire automata cu sincronizare orara, in cazul intreruperii accidentale a tensiunii de alimentare;

Precizia de reglare a ceasului: minimum 1 secunda;

Repornire automata cu sincronizare orara, in cazul intreruperii accidentale a tensiunii de alimentare;

Precizia de reglare a ceasului: minimum 1 secunda;

Posibilitate de reglare a ceasului;

Realizarea oricarei succesiuni si durate de culoare pe semafor;

Posibilitati multiple de microreglare prin adaptarea in timp real a duratelor permisiunilor de verde pe diferite cai de acces, functie de semnalele furnizate de detectoarele de prelungire utilizate;

Acordarea de faze la cerere in functie de semnalele date de detectoarele de cerere sau butoanele pietonale utilizate;

Efectuarea cu prioritate a unor faze de ciurculatie in functie de cererile inregistrate de la detectoarele de asteptare;

Alegerea programului de functionare pe baza analizelor de trafic locale sau a comenzilor primite de la un echipament ierarhic superior;

Raportarea automaata la distanta a defectarilor, caderilor de tensiune sau deschiderii neautorizate a panoului frontal.

Programarea controlerului poate fi realizata local de la un PC sau prin panoul de control al controlerului si telecomandat printr-un protocol de comunicatie.

In cazul intersectiilor in care automatele functioneaza in regim de “unda verde”, acestea sunt sincronizate temporal cu ajutorul unu ceas unic, considerat etalon universal, accesibil la fiecare automat de trafic in parte. Pentru aceasta, se utilizeaza in fiecare amplasament cate un receptor de timp GPS.

1.2 Senzori pentru monitorizarea traficului

Traficul auto creste constant si asigurarea unor conditii normale pentru circulatia autovehiculelor reprezinta o responsabilitate a guvernelor. Monitorizarea traficului de autovehicule actual nu poate fi realizata fara ajutorul senzorilor. Exista o larga gama de senzori care pot fi utilizati in acest scop: senzori pentru determinarea vitezei, dimensiunilor vehiculelor (lungime, latime, inaltime), greutatii, senzori de poximitate, camere video etc.

Ei pot fi montati in sosea (senzori intruzivi) sau in afara acestuia (senzori neintruzivi). Senzorii neintruzivi pot fi montati pe stalpi, poduri, pasarele, porti contruite deasupra soselei, in cutii sau dulapuri metalice langa sosea etc.

Semnalul de iesire al senzorilor este achizitionat si prelucrat pe calculatoare cu o interfata adecvata si programe dedicate. Dupa prelucrare, datele sunt inregistrate si transimise autoritatilor (prin cablu sau prin radio). Contravenientii pot fi identificati si inregistrati automat, chiar fara a fi scosi din trafic.

De obicei se utilizeaza mai multe tipuri de senzori pentru o singura locatie, in scopul determinarii mai multor parametri. Se pot realiza astfel portiuni de sosea sau poduri “inteligente”, in care senzorii au si rol activ (actionarea automata a unor semnale luminoase de avertizare, sau pentru limitarea vitezei, devierea sau oprirea-reluarea traficului etc.).

Prin procesarea imaginilor video preluate de catre camere, cu ajutorul unui software adecvat, se pot obtine multe informatii utile: tipul autovehiculului si incadrarea sa intr-o anumita categorie, numarul de circulatie, prezicerea traiectoriei probabile pentru perioade scurte de timp, semnalarea unui eventual comportament anormal etc.

Figure 2 Etapele principale ale procesului de detectare, clasificare si urmarire automata a unor autovehicule din trafic, cu ajutorul camerelor video

2. Sisteme de detectie a vehiculelor

2.1. Introducere

Pentru masurarea traficului, controlul in timp real al semafoarelor necesita existenta unor detectoare, care sa ofere date de trafic unui controler local al semafoarelor, acesta urmand sa decida fazele semnalelor de trafic. In numeroase sisteme de management adaptiv al traficului detectoarele sunt amplasate dupa iesirea din intersectie, pentru contorizarea vehiculelor care se indreapta spre intersectia urmatoare.

Vehiculele de interventie si anumite vehicule ale transportului public pot beneficia de prioritizare la semafoare atunci cand calatoresc pe reteaua de drumuri. Planurile de semnalizare pot fi folosite pentru a face loc in fata acestor vehicule si pentru a da prioritate semnalizarii permisive in intersectia de care se apropie vehiculul. Acest lucru se poate obtine si cu planuri fixe de semnalizare, exista o perioada de revenire pe care sistemul o poate gestiona mult mai eficient pentru minimizarea efectelor negative ale utilizarii prioritizarii selective.

2.1 Detectia vehiculelor

Detectia vehiculelor are o importanta deosebita in cadrul sistemelor de reglare a traficului, deoarece ofera informatia de baza necesara pentru configurarea sistemului de semnalizare rutiera. Informatia poate fi obtinuta static, in sensul culegerii datelor de trafic pe o anumita perioada si apoi includerea acestora in calculele necesare pentru determinarea timpilor de semaforizare. Datele sunt, de obicei adunate pe parcursul unei perioade de cel putin o saptamana, 24h/zi, pentru a putea obtine planuri de semaforizare care sa gestioneze cat mai bine fluxurile de vehicule din diferite perioade ale zilei.

Informatia obtinuta dinamic, reflectand in orice moment numarul de vehicule care foloseste reteaua rutiera, este utilizata in cadrul sistemelor adaptive de management al traficului, in care semaforizarea nu se mai bazeaza pe valori prestabilite, ci timpii de semaforizare se modifica continuu in functie de volumele reale de trafic inregistrate.

Detectia vehiculelor si a conditiilor de trafic se poate realiza prin dispozitive plasate pe suprafata drumului, in pavaj sau sub pavaj, sau montate in lungul drumului.

2.2 Senzori de detectie a vehiculelor

Sistemele de detectie a vehiculelor prezinta numeroase variante care sunt utilizate in functie de tipul de situatia concreta de amplasare si de necesarul de informatii care trebuie obtinute. Detectorii au caracteristici diferite: distanta de masurare, gradul de influenta a conditiilor de mediu etc. in functie de modul de instalare si detectie echipamentele se pot imparti in aceste categorii: detectori in/pe pavaj (cu interactiune in trafic) si detectori amplasati pe marginea drumului (fara interactiune in trafic).

Senzori pe suprafata drumului

Tipuri de dispozitive care pot fi amplasate pe suprafata drumului:

Placile cu bucla – genereaza un camp electromagnetic, care este perturbat la trecerea unui vehicul;

Placile de presiune;

Magnetometrele – masoara modificarea campului magnetic al Pamantului, la trecerea unui vehicul.

Senzori in pavaj

Exemple de dispozitive incastrate in pavaj:

Buclele magnetice inductive;

Senzorii magnetici;

Senzorii pneumatici;

Cablurile senzitive – la trecerea vehiculelor peste un cablu senzitiv, rotile produc comprimarea cablului piezoelectric, care genereaza in acel moment un semnal electric. Nu pot masura unii parametri de trafic, limitandu-se la detectarea osiilor.

Senzori montati in lungul drumului

Cea mai folosita tehnologie din prezent este detectia prin senzori monati in pavaj datorita costurilor reduse ale dispozitivelor utilizate. Totusi, incep sa-si faca aparitia si sa ocupe o pondere tot mai mare alte tipuri de dispozitive, montate in lungul drumului.

Senzorii montati in lungul drumului sunt plasati de obicei pe structuri suspendate deasupra drumului sau pe lateralul acestuia, ceea ce nu provoaca probleme mari pentru trafic prin instalarea si intretinerea acestora.

Exemple de astfel de tehnologii sunt:

Senzorii radar Doppler realizeaza masuratori foarte precise ale vitezei de deplasare si pot face diferenta intre vehiculele care se apropie si cele care se departeaza de senzor. Din pacate acesti senzori nu pot oferi informatii referitoare la densitatea traficului;

Radarul cu microunde de detectare a prezentei foloseste unde continue modulate in frecventa pentru detectarea volumului, prezentei si calcularea vitezei;

Sistemul cu detectie laser;

Senzorul ultrasonic;

Senzori cu procesare a imaginii video;

Tehnologia de identificare automata a vehiculelor (AVI – Automatic Vehicle Identification) se utilizeaza initial pentru sistemele de plata electronice si pentru aplicatiile cu vehicule comerciale;

Televiziunea cu circuit inchis (CCTV – Closed-Circuit Television) este un element esential al supravegherii video pentru ITS. CCTV reprezinta un sistem format din diverse echipamente din industria securitatii. Obiectivul principal al camerelor CCTV este sa asigure supravegherea unor segmente de drum sau intersectii si sa realizeze confirmarea vizuala a incidentelor, dar pot fi folosite si pentru detectarea incidentelor.

