Ș .l.dr.ing. Valentin Alexandru Stan Absolvent Mihai Adrian Radu Bucure ș ti 2017 UNIVERSITATEA „POLITEHNICA” DIN BUCURE Ș TI FACULTATEA TRANSPORTURI… [617215]

UNIVERSITATEA „POLITEHNICA” DIN BUCURE Ș TI
FACULTATEA TRANSPORTURI

Departamentul Telecomenzi ș i Ele ctronică în
Transporturi

PROIECT DE DIPLOMĂ

Coordonator ș tiin ț ific
Ș .l.dr.ing. Valentin Alexandru Stan Absolvent: [anonimizat]
2017

UNIVERSITATEA „POLITEHNICA” DIN BUCURE Ș TI
FACULTATEA TRANSPORTURI

Departamentul Telecomenzi ș i Ele ctronică în
Transporturi

Sisteme ș i solu ț ii de
numărare automată a
vehiculelor rutiere

Coordonator ș tiin ț ific
Ș .l.dr.ing. Valentin Alexandru Stan Absolvent: [anonimizat]
2017
1

Abstract

"Traficul rutier reprezintă totalitatea transporturilor de călători sau mărfuri care se
face pe căi rutiere, într-un interval de timp dat și în condiții precizate." 1
Evolu ț ia tehnolog ică ș i cre ș terea tot mai agresivă a numărului de locuitori a condus,
conduce ș i va conduce la necesitatea de noi drumuri care să asigure un trafic fluent.

A ș adar, solu ț ia optimă pentru a asigura un trafic fluent pe ntru un număr mare de
vehicule aflat în continuă cre ș tere ș i un număr de drumuri relativ stabil este reprezentată de
sistemele de transport inteligent (ITS – Intelligent Transport Systems). Un sistem ITS
colectează informa ț ii din trafic prin intermediul unor senzori ș i le transmite unui automat de
trafic. Acesta generează automat noi moduri de lucru adaptate la capacitatea intersec ț iei în
momentul respectiv, prin schimbarea planului de semaforizare.

"Dezvoltarea sistemelor inteligente de transport (ITS) necesită informații în timp
real și de înaltă calitate despre trafic. ITS este un sistem inovativ de transport ce poate să
asigure un mediu de transport sigur și ieftin, dar în același timp eficient prin conectarea
sistemelor electronice de comunicații și de control la sistemele de transport existente. De-a
lungul ultimilor ani, sub presiunea tot mai mare pentru îmbunătățirea managementului
traficului, metodele de colectare a datelor despre trafic au evoluat considerabil și accesul la
aceste informații în timp real a devenit rutină în întreaga lume." 2

1 ​ cursul 1 SDTR
2 ​ http://www.agir.ro/buletine/1259.pdf
2

Cuprins

Abstract 3
Cuprins 4
Obiective 6
Introducere 7
Transportul terestru 9
Transportul aerian 12
Transportul naval 13
Sisteme de Transport Inteligente (Intelligent Transport Systems) 15
Modul de func ț ionare adaptiv al semafoarelor 16
Sisteme de semnalizare ș i control al traficului rutier 17
Sisteme de detec ț ie a vehiculelor – Analiză detaliată 19
Bucla inductivă 20
Senzori pneumatici 23
Senzori piezoelectrici 24
Senzorii magnetici 26
Plăci de presiune 28
Radarul cu microunde 29
Detectorii cu laser 31
Senzorii cu radia ț ie infraro ș ie (IR) 32
Senzori cu ultrasunete 36
Senzori acustici pasivi 38
Camere video 39
Recunoa ș terea numerelor de înmatriculare 41
Detectorii cu triplă tehnologie 44
Studiu de caz – Sistemul de monitorizare ș i informare asupra traficului ș i a condi ț iilor
de circula ț ie din cadrul D.R.D.P. Bucure ș ti (Direc ț ia Regională de Drumuri ș i Poduri
Bucure ș ti) 45
Sistem de cântărire dinamică, măsurare dimensiuni, clasificare ș i urmărirea respectării
reglementărilor 46
Contorizare trafic cu bucle inductive 47
Contorizare trafic prin analiză de imagine 47
Contorizare trafic cu tehnologie radar 48
Contorizare trafic cu tehnologie infraro ș u si ultrasunete 48
Sistem de monitorizare video 49
Sistem de detec ț ie incidente 49
Sistem de recunoa ș tere a numerelor de înmatriculare ș i monitorizare/penalizare
rovignetă 50
Sistemul de măsurare, prognoză ș i avertizare meteo-rutieră 50
3

Sistem de afi ș are cu mesaje variabile (panouri VMS – Variable-Message Sign) 51
Sistem de securitate 51
Sistem de comunica ț ii 52
Partea practică 53
Deviz de calcul 54

4

1. Obiective

Fiind student în cadrul facultă ț ii de transporturi ș i realizând stagiul de practică din
anul III în cadrul companiei CNADNR ( ​ CNADNR – ​ ​ Compania Na ț ională de Austostrăzi ș i
Drumuri Na ț ionale din R omânia ​ ), actuală CNAIR ( ​ CNAIR – Compania Na ț ională de
Administrare A Infrastructurii Rutiere ​ ), am ales să prezint tema cu titlul "Sisteme ș i solu ț ii de
numărare automată a vehiculelor rutiere".
Consider că această temă este reprezentativă specializării Telecomenzi ș i Electronică
în Transporturi ( ​ TET – Telecomenzi ș i Electronică în Transporturi ​ ) ș i îmi oferă ocazia de a
pune în valoare cuno ș tin ț ele acumulate de-a lungul celor patru an i de studiu.
În elaborarea lucrării voi prezenta:
● transportul (apari ț ia transportului, moduri de transport, necesitatea transportului,
moduri de transport, beneficiile aduse de transport)
● sistemele ș i solu ț ii de numărare automată a vehiculelor ru tiere folosite în cadrul
sistemelor de transport inteligente (atât la nivel general, cât ș i particularizare, în
cadrul tehnologiilor utilizate de D.R.D.P. Bucure ș ti ( ​ D.R.D.P. Bucure ș ti – Direc ț ia
Regională de Drumuri ș i Poduri Bucure ș ti ​ ).
● date tehnice despre anumite tehnologii
● anexe – plan ș ă, fotografii, diagrame, scheme bloc, scheme electrice, organigrame,
grafice, tabele, foi de catalog
● dic ț ionar explicati v al termenilor ș i abrevierilor utilizate în proiect
● proiectul fizic
○ arhitectura fizică (schema bloc)
○ schema electrică
○ lista componentelor utilizate
○ modul de func ț ionare al componentelor utilizate
○ estimări economice ale costurilor de realizare ș i exploatare
○ proiectarea software
○ elemente de fiabilitate
○ modelare / simulare / testare solu ț ie, sistem sau echipament, prezentare
rezultate experimentale, elaborare instruc ț iuni de operare, de protec ț ia munci

La final, voi prezenta avantajele ș i dezavantajele aduse de transport, în general, ș i
particular, modul în care sistemele de numărare automată a vehiculelor rutiere sporesc
avantajele transportului, respectiv reduc factorii nocivi.