Bucle inductive

Buclele magnetice inductive reprezinta cel mai des utilizat tip de detector. Ele genereaza un camp electromagnetic, care este perturbat la trecerea vehiculelor a caror prezenta o detecteaza in acest mod. Forma si marimea buclelor difera de la caz la caz. Componentele principale ale detectoarelor de tip bucla inductiva sunt una sau mai multe spire dintr-un conductor izolat amplasat intr-un loc din drum, un cablu de alimentare care face legatura cu o cutie de jonctiune aflata pe marginea drumului, un dulap de echipamente si unitatea electronica din interior care este conectata la sursa de alimentare.

Cu ajutorul buclelor inductive se realizeaza detectia trecerii vehiculelor, a prezentei acestora, numararii sau determinarii gabaritului. Determinarea vitezei unui vehicul se poate realiza cu ajutorul unei perechi de bucle situate la o anumita distanta, cunoscuta, in acelasi ax al drumului sau cu o singura bucla inductiva care utilizeaza un algoritm de masurare care tine cont de lungimea buclei, lungimea medie a vehiculului, timpul de stationare in zona activa a detectorului si numarul de vehicule numarate.

Din punct de vedere al instalarii si al duratei de functionare intr-un anumit loc, buclele inductive se impart in permanente (amplasate in carosabil, utilitate pe o durata mare de timp) si temporare („lipite” pe carosabil, utilizate pentru o perioada scurta).

Bucla este excitata cu semnale care au frecventa intre 10 kHz si 50 kHz si functioneaza ca element inductiv cuplat cu o unitate electronica. Cand un vehicul trece sau opreste deasupra detectorului, inductanta scade. Acest lucru duce la o crestere a frecventei oscilatorului, fapt sesizat de unitatea electronica ce trimite un impuls controlerului, indicand prezenta unui vehicul. Inductantele uzuale sunt cuprinse intre 20 si 200 µH.

Fluxul magnetic generat este uniform de-a lungul bucleii, cu exceptia portiunilor din capete. Intensitatea campului magnetic generat este:

unde: H = intensitatea campului magnetic [A/m]

N = numarul de spire

l = lungimea conductorului [m].

Deoarece campul magnetic generat este uniform, fluxul magnetic este:

Փ = BA

unde: Փ = fluxul magnetic [Wb]

B = densitatea de flux magnetic [T]

A = aria sectiunii buclei []

Fluxul magnetic depinde de permeabilitatea magnetica, astfel:

unde: = 4π [H/m]

= permeabilitatea relativa a materialului (1 pentru aer) [H/m]

Inductanta buclei este:

cu: I = intensitatea curentului [A]

Cei mai importanti parametri care rezulta din informatiile furnizate de buclele inductive sunt:

Volumul:

Q=N/T

Unde: Q = numarul de vehicule/ora care sunt detectate

N = numarul de vehicule detectate in perioada de timp, T

T = perioada de timp, in ore

Gradul de ocupare:

unde: = gradul de ocupare, in %

T = perioada de timp, in ore

= perioada totala a impulsului detectorului

D = perioada pantei descendente – perioada pantei ascendente

Viteza:

unde: V = viteza vehiculului, in km/h

in cazul determinarii cu un singur detector:

d = lungimea medie a vehiculelor + lungimea detectorului, in metri

= momentul declansarii detectiei, in ms

= momentul terminarii detectiei, in ms

in cazul determinarii cu doi detectori:

d = distanta dintre detectori

= momentul declansarii detectorului din amonte, in ms

= momentul declansarii detectorului din aval, in ms

Pe baza formulei anterioare se poate determina lungimea exacta a vehiculului:

unde: V = viteza stabilita anterior

= momentul inceperii detectiei pentru detectorul i, in ms

= momentul terminarii detectiei pentru detectorul i, in ms

Un alt mod de calcul al vitezei, din volum si gradul de ocupare este:

unde: C = coeficient de calibrare, determinat experimental

Densitatea de vehicule

unde: K = densitatea de vehicule

N = numarul de vehicule detectate in perioada de timp, T

T = perioada de timp, in ore

= viteza vehiculului detectat i

Senzori magnetici

Senzorii magnetici sunt detectori pasivi, care detecteaza obiecte metalice care perturba campul magnetic terestru. Sunt utilizate doua tipuri de senzori magnetici: magnetometrul cu doua fluxuri si magnetometrul de inductie. Magnetometrul cu doua fluxuri detecteaza schimbarile componentelor orizontale si verticale ale campului magnetic terestru produse de vehicule rutiere. Acest magnetometru are o infasurare primara si doua secundare realizate in jurul unui miez cu permeabilitate magnetica mare. La perturbarea campului magnetic, circuitele electronice asociate masoara tensiunea de iesire generata de infasurarile secundare. Aceasta tensiune trebuie sa depaseasca un prag minim pentru a fi considerata prezenta unui vehicul. Dupa detectarea vehicului, indicatia de prezenta este mentinuta pana candd vehiculul paraseste zona de detectie.

Magnetometrul de inductie detecteaza modificarile produse de un vehicul in miscare in liniile de flux magnetic. Se produce o tensiune de iesire care indica trecerea unui vehicul. Deoarece principiul este de detectie a variatiilor liniilor de camp magnetic, acest magnetometru nu poate indica prezenta vehiculelor stationate.

Placile de presiune

Placile de presiune – se produce un contact electric la trecerea rotilor peste ele. Acest dispozitiv se limiteaza la detectarea osiilor, nu a vehiculelor, neputand fi folosit pentru masurarea unei mari parti a parametrilor de trafic. O aplicatie uzuala pentru acesti tip de senzor este reprezentata de cantarirea din mers a autovehiculelor. Pe masura ce vehiculele trec peste aceste placi sistemul de masurare inregistreaza efortul masurat de marci tensiometrice si calculeaza sarcina dinamica. Sarcina statica este estimata din aceasta utilizandu-se parametrii de calibrare.

Acuratetea sistemului de cantarire depinde de viteza vehiculelor. Pentru a se putea determina atat viteza cat si greutatea vehiculelor, se utilizeaza un dispozitiv de cantarire amplasat intre doua bucle inductive. Atunci cand primele roti ale vehiculului trec peste prima bucla inductiva, sistemul de cantarire se activeaza. Pot fi amplasate si doua placi de presiune pentru a determina greutatea vehiculului pe fiecare parte stanga-dreapta. Atunci cand vehiculul ajunge deasupra celei de-a doua bucle inductive se calculeaza viteza acestuia, cunoscandu-se distanta dintre cele doua bucle.

Senzori pneumatici

Senzorii pneumatici se bazeaza pe emiterea unui impuls de presiune a aerului dintr-un tub care inchide un contact, transmitand astfel un semnal electric catre un numarator sau software de analiza. Acest senzor este portabil, utilizand acumulatori cu acid, gel sau alte tipuri de baterii reincarcabile ca sursa de tensiune.

Tuburile sunt amplasate perpendicular pe drum, in general fiind utilizate pentru masurari de scurta durata referitoare la: numarul vehiculelor, categoria acestora sau distanta dintre ele, intarzierea provocata de oprirea la semafor, rata de saturatie a fluxului de vehicule.

Senzori piezoelectrici

Materialele piezoelectrice au proprietatea de a transforma energia cinetica in energie electrica si invers. Anumite materiale polimerice realizeaza aceste conversii cu un randament ridicat, fiind ideale pentru constructia senzorilor piezoelectrici.

Constructia unui senzor piezoelectric este coaxiala, cu un element central, un invelis metalic, materialul piezoelectric si un invelis exterior. Campul de polarizare modifica structura amorfa a polimerului intr-o forma semi-cristalina, mentinand totodata proprietatile de flexibilitate ale polimerului original.

Atunci cand materialele piezoelectrice sunt supuse unor impulsuri mecanice sau vibratii, acestea genereaza o tensiune electrica, care este produsa datorita aparitiei unor sarcini electrice de polaritati diferite pe fetele paralele ale materialului. Tensiunea este direct proportionala cu forta mecanica (greutatea vehiculului). Amplitudinea efectului piezoelectric este dependenta de directia de actiune a fortei in raport cu axele cristalului. Efectul piezoelectric este dinamic, tensiunea fiind generata doar la schimbarea fortei mecanice; in situatia in care aceasta forta ramane constanta, tensiunea scade.

Senzorii piezoelectrici sunt utilizati pentru clasificarea vehiculelor si masurarea greutatii acestora. Poate fi determinata si viteza prin utilizarea mai multor senzori. Exista doua clase de senzori piezoelectrici: Clasa I – senzori care pot determina numarul de osii si greutatea vehiculului si Clasa II – senzori care pot determina doar numarul de osii (costul mai redus decat la prima clasa).

Senzorii piezoelectrici sunt foarte potriviti pentru sistemele de cantarire automata a vehiculelor, avand costuri mai mici decat alte sisteme si posibilitatea de cantarire la viteze mai mari ale vehiculelor (15 .. 100 km/h).

Senzorul este instalat intr-un decupaj perpendicular pe axul drumului si este impregnat apoi cu nisip din sare de silica si compus epoxidic. Partea activa a senzorului este izolata de fortele laterale prin material elastic pentru eliminarea erorilor cauzate de efectul de volum.

Radarul cu microunde

Radarul cu microunde utilizeaza radiatie electromagnetica cu lungimi de unda intre 1 si 30 cm (frecventa de 30 .. 1 GHz). Cu cat frecventa este mai mare, cu atat aria de acoperire este mai mica, dar datele au o acuratete mai mare. In general, frecventa utilizata este de 10,525 GHz.

Radarele sunt amplasate pe piloni si emit semnale spre zona monitorizata, zona care este dimensionata pentru ca densitatea de putere sa fie uniform repartizata. Trecerea unui vehicul prin aceasta zona determina reflectarea unei parti a energiei transmise inapoi catre antena. Se pot detecta astfel caracteristici ale vehiculului, cum ar fi viteza, volumul, gabaritul, lungimea.

pentru aplicatiile rutiere sunt utilizate doua tipuri de radare cu microunde: cu unda continua Dopller si cu unda continua modulata in frecventa. Datele de trafic pe care acestia le receptioneaza depinde de forma de unda a semnalului transmis. Principiul Doppler se refera la modificarea frecventei semnalului reflectat la trecererea unui vehicul prin zona de detectie. Deoarece se bazeaza pe efectul miscarii vehiculelor, in situatia in care radarul nu are si alte sisteme de detectie, acesta nu poate sesiza vehiculele stationate. Radarul care utilizeaza unda continua modulata in frecventa transmit un semnal a carui frecventa se modifica continuu in timp, acestea putand detecta si vehiculele stationate.

Pentru determinarea vitezei unui vehicul se utilizeaza formula:

unde: v – viteza vehiculului

d – distanta dintre cele doua intervale de masurare

– diferenta dintre momentele de timp in care vehiculul intra in fiecare zona de detectie.

Radarul poate fi amplasat deasupra drumului, pentru monitorizarea unei benzi de circulatie sau pe marginea drumului pentru monitorizarea a mai multor benzi, oferind in primul rand informatia de viteza, gabarit, lungime a vehiculelor si in functie de tehnologia utilizata putand oferi informatii despre vehiculele stationate.

Detectorul LASER

Detectorul LASER utilizeaza un fascicul foarte ingust ceea ce permite pozitionarea spatiala a vehiculului pe drum si determinarea formei vehiculului, cu o precizie de ±2 cm. Tehnologiile care se bazeaza pe senzori cu fascicul laser ofera o mare precizie, care depinde insa de inaltimea la care este plasat senzorul si de pozitia lui deasupra drumului. Senzorii cu laser pot obtine date despre viteza de circulatie pe banda, volumul traficului si gradul de ocupare a drumului, pot opera cu aterii sau panouri solare si pot utiliza o legatura radio de spectru larg pentru transmiterea datelor despre trafic de la locul unde sunt amplasate, la centrele de colectare si transmisie a datelor de trafic aflat la distanta.

Printre aplicatiile detectorului LASER se numara detectia vehiculelor, acest detector avand avantajul „imunitatii” fata de conditiile meteorologice, supravegherea simultana a doua benzi sau determinarea barei de tractare la vehiculele cu remorca.

Senzori cu ultrasunete

Senzorul cu ultrasunete emite si receptioneaza o unda acustica, cu frecventa cuprinsa intre 25 si 50 kHz. Un microprocesor local proceseaza datele pentru determinarea vitezei vehiculului, gradului de ocupare al drumului si pentru realizarea unei clasificari a vehiculelor. Senzorul poate fi utilizat si ca numarator de vehicule: cu ajutorul undelor emise este masurata distanta fata de suprafata drumului, atunci cand se detecteaza o distanta mai mica este considerata prezenta unui vehicul. Energia in impulsuri este transmisa su doua unghiuri cunoscute, de valori apropiate, care permit determinarea vitezei prin calcularea diferentei de timp a patrunderii vehiculului in cele doua fascicule.

Senzorii cu ultrasunete transmit o serie de impulsuri de latime Tp (0,02 .. 2,5 ms) cu o perioada de repetitie T0 (33 .. 170 ms). Senzorul detecteaza timpul necesar impulsurilor sa ajunga la vehicul si sa se intoarca. Se ajusteaza duratele pentru a se discrimina undele reflectate de sol fata de cele reflectate de vehicule. Ajustarea se face pentru detectia obiectelor care au o distanta fata de sol de cel putin 0,5 m.

Sistemele de control automat al frecventei impulsurilor repetitive reduc reflexiile multiple si imbunatatesc detectia vehiculelor care se deplaseaza cu viteza mare.

Senzorii cu ultrasunete pot fi montati deasupra benzii supravegheate sau pe marginea drumului.

Camere video

Senzorii cu procesare a imaginii video utilizeaza banda luminii vizibile si o banda apropiata de lumina infrarosie, pentru sesizarea mai multor parametri de trafic. Acesti senzori permit obtinerea de informatii de trafic pentru zone complexe, cu mai multe benzi. Pot oferi informatii referitoare la viteza si volumul traficului, in plus pot fi folositi pentru detectarea incidentelor si controlul semafoarelor. Senzorii cu imagine video reprezinta o tehnologie foarte promitatoare pentru detectarea fluxului de trafic, datorita performantelor din ce in ce mai bune, a flexibilitatii ridicate a caracteristicilor si a preturilor tot mai mici.

Un sistem de detectie video este format din mai multe camere video, un sistem de digitizare si procesare a imaginilor obtinute si software pentru interpretarea acestora si generarea datelor necesare.

Aceste sisteme urmaresc imaginile dintr-o anumita zona pentru a determina modificarile care apar. Sunt implementati algoritmi complecsi care pot identifica tipul de vehiculele indiferent de conditiile de mediu, umbre, trecerile zi-noapte etc. in functie de complexitatea algoritmilor utilizati pot fi obtinute date imposibil de obtinut cu alti detectori, cum ar fi numerele de inmatriculare ale vehiculelor, se pot furniza informatii despre situatii complexe, cum ar fi incidente rutiere sau se poate monitoriza comportamentul soferilor.

Sisteme de detectie a vehiculelor: avantaje si dezavantaje

Sisteme de detectie a vehiculelor: tipuri de informatii

2.3 Sisteme Inteligente de Transport

Termenul de Sistem Inteligent de Transport (ITS) se refera la utilizarea tehnologiei informatiei si a comunicariii in infrastructurile de transport sau in vehicule cu scopul de a imbunatati siguranta, timpii de transport si consumul de combustibil. Rolul ITS este de a face mai eficicenta si mai economica miscarea persoanelor si a bunurilor, mai “inteligenta”.

Dezvoltarea ITS a provenit din necesitatea rezolvarii problemelor cauzate de congestiile de trafic, in conditiile dezvoltarii unor domenii conexe esentiale, cum ar fi: tehnologia informatiei, controlul in timp real sau retelele de comunicatii. Congestiile de trafic au inceput sa fie prezente la nivel mondial, fiind cauzate de cresterea gradului de urbanizare, a populatiei si nu in ultimul rand a gradului de monitorizare. Congestiile conduc la o crestere a timpului de calatorie, a consumului de combustibil si a poluatii aerului.

Migrarea populatiei din mediul rural in cel urban s-a realizat difeit. In unele zone s-a realizat urbanizarea fara cresterea gradului de motorizare din cauza saraciei care nu le permite multor oameni sa detina un autoturism. In alte zone mai bogate dezvoltarea a insemnat si o crestere a numarului de autovehicule, care, in situatia in care infrastructura rutiera a orasului nu a putut fi dezvoltata in mod corespunzator, a cauzat congestii de trafic.

O solutie pentru aceste probleme este implementarea unor sisteme “inteligente” care sa fie capabile sa eficientizeze miscarea persoanelor si a marfurilor, sa reduca timpul de calatorie si consumul de combustibil, sporind in acelasi timp siguranta deplasarii. Aceste aspecte reprezinta esenta ITS.

Sistemele inteligente de transport se refera la efortul de a adauga informatii si tehnologii de comunicare infrastructurii de transport si automobilelor in vederea imbunatatirii sigurantei si a reducerii timpilor de transport, a consumului de combustibil si a congestiilor din trafic.

Folosind camere de luat vederi in infrarosu sau de viteza, bucle inductive, detectri de congestie si alti senzori montati in asfalt sau in semafoarele si in indicatoarele din intersectii, sistemele ITS pot monitoriza traficul si lua decizii pentru fluidizarea acestuia. Alte aplicatii care tin de Sistemele Inteligente de Transport includ colectarea automata a taxelor de autostrada, recunoasterea automata a numerelor de inmatriculare sau sisteme de notificare in caz de accident.

2.4 Sisteme avansate pentru transportul public (APTS)

Aceste sisteme au rolul de a spori eficienta serviciilor de transport public, precum si capacitatea de a satisface nevoile utilizatorilor.

Tehnologia APTS necesita comunicatii pentru functii integrate, cum ar fi:

Interactiunea dintre autobuz si centrul de control;

Accesul la benzile de circulatie a vehiculelor cu graf mare de ocupare a autobuzelor de transport expres;

Prioritatea semnalelor de trafic;

Interfete multimodale;

Informare privind transportul multimodal;

Informare in vehicul.

Tehnologii APTS:

Sisteme de comunicatii – ofera comunicatii de date/voce pentru planificarea traseelor, intretinere, operare si manageementul incidentelor. Sistemele clasice de comunicatii in acest domeniu se bazeaza pe comunicatia radio. Pentru alte aplicatii pot fi utilizate si : telefonia celulara analog/digitala, sisteme cu spectru larg si spectru partajat;

Servicii ale satelitilor de pe orbite joase ale Pamantului;

Sisteme de informatii geografice (GIS). Implementarea sistemelor GIS ofera un instrument puternic pentru operatorii de transport prin oferirea datelor necesare operarii transportului public. GIS ofera o reprezentare vizuala actuala si interactiva asupra operarii curente. Reprezinta un tip de baza de date computerizata in care informatiile geografice sunt stratificate si bazate pe coordonate geografice. Sistemul are o multime de aplicatii pentru sistemele de transport, incluzand: planificarea si modelarea transportului, analize demografice, planificarea si analiza traseelor, planificarea statiilor mijloacelor de transport public, raportarea si analiza accidentelor, capacitatea de programare automata.

Integrarea sistemului GIS poate oferi avantaje insemnate din punct de vedere al costurilor pentru ITS. Alte beneficii sunt livrarea mai eficienta a serviciilor, servicii de calitate mai buna sau informatii pentru utilizatori cu acuratete mai mare.

Managementul parcului de vehicule se refera la procesele de planificare, monitorizare si optimizare a serviciilor de transport si totodata la operatiile de intretinere efectuate la vehiculele prin care se furnizeaza aceste servicii. Tehnologiile utilizate in acest domeniu sunt:

Localizarea automata a vehiculelor (AVL) – sisteme bazate pe localizarea cu ajutorul unui calculator care ofera informatii despre pozitie in timp real pentru fiecare vehicul si transmite aceste informatii catre un post central. Pot fi utilizate mai multe tehnologii de localizare: calcularea rutei, statii radio plasate pe sol, posturi de semnalizare si contoare pe parcurs, sistem de pozitionare globala (GPS).

Contoare automate de pasageri – sunt dispozitive care numara automat persoanele care urca/coboara in/din mijlocul de transport public in fiecare statie de pe traseu. Cele mai utilizate tehnologii sunt covoarele de senzori si fascicule cu infrarosii.

Software pentru planificare/operare – sunt utilizate pentru planificarea, monitorizarea si controlul operatiilor de transport, prin furnizarea de informatii in timp real, cu mare acuratete.

Inventarul statiilor mijloacelor de transport public – se refera la baza de date care identifica toate statiile din sistemul de transport si include informatii cum ar fi coordonatele GPS, partea strazii pe care este amplasata oprirea, facilitatile existente si date despre pasageri.

Managementul intretinerii – reprezinta un sistem computerizat care faciliteaza evidenta intretinerii necesare pentru vehiculele operatorului de transport. Pe baza unor senzori se pot obtine si memora intr-o baza de date, pentru fiecare vehicul, informatii despre vehicul, cum ar fi: acceleratie/franare, viteza , timpul de functionare al motorului, directia, utilizare usilor, distanta totala, temperatura, conditiile de drum, presiunea pneurilor etc.

Sisteme pentru plata electronica – sunt sisteme electronice de comunicatii, procesare si stocare de date utilizate pentru plata automata a pretului calatoriei.

Sistem avansat pentru informarea calatorilor – ofera informatii despre vehicule pentru calatori, acasa, la serviciu, pe drum, in interiorul vehiculelor sau in statiile acestora.

Managementul cererii de transport – se refera la un set de tehnici si programe dezvoltate de organizatiile de transport pentru a gestiona si a utiliza mai eficient capacitatea de transport disponibila.

3. Sisteme de identificare a vehiculelor

3.1 Recunoasterea numerelor de inmatriculare

Aceasta procedura face parte din recunoasterea automata a vehiculelor si pleaca de la considerentul ca este suficienta identificarea numarului de inmatriculare, deoarece acesta este unic.

Exista mai multe metode prin care se poate realiza aceasta identificare: recunoastere bazate pe tehnici de recunoastere optica a caracterelor, bazata pe modele sau metode bazate pe retele neuronale.

Primul pas este extragerea zonei numarului de inmatriculare. Imaginea obtinuta de la camera video este transformata in imagine binara; 0 – negru si 1 – alb, decizie care este luata in functie de luminozitatea fiecarui pixel, care este sub, respectiv peste, o valoare stabilita.

Imaginea creata este prelucrata pentru determinarea zonei in care se gaseste numarul de inmatriculare. Se face o scanare a liniilor si coloanelor si in cazul in care numarul de pixeli albi nu se incadreaza intr-un anumit interval, acestia sunt transformati in pixeli negri.

Urmatoarea etapa este extragerea numarului de inmatriculare din imaginea digitizata pe baza zonei determinate.

In continuare este extrasa o imagine care contine placuta de identificare.

In pasul urmator numarul este divizat pentru identificarea caracterelor. Se realizeaza intai o filtrare a imaginii pentru eliminarea zgomotelor si a punctelor nedorite. Se aplica din nou procedeul de scanare pentru aflarea zonelelor care contin caractere. Aplicandu-se aceasta masca pe numarul identificat anterior se extrag caracterele individuale.

Inainte de inceperea procesului de recunoastere, caracterele sunt normalizate. Aceasta operatie presupune modificarea caracterelor astfel incat sa nu mai existe spatiu alb intre caracter si caseta care il delimiteaza. Apoi toate caracterele sunt aduse la aceeasi dimensiune.

In final, se realizeaza o comparatie cu un model, pentru fiecare caracter identificat se determina cea mai buna potrivire cu un caracter al modelului. Este posibila utilizarea mai multor modele, care sa contina seturi de caractere din diferite regiuni sau tari, pentru identificarea corecta a tuturor vehiculelor.

3.2 Sistemul de pozitionare globala GPS

Sistemul GPS este un sistem de origine americana, creat de Departamentul de Aparare al SUA pentru a servi armatei americane, dar care odata cu trecerea timpului si-a gasit numeroase aplicatii in viata civila reusind astfel sa revolutioneze navigatia, fie ca este vorba de navigatie aeriană, navala, rutiera, pe calea ferata sau de orice alt fel.

Initial, sistemul GPS putea sa ofere oricarui utilizator numai doua dimensiuni: longitudinea si latitudinea, insa ulterior, prin marirea numarului de sateliti si prin dezvoltarea tehnologica de realizare a echipamentelor, s-a ajuns ca sistemul de navigatie sa se perfectioneze si sa ofere o a treia dimensiune: altitudinea.

La primirea semnalelor de catre receptor, acestea vin codate si sunt primite simultan de la 4 cei mai vizibili sateliti, reusind astfel pozitionarea intr-un sistem de coordonate X,Y si Z, concomitent cu datele „clock” reprezentand timpul unic al retelei de sateliti.

Acest sistem prezinta o precizie de pana la 25 m, dar in aplicatiile militare se pot obtine localizari de ordinul metrilor, chiar centimetrilor, prin folosirea unor receptoare performante.

O mare aplicabilitate a sistemelor GPS este in domeniul auto, apeland la harti electronice pentru orientare sau chiar sistemul GSM pentru a transmite informatiile si de asemenea se poate interveni de la distanta in corectarea datelor privind transportul respectiv, sau chiar se poate restrictiona deplasarea autovehicului in cazul unui furt de exemplu.

Sistemul GPS este alcatuit din trei segmente:

Segmentul spatial (satelitii);

Segmentul de control (Departamentul de Aparare al Statelor Unite ale Americii);

Segmentul utilizator (oricine utilizeaza un receptor GPS in scopuri de pozitionare).

Exista receptoare GPS cu o frecventa si receptoare GPS cu doua frecvente, cele din urma ofera un avantaj important pentru aplicatiile in timp real.

Functionarea sistemului GPS

In decursul unei zile, satelitii de pozitionare globala inconjoara pamantul de doua ori, de-a lungul unei orbite precise transmitand informatii catre Pamant. Receptoarele GPS preiau informatiile si calculeaza pozitia exacta a utilizatorului cu ajutorul triangulatiei. In esenta, receptoarele GPS compara perioada de timp de cand semnalul a fost transmis de un satelit pana cand a fost receptionat. Diferenta de timp ii arata receptorului cat de departe se afla satelitul fata de receptor. Cu ajutorul datelor receptionate de la inca cativa sateliti, receptorul poate determina pozitia utilizatorului si o afiseaza pe harta digitala a echipamentului.

Un receptor GPS trebuie sa primeasca semnale de la cel putin trei sateliti in acelasi timp pentru a calcula pozitia 2D (latitudine si longitudine) si sa urmareasca directia de deplasare a utilizatorului. Cu ajutorul a patru sau mai multi sateliti, receptorul poate determina pozitia 3D (latitudine, longitudine si altitudine) a utilizatorului. Odata ce pozitia a fost determinata, unitatea GPS poate calcula si alte informatii, cum ar fi sensul de deplasare, viteza de deplasare, traseul, distanta parcursa, ora la care rasare sau apune soarele etc.

Un rol foarte important al sistemelor GPS este in domeniul rutier. Avand in vedere faptul ca toata lumea are acces la mijloacele de transport rutier, fie autoturisme personale, fie transportul in comun, sau alte mijloace de transport, toti avem nevoie de un mijloc de orientare simplu, rapid si la indemana. Acesta este oferit de sistemul GPS, fiecare dintre noi avand la dispozitie în buzunar sau în masini un receptor GPS si un dispozitiv ce preia datele de la acest receptor si ni le prezinta intr-un mod interactiv si foarte usor de inteles.

In domeniul rutier, sistemul GPS isi gaseste utilitate si in operatiuni de salvare, cu ajutorul sau salvatorii reusind sa localizeze mult mai repede locatia unui accident.

Sistemul GPS salveaza zeci de mii de persoane anual prin prevenirea accidentelor in transport, ajutorul pe care il ofera echipelor de salvare etc. GPS este vital pentru urmatoarele generatii de sisteme de transport, sporind siguranta in timp ce capacitatea de transport va creste.

Precizia sistemelor GPS

Datorita structurii paralele multi-canal, receptoarele GPS sunt extrem de precise. Cele 12 canale paralele de receptie ale sistemului GPS Garmin localizeaza cu rapiditate satelitii din aria de acoperire, de indata ce echipamentul a fost pornit, iar legatura cu acestia este puternica pe toata perioada de folosire, chiar si in zonele urbane cu cladiri inalte sau in zonele cu vegetatie deasa. Totusi, anumiti factori atmosferici sau alte surse de erori pot afecta acuratetea receptoarelor GPS. Receptoarele GPS Garmin au o precizie medie de pana la 15 metri.

Deasemenea utilizatorii pot receptiona date cu precizie mult mai mare cu ajutorul DGPS, care are rolul de a corecta semnalul GPS in medie cu pana la 3-5 m. Acest sistem este alcatuit dintr-o retea de antene care capteaza semnalul GPS si transmit semnalul corect prin intermediul unor balize de emisie. Pentru ca utilizatorul sa primeasca semnalul corectat, trebuie sa dispuna de o baliza receptoare diferentiala si de o antena, ce pot fi conectate la unitatea GPS.

Factorii care pot deteriora semnalul GPS:

Intarzieri ale ionosferei si troposferei;

Semnal multipath;

Erori ale ceasului receptorului;

Numarul satelitilor vizibili.

3.3 Identificarea prin radiofrecventa

Identificarea prin radiofrecventa (RFID) reprezinta cea mai avansata si recenta tehnologie de identificare automata a obiectelor, de colectare de date.

RFID este un sistem de identificare automata care actioneaza prin proximitate, asemanator tehnologiei cu cod de bare dar, fara contact direct. Metoda RFID foloseste un camp de radiofrecventa de putere mica. Scanarea tagului cu unde radio nu are nevoie de o pozitionare precisa a obiectului la citire, iar cum campul de radiofrecventa penetreaza orice material nemetalic nu mai este necesar contactul direct dintre tag si echipamentul de citire.

Dispozitivele RFID cele mai sofisticate se pot cupla cu senzori externi pentru masurarea unor parametri specifici, sau cu sisteme GPS, pentru urmarirea prin satelit a pozitiei unor obiecte.

Benzile de radiofrecventa folosite de tehnologia RFID

Echipamentele RFID se impart in mai multe categorii, datorita spectrului radio diferit in care opereaza. Alegerea benzii de frecventa optime pentru o aplicatie RFID este dictata in primul rand de conditiile de mediu in care sistemul trebuie sa functioneze precum si de cerintele aplicatiei.

Frecventa joasa – 125/134 KHz

Aplicatii uzuale: control acces, managementul recipientelor, identificarea animalelor

Distante de citire: 0,1 pana la 1 m

Functionare excelenta in apropierea metalelor sau in lichide

Frecventa inalta – 13,56 MHz

Aplicatii uzuale: inventariere-arhivare documente, control bagaje, transport auto

Distante de citire: 1 pana la 3 m

Aceasta banda de frecvente are cele mai multe aplicatii

Frecventa foarte inalta – 850 MHz – 2,46 GHz

Aplicatii uzuale: transport auto, parcare, managementul container

Distante de citire: 1 pana la 12 m

Permit identificarea vehiculelor in miscare cu viteze de peste 100 km/h

Avantaje importante ale tehnologiei RFID sunt distanta de citire si rapiditatea stocarii informatiei pentru a face posibila citirea etichetei aflata in miscare si de la o anumita distanta.

Sistemul RFID este ideal pentru toate tipurile de identificare a vehiculelor, inclusiv accesul vehiculelor intr-un parc auto sau pozitionarea trenurilor, supravegherea si identificarea vehiculelor in miscare. Tehnologia RFID accelereaza achizitia datelor si elimina interventia umana in procesele de control si sortare. Culegerea automata a datelor sporeste viteza de lucru, elimina erorile si creste eficienta sistemului prin accesul la informatie in timp real. Tehnologia nu necesita conditii speciale de operare, putand functiona si in medii cu praf, sau umiditate ridicata, are costuri reduse de intretinere si grad de securitate ridicat.

Sistemul identifica instantaneu si verifica in timp real permitand autovehiculelor sa se deplaseze rapid si in siguranta pe portile de acces.

Sistemele RFID sunt compuse, in general, din trei componente:

un cititor;

un tag (transponder de radiofrecventa);

un sistem de procesare a datelor, ce poate fi bazat pe PC sau pe diferite microcontrolere.

Sistemele RFID utilizeaza transmisia prin radiofrecventa pentru a identifica, cataloga sau localiza "articole", care pot fi in primul rand obiecte, dar si persoane sau animale. Cititorul contine componente electronice care emit si receptioneaza un semnal spre si de la tagul de proximitate, un microprocesor care verifica si decodifica datele receptionate si o memorie care inregistreaza datele rezultate, ce ulterior vor fi transmise mai departe daca este necesar. Pentru a face posibila receptia si transmisia datelor de la tag, cititorul are conectata o antena. Antena poate fi integrata in carcasa cititorului sau poate fi separata, situata la distanta de restul electronicii. Ca la majoritatea aplicatiilor de radiofrecventa, pentru a se obtine performante bune diametrul antenei trebuie sa fie relativ mare.

Avantajele unui sistem RFID

Metoda de identificare prin radiofrecventa ofera urmatoarele avantaje:

Nu necesita conditii speciale de operare. Sistemele cu coduri de bare au nevoie de un mediu curat, fara interferente optice. Cartelele de memorie cu contact (gen cartela de telefon) nu au nevoie de astfel de conditii, totusi contactele trebuie pastrate curate, pentru a permite realizarea transferului de date;

RFID este ideal pentru medii severe, cu praf, umiditate ridicata, cu ulei etc, care se intalnesc de multe ori in procesele industriale sau la depozite;

Tag-urile si cititoarele RFID nu contin piese in miscare, iar intretinerea lor este foarte redusa, astfel ca pot opera in conditiile descrise anterior pe intervale lungi de timp, fara sa necesite interventie;

In cazul tag-urilor active, factorul limitativ este durata de viata a bateriei utilizate. Dar tag-urile pasive au o durata de functionare extrem de ridicata, care de obicei depaseste perioada de viata a obiectului pe care sunt atasate. Prin contrast, etichetele cu cod de bare pot fi folosite de un numar redus de ori, iar cartelele cu contact prezinta fenomene de uzura. Sub acest aspect, sistemele RFID reprezinta cea mai ieftina solutie de identificare, daca evaluarea este facuta pe termen lung;

Un alt avantaj pe termen lung este faptul ca sistemele de identificare cu radiofrecventa folosesc memorii ce pot fi sterse si rescrise de un foarte mare numar de ori. Astfel, desi pretul initial este mare, pe termen lung eficienta este mult mai buna, iar costul se reduce considerabil;

Gradul de securitate este mult mai ridicat decat la etichetele cu coduri de bare sau sistemele cu suport magnetic, tag-urile RFID fiind practic imposibil de imitat. De aceea sunt ideale in aplicatii cu un grad ridicat de securitate, precum identificarea persoanelor sau a valorilor;

Tehnologia RFID este rapida. Viteza de citire a unui tag este de ordinul zecilor de milisecunde;

Tag-urile sunt rezistente si la conditii dure de temperatura, fiind posibila operarea intr-un interval larg, de la -40 grade C la +200 grade C.

Dezavantajele sistemelor RFID constau in pretul, deocamdata, ridicat al echipamentului si, pentru anumite variante constructive, durata de viata a etichetelor fiind limitata.

4. Sisteme pentru managementul traficului

4.1 Introducere

Sistemele de management al traficului (UTC – Urban Traffic Control) reprezinta modalitati de dirijare si control centralizat al traficului rutier pe arii extinse, care inglobeaza tehnologii ITS pentru detectia, prelucrarea, transmiterea si distributia informatiilor legate de trafic. In ultimul timp se pune tot mai mult acceptul pe combinarea sistemelor de management al traficului cu monitorizarea conditiilor de mediu si poluare si dirijarea transportului urban public, realizandu-se astfel un grad tot mai mare de integrare a acestor sisteme.

Sistemele UTC pot oferi baza pentru un sistem de control extins, in general denumit Controlul si Managementul Traficului Urban (UTMC – Urban Traffic Management and Control). Acestea includ operarea cu vehicule pentru servicii de urgenta si prioritatea transportului public cum ar fi prioritatea autobuzelor si integrarea cu sistemele de informare spre exemplu panourile cu mesaje variabile, sisteme de informare a conducatorilor auto in timp real si sisteme de ghidare de ruta, precum si informarea privind locurile de parcare.

Sistemele de management al traficului urban nu trebuie numai sa stie sa functioneze corect, ele trebuie si sa poata sa isi poarte singure de grija. De aceste sarcini se ocupa sistemele auxiliare, de tip Fault Management, care anunta personalul de intretinere la aparitia unui defect la un automat de trafic, la un senzor sau la sistemul de comunicatii. Functionarea la parametrii proiectati a unui sistem mare cum estee cel UTC nu ar fi posibila fara un asemenea sisitem auxiliar. A realiza intr-un oras un sistem de management al traficului nu inseamna doar montarea in strada sau in centrul de management a echipamentelor. Lucrarea nu se incheie niciodata in acest punct si implicatiile sunt foarte mari, din mai multe puncte de vedere. Practic, sistemele de management al traficului rutier urban sunt niste organisme vii, care au nevoie de intretinere permanenta. Senzorii acestui tip de sistem reprezinta simturile acestui organism, sistemele de calcul si comunicatii sistemul sau nervos iar automatele de trafic si semafoarele, sau panourile cu mesaje variabile, membrele sale si sitemul muscular, cu care dirijeaza traficul.

Sistemul poate fi afectat de conditiile meteorologice, de aceea un sistem no implementat intre-o anumita zona trebuie particularizat pentru conditiile locale. Sistemele UTC nu sunt universal valabile, ci numai solutiile care conduc la elaborarea acestora, tehnologiile de management al traficului. In rest, este permanent problema de studiu, de cercetare si de adaptare la conditiile locale. Asemenea sisteme trebuie concepute, nascuute si crescute in spiritul conditiilor locale, de aceea ele intodeauna reprezinta o problema de decizie politica nu tocmai usoara pentru o administratie a drumurilor, sau una urbana, in functie de destinatia acestora.

4.2 Sisteme Avansate de Management al Traficului (ATMS)

ATMS (Advanced Traffic Management System) este un sistem complet de management pentru transporturi si are la baza o infrastructura complexa, care cuprinde:

Senzori (pentru circulatie, vizibilitate, perturbatii radio si electromagnetice, conditii meteorologice)

Camere video

Retea de transmisiuni de date (fibra optica, cabluri si modemuri radio)

Echipamente de detectie a pozitiei exacte (GPS)

ATMS are rolul de a asigura controlul si monitorizarea traficului, precum si de a oferi informatii calatorilor, cu scopul de a reduce congestionarile si aglomerarile de trafic, timpul de calatorie si timpul de interventie in caz de accident. In cadrul ATMS se pune accent pe siguranta si mobilitate in trafic.

ATMS este o structura formata din mai multe subsisteme care sunt integrate pentru a propune solutia cat mai buna pentru managementul traficului.

Dintre subsistemele componente amintim:

Identificarea automata a vehiculelor (AVI – Automated Vehicle Identification)

Localizarea automata a vehiculelor (AVL – Automated Vehicle Location)

Televiziune cu circuit inchis (CCTV – Closed-Circuit Television)

Comunicatie centru-la-centru

Depozit de date

Panouri cu mesaje variabile

Panouri de informare

Informare radio

Detectia incidentelor si generarea planului de raspuns

Detectia conditiilor de trafic

Detectie video

Recunoasterea numerelor de inmatriculare

Baze de date pentru intretinere

Comunicatii wireless

Arhivarea si depozitarea datelor

Functiile ATMS:

Control

Sistem de semafoare care raspunde cerintelor traficului

Semnalizarea variabila a benzilor de circulatie

Semnalizarea variabila a limitelor de viteza

Controlul rampei de acces

Monitorizare

Detectie

Sistem de supraveghere a traficului

Echipamente de supraveghere a traficului

Managementul parcarilor

Post mobil de management al traficului

Senzori meteorologici si senzori pentru starea drumului

Informare

Sistem de informare radio

Televiziune prin cablu

Internet

Cabine de informare

Sistem de informare telefonica a calatorilor

Servicii de comunicare prin dispozitive la bord

Panouri cu mesaje variabile si semnale de ghidare pe ruta

Avantajele ATMS sunt:

Integreaza sisteme complementare de informare;

Integreaza informatii rutiere transmise online de sisteme de achizitii, parametri de trafic si detecori de trafic instalati in zona monitorizata;

Consolideaza si prelucreaza informaitiile pe servere de date;

Ofera servicii complexe de informare, monitorizare si control prin internet;

Ofera servicii de monitorizare a traficului pentru politie si autoritati competente in organizarea, administrarea si optimizarea traficului rutier urban;

Ofera servicii de informare online pe harta digitala, destinate participantilor la trafic.

4.3 SCOOT – Split Cycle Offset Optimisation Technique

SCOOT a fost dezvoltat de Laboratorul de Cercetari in Transporturi (TRL) in colaborare cu furnizorii de sisteme de trafic din Marea Britanie. In prezent sistemul este implementat in peste 170 de orase din lume, prima data a fost folosit in Coventry, primele variante comerciale fiind instalate in 1980 pe Maidstone.

SCOOT permite reglarea adaptiva a traficului pe baza masurarii acestuia cu ajutorul detectoarelor amplasate in amonte pe legaturile care intra in intersectii. Se creeaza planuri de semaforizare optimizate pentru un anumit interval de timp si la fiecare ciclu se recalculeaza durata optima de semaforizare.

Sistemul poate raspunde rapid la modificarile de trafic, dar acesta evita fluctuatiile mari in comportamentul controlului ca rezultat al schimbarilor temporare a tipului de trafic. Se ofera si alte facilitati, cum ar fi prioritatea autobuzelor sau detectia automata a incidentelor, nu numai beneficiile referitoare la reducerea intarzierilor si congestiilor de trafic.

Sistemul SCOOT optimizeaza trei parametri care sunt adaptati in permanenta la conditiile de trafic:

Timpul de verde pentru fiecare intrare in intersectie (Split)

Decalajul intre semnale adiacente (Offset)

Timpul total al ciclului (Cycle time)

Modelarea acestor paramtri are ca scop minimizarea timpului de verde pierdut si reducerea numarului de opriri si a intarzierilor prin sincronizarea semafoarelor. Fiecare dintre parametri estimeaza efectul unor schimbari incrementale minore in timpii de semnalizare asupra traficului din intreaga zona. Este folosit un indice de performanta bazat pe predictia intarzierilor vehiculelor din fiecare legatura.

Descrierea parametrilor modelati de SCOOT

Divizarea pe faze

Optimizarea divizarii pe faze este rulata pentru un nod, intr-un punct optim, inaintea fiecarei schimbari de faze. Se ia in considerare efectul scurtarii, prelungirii sau mentinerii fazei si efectul acestei modificari asupra gradului de saturatie pe bratele de legatura. Gradul de saturatie este definit ca raportul dintre fluxul maxim si fluxul mediu de trafic care poate trece peste o linie de oprire.

Optimizarea opririi pe faze va incerca sa minimizeze gradul maxim de saturatie pe arterele care se apropie de nod. Daca gradul mediu de saturatie pe o perioada de cinci minute este mai mare decat limita stabilita (de obicei 90%) atunci durata ciclului va creste, pentru a oferi o capacitate mai mare in nodul critic.

Decalajul

O data pe ciclu, se calculeaza optimizarea decalajului prin predictia opririlor si intarzierilor din timpul ciclului, pentru toate legaturile din amonte si aval ale unui anumit nod. Prin aceasta metoda se obtine cel mai bun decalaj general pentru un anumit nod, iar momentul de start al unui nou ciclu este ajustat astfel incat sa se apropie de punctul ideal. Prin algoritmul de optimizare se realizeaza aceasta predictie pentru fiecare intrare intr-un nod si apoi pentru intersectie ca intreg. La final este stabilita alegerea pentru o valoare a decalajului, stabilindu-se intarzierea si opririle minime. Congestia pe o artera este folosita in optimizarea decalajului, astfel incat o legatura congestionata are prioritate fata de legaturile care nu sunt aglomerate.

Durata ciclului

Optimizarea duratei ciclului opereaza asupra unei regiuni in care se previzioneaza un trafic variabil. Inginerul de trafic este cel care alege aceasta grupare. Optimizarea duratei ruleaza de obicei la fiecare cinci minute pentru fiecare regiune in parte, desi acest interval poate fi variat de utilizator incepand cu versiunea 4 de implementare a sistemului. In cadrul SCOOT exista prevederea ca aceasta optimizare sa fie rulata la intervale injumatatite in situatia in care se observa o tendinta de crestere sau scadere a fluxurilor de trafic. In acest caz se calculeaza gradul de saturatie pentru toate legaturile, pentru fiecare nod din regiune. Daca unul dintre acestea este mai mare sau egal cu nivelul de saturatie ideal, durata minima a ciclului este crescuta in trepte mici, prestabilite. Daca toate valorile sunt sub nivelul de saturatie ideal, durata minima efectiva a ciclului este redusa in trepte mici, fixate. Optimizarea ia in calcul toate duratele ciclurilor, de la durata minima efectiva in modul critic, la durata maxima a ciclului din regiune, care este stabilita in momentul respectiv.

Prin actiunea asupra timpilor de semaforizare in functie de situatia traficului, SCOOT poate implementa si un sistem de prioritate pentru vehiculele de urgenta, prin crearea unor “trasee de verde” pentru acestea, precum si un sistem de prioritate pentru transportul public, care poate avea doua metode de implementare:

Prioritate permanenta pentru transportul public, ceea ce inseamna adapatarea timpilor de verde pentru a permite patrunderea in intersectie a tuturor vehiculelor care apartin acestui tip de transport.

Prioritate selectiva: mai multa prioritate pentru unele si mai putina pentru altele.

4.4 ITACA

Sistemul de control adaptiv al traficului ITACA utilizeaza datele primite de la detectorii de trafic pentru a modela traficul la fiecare semafor. Acesta ajusteaza in permanenta parametrii de semaforizare (lungimea ciclului, diviziunea fazelor, timpul intre doua semnale adiacente) pentru fiecare intersectie in parte cu scopul de a minimiza intarzierile si numarul de opriri pentru intreaga retea de drumuri. Sistemul de lucru al modulului adaptiv ITACA se bazeaza pe o structura ciclica in patru faze:

Analiza datelor de trafic inregistrate in fiecare automat de trafic;

Simularea comportamentului traficului;

Optimizarea variabilelor din planul de temporizare ITACA pentru fiecare automat de trafic inregistrat in calculatorul central;

Modificarea timpilor de semnalizare in automatele de trafic.

Sistemul produce modificari mici si frecvente in parametrii de control al traficului pentru adaptarea acestora la schimbarile in fluxurile de trafic. Prin aceasta trecere lina sunt evitate perturbarile care ar putea sa apara din cauza modificarii planului de semaforizare. Datele de la detectorii de trafic sunt culese la fiecare cinci secunde. Pe baza acestor valori se realizeaza o modelare a traficului cu scopul de a estima urmatoarele valori:

Lungimea cozii de vehicule in fiecare secunda a ciclului;

Intarzierea pentru fiecare intrare in intersectie, calculata pentru fiecare secunda a ciclului;

Numarul de opriri pentru fiecare intrare in intersectie, calculata pentru fiecare secunda a ciclului.

Parametrii cei mai importanti utilizati in reglarea traficului de sistem sunt urmatorii:

Diviziunea fazei – afecteaza fiecare intersectie si este calculata in toate fazele;

Decalajul – afecteaza fiecare intersectie si este calculata in faza cea mai lunga;

Ciclul intersectie – afecteaza intersectia cea mai aglomerata si calculeaza ciclul optim al sub-zonei la inceputul ciclului in fiecare intersectie.

ITACA nu necesita planuri de semnalizare pregatite in avans deoarece calculeaza in mod dinamic cel mai adecvat plan, optimizand in timp real miscarile vehiculelor prin reteaua de drumuri si intersectii acoperita.

4.5 Sistemul EXPERT

Sistemul Expert este cel mai flexibil instrument care analizeaza datele din intreaga retea. Acesta este capabil sa prevada situatiile de congestie si pre-congestie si sa implementeze in mod dinamic planuri de semaforizare. Acest sistem integreaza datele obtinute in timp real de la sistemul adaptiv si informatiile locale.

Sistemul expert are patru moduri de operare:

Inactiv: sistemul nu este operativ;

Informativ: sistemul informeaza operatorul referitor la deciziile luate;

Consultativ: sistemul consulta operatorul in privinta aplicarii unor anumite decizii;

Executiv: sistemul executa singur deciziile pe care le considera potrivite.

ITACA poate fi completat cu multe sub-sisteme, cum ar fi CCTV, panouri de masaje variabile, sistem de prioritate pentru vehiculele transportuluii public, sistem de gestiune pentru benzile de circulatie reversibile sau sistem de diseminare a informatiilor prin Internet.

4.6 UTOPIA-SPOT

Sistemul UTOPIA-SPOT reprezinta o strategie de management al traficului rutier urban, dezvoltata de Mizar Automazione din Italia, ce combina optimizarea la nivel local, caracterizaata de viteza de raspuns ridicata la schimbarile de trafic, cu interactiunea puternica cu celelalte intersectii si optimizarea globala pe arii extinse.

Optimizarea la nivel local faciliteaza adaptarea unui sistem de prioritizare a transportului public urban, datorita vitezei de raspuns, ceea ce este mai greu realizabil cu o configuratie centralizata, mai ales in mari aglomerari urbane unde transportul public este bine reprezentat si cererea de prioritate la semafoare ar putea sufoca sistemul de calcul centralizat. Optimizarea la nivel local reprezinta o functie obiectiva de analiza a costurilor, ce incorporeaza termeni de calcul pentru intarziere si opriri la stop de pe legaturile care aduc si elibereaza trafic din intersectia in cauza, termeni legati de analiza cozilor de vehicule.

UTOPIA-SPOT este un sistem care permite coordonarea intr-o zona in care intersectiile nu au nici acelasi timp total al ciclului semafoarelor si nici timpi prestabiliti. Sistemul este compus din trei straturi:

Un calculator central numit UTOPIA, utilizat pentru supraveghere si monitorizare;

Calculatoare industriale, unitati SPOT, care sunt integrate in controlerele de trafic si realizeaza optimizarea locala;

Controlerele de trafic care executa strategia de semnalizare.

UTOPIA-SPOT, spre deosebire de alte sisteme UTC, utilizeaza date legate de traficul care se apropie in momentul respectiv de intersectie. Unitatile SPOT utilizeaza bucle inductive si numaratoare video pentru a ajusta strategia de semaforizare pentru urmatoarele doua minute. Strategia de semaforizare, bazata pe traficul vehiculelor, mijloacelor de transport public si pietonilor, este ajustata la fiecare trei secunde.

In plus, unitatile SPOT realizeaza schimburi de informatii cu unitatile vecine, referitoare la strategia de semaforizare si plutoanele de vehicule care urmeaza sa ajunga.

Cele mai importante elemente in realizarea optimizarii traficului sunt estimarea si predictia. UTOPIA-SPOT foloseste tehnici avansate in combinatie cu configuratii flexibile de detectie, precum si date istorice ce permit dirijarea traficului si in absenta functionarii detectoarelor, utilizand istoricul nivelurilor de trafic inregistrate la aceleasi date si/sau in aceleasi conditii. Realizarea optimizarii la nivel local are si un alt avantaj mare, atat pentru sistemul de reglare al traficului, cat si pentru cel de management al transporturilor publice: nu incarca reteaua cu mesaje, intrucat o buna parte din calculele de optimizare se realizeaza local, fara a mai fi nevoie sa se transmita datele prin sistem. In acest mod este micsorata si durata de raspuns.

Exista o functie separata pentru monitorizarea vehiculelor destinate transportului public in retea: locatorul transportului public. Pe baza informatiilor de la diferite tipuri de detectoare si pe baza estimarii duratelor de calatorie ale acestui tip de vehicule, sunt predictionate momentele sosirii acestora la intersectii.

Optimizarea traditionala a retelelor de drumuri si intersectii trebuie sa se bazeze in primul rand pe masuratori ale traficului in retea. Apoi se calculeaza un anumit optim la nivelul retelei. In zonele controlate de acest sistem optimizarile se fac insa mai intai la nivelul fiecarei intersectii si apoi la nivelul zonal. La nivelul intersectiei optimizarea considera ca intersectiile invecinate interactioneaza cu intersectia in cauza; in principiu, fiecare intersectie isi calculeaza propria optimizare si ciclurile pot varia de la o intersectie la alta.

Sistemul SPOT a fost proiectat initial pentru a acorda prioritate vehiculelor de transport public. Ideea este sa execute calculele pentru ajustarea duratelor de semnalizare, in timp real, cu scopul de a minimiza “costul” socio-economic total al sistemului de trafic. Principalele “costuri” sunt produse de intarzierile si de opririle vehiculelor. Pentru a acorda prioritate pentru autobuze si tramvaie, acestor vehicule le-au fost asociate costuri mai mari.

SPOT este un program special, care opereaza pe un procesor separat, conectat la automatul de trafic al semaforului printr-o interfata speciala; procesorul poate fi o simpla placa sau poate fi un PC industrial complet.

UTOPIA are un raspuns de tip adaptiv la variatiile de trafic. Prin monitorizarea continua a cererii de trafic, sistemul aplica tehnici de optimizare destinate minimizarii duratelor de timp de parcurgere a retelei si a numarului de opriri la semafoare. Pentru a se obtine acest deziderat, sistemul aplica controlul in bucla inchisa la ambele niveluri functionale. Un bloc functional are sarcina de a achizitiona datele de trafic si de a realiza un estimator de stare al zonei controlate. Un al doilea bloc calculeaza strategia optima de control pentru reglarea unei singure intersectii din retea, pe baza starii estimative.

Capacitatea de a reactiona aproape imediat la schimbarile de trafic din intersectie face controlul foarte eficient, prin reactie imediata la perturbatiile locale cauzate de acordarea prioritatii pentru mijloacele de transport in comun.

4.7 EM – Managementul urgentelor

Managementul urgentelor cuprinde activitati implicate in identificarea incidentelor rutiere si a starilor de urgenta, anuntarea acestor situatii, raspunsul pentru rezolvarea lor si eliberarea zonei. Aceasta reprezinta coordonarea resurselor umane si tehnice pentru a se raspunde rapid in caz de urgenta, pentru refacerea capacitatii toatala a drumului dupa incidente si pentru reducerea duratei de intrerupere a traficului.

Etape esentiale in managementul eficient al urgentelor:

Detectia / verificarea – procesul prin care urgenta este observata de organizatiile raspunzatoare de mentinerea fluentei traficului si de operarea in conditii de siguranta a infrastructurii rutiere. De obicei se folosesc, pentru detectia urgentelor:

Detectoare rutiere;

Telefon celular;

Camere video si CCTV;

Cabine pentru apel in caz de urgenta;

Patrule de serviciu sau ale politiei.

Raspunsul la urgenta – presupune activarea, coordonarea si managementul personalului adecvat, al echipamentului, legaturilor de comunicatii si mijloacelor de informare a conducatorilor vehiculelor, de indata ce exista certitudinea unei stari de urgenta.

Managementul zonei urgentei – reprezinta procesul de evaluare corecta a urgentelor, de stabilire a prioritatilor, de anuntare si coordonare a resurselor potrivite, cooperare eficienta, de mentinere a unei comunicatii clare si de rezolvare a incidentelor intr-o maniera eficienta, la timp si in conditii de siguranta.

Managementul traficului – aplica masuri de control al traficului in zona incidentului, printre care:

Inchideri sau deschideri de benzi de circulatie;

Controlul traficului in rampa;

Utilizarea rutelor alternative.

Eliberarea zonei de urmarile incidentului – procesul prin care se inlatura ramasitele incidentului de pe drum si prinn care se readuce drumul la starea dinainte de incident.

Informarea conducatorilor de vehicule – se realizeaza prin:

Radio de informare rutiera

Panouri cu mesaje variabile

Emisiuni radio comerciale

Echipamente de ghidare a rutei in vehicul

Rapoarte de trafic difuzate la televiziune

Internet

Sistemele pentru managementul urgentelor includ si managementul incarcaturilor periculoase si planificarea si managementul incidentelor, care porneste de la faptul ca este crucial ca intr-o situatie de urgenta rolurile si responsabilitatile sa fie clar definite, mai ales cele ale organizatiei de operare rutiera si ale organizatiei de aplicare a regulilor de circulatie.

Beneficiile sistemului de management al urgentelor:

Cresterea sigurantei rutiere;

Cresterea eficientei organizatiilor care se ocupa in cazul incidentelor;

Utilizarea mai eficienta a echipamentelor si personalului;

Reducerea intarzierilor;

Cresterea mobilitatii marfurilor;

Un timp mai scurt de raspuns la urgente;

Reducerea impactului asupra mediului;

Siguranta mai mare pentru victimele incidentului, pentru personalul de actiune si pentru ceilalti participanti la trafic.

5. Partea practică

5.1. Prezentare generală

Montajul reprezintă o rezolvare simplă pentru construcția unui semafor de circulație auto utilizabil pentru instalațiile de cale ferată și circulație auto miniaturizate. În afară de aceasta, montajul poate fi atât de mic, încât poate fi introdus ușor în piciorul unui semafor. Este de asemenea posibilă montarea într-un semafor cental suspendat. Mai întâi să stabilim fazele comenzii unui semafor. În general, faza START decurge astfel încât semaforul trece de pe ”ROȘU” pe ”ROȘU/GALBEN” și, în sfârșit pe ”VERDE”. Faza STOP rezulta analog: VERDE – GALBEN – ROȘU. În funcționarea practică există și posibilitatea cumulării semnalului ”ROȘU” în toate direcțiile (de exemplu, la trecerea mașinilor salvării). În afară de aceasta, din motiv de siguranță, fazele ROȘU/GAȘBEN și GALBEN au durate diferite; aceste două stări de comutare nu sunt luate în considerare aici, deoarece nu sunt neapărat necesare.

Cele patru situații de comutare ”ROȘU”, ”ROȘU/GALBEN”, ”GALBEN” și ”VERDE” trebuie codificate corespunzător. Comutarea a două semafoare pentru două direcții de circulație este reprezentată într-un tabel de adevăr. De aici rezultă stările de comutare logică și se încearcă realizarea lor cu elemente logice.

Pentru realizarea celor 2 stări de comutare se pot utiliza două multiviratoare bistabile (FF1 și FF2). Printr-o comparație a stărilor de comutare dorite ale semafoarelor cu acelea ale multivibratoarelor bistabile, se gasesc imediat următoarele corespondențe în tabel:

ROȘU 1 =

GALBEN 1 =

VERDE 1 =

ROȘU 2 = Q1

GALBEN 2 = Q2

VERDE 2 =

Pentru realizarea montajului sunt necesare deci două multivibratoare bistabile și două porți NOR. Aceste funcții sunt conținute în circuitele integrate CD 4027 (2J-K multivibrator bistabil Master-Slave) și CD 4001 (4 porți NOR). LED-urile sunt comandate de tranzistoarele T1-T5. Pentru alimentare poate fi utilizată o baterie plata de 4,5 V. Întregul montaj încape pe o mică placă cu raster cu găuri.

Tabel

5.2. Schema bloc

5.3. Schema electrică

5.4. Calcul pentru elementele componente

5.5. Elemente de fiabilitate

5.6. Calcul economic