5

2. Introducere

În această lucrare voi prezenta diverse sisteme ș i solu ț ii de numărare automată a
vehiculelor rutiere. Numărarea automată a vehiculelor rutiere reprezintă o necesitate, întrucât
cre ș terea constantă a num ărului de vehicule aflate în circula ț ie ș i numărul restrâns de drumuri
face tot mai grea gestionarea acestora la un nivel de trafic fluid.
Termenul transport provine din latină, de la cuvântul "transportare", trans însemnând
peste ș i portare însemnân d a purta sau a căra.
La finele anului 2010 a fost înmatriculată pe Pământ mașina cu numărul un miliard ș i
se estimează că în 2035 vor exista 2 miliarde de mașini în circula ț ie. Cele mai importante
piețe sunt China și Statele Unite, în SUA existând un sfert din numărul total de mașini
prezente pe suprafața pământului. Astfel, la fiecare 6,75 de oameni există o mașină, în timp
ce în SUA, procentul este de un automobil la 1,3 oameni. 3

Graficul 1. Numărul de autovehicule comerciale ș i de pasageri aflate în circula ț ie la nivel
global din anul 2006 până în 2014 4

3 ​ http://www.libertatea.ro/auto/ai-idee-cate-masini-exista-pe-terra-628035
4 ​ https://www.statista.com/statistics/281134/number-of-vehicles-in-use-worldwide/
6

După cum se poate observa ș i în graficul de mai sus, numărul de vehicule de pasageri
are tendin ț a de a cre ș te cu aproximativ zece milioane de unită ț i anual. În intervalul 2010 –
2011 s-a înregistrat cel mai mare număr vehicule de pasageri ș i anume 18,432 milioane, acest
număr reprezentând cea mai mare cre ș tere la nivel anual. În intervalul 2006 – 2014
contorizăm un număr total de 80,85 miloane de noi vehicule de pasageri.

În cazul vehiculelor comerciale se observă o tendin ț ă de cre ș tere cu aproximativ 28 de
milioane de unită ț i anual. În intervalul 2013 – 2014 s-a înregistrat un număr total de 37,763 de
milioane de noi vehicule comerciale, acest număr reprezentând cea mai cre ș tere la nivel
anual. În intervalul 2006 – 2014 contorizăm 80,853 milioane de noi vehicule.

Transportul înseamnă deplasarea persoanelor sau a lucrurilor dintr-un punct în altul.
În această categorie se pot încadra ș i informa ț iile. Purtătorul de informa ț ie este obiectul
material folosit pentru stocarea, transmiterea sau prelucrarea informa ț iei.
Purtătorii pot fi:
● ​ statici ​ (hârtia sau dispozitive electronice pentru stocarea datelor – memoria USB
( ​ USB = Universal Serial Bus ​ )
● dinamici ​ (unde acustice, unde electromagnetice, tensiuni ș i curen ț i electrici, etc.)

Transportul se referă la deplasarea dintr-un un loc în altul a persoanelor precum ș i a
bunurilor, semnalelor sau informa ț iilor. Cre ș terea inevitabilă a numărului de locuitori
conduce în mod indirect la cre ș terea numărului de vehicule, în timp ce construc ț ia altor căi de
rulare este limitată ș i obst ruc ț ionată de anumi ț i factori sociali. Crearea de noi drumuri
prezintă două mari inconveniente:
● spa ț iul ce poate fi alocat construc ț iei de drumuri este limit at
● lucrările de amenajare necesită oprirea circula ț iei vehiculelor, fapt ce conduce la
redirec ț ionarea tra ficului pe alte artere secundare ș i implicit la crearea de
congestionări în trafic ș i stres de partea ș oferilor

Astfel, această limitare ne obligă să gestionăm un număr mare de vehicule, aflat în
continuă cre ș tere, la un n umăr limitat de re ț ele de drumuri, relativ constant.

A ș adar, numărare a vehiculelor prezintă o importan ț ă deosebită în cadrul
transporturilor ș i a sistem elor inteligente de transport, fiind factorul cheie în asigurarea
fluidizării traficului.

"Transportul este o activitate care a apărut odată cu existen ț a omului. Limitele fizice
ale organismului uman în privin ț a distan ț elor ce puteau fi parcurse pe jos ș i a cantită ț ii de
bunuri ce puteau fi transportate, au determinat, în timp, descoperirea unei game variate de căi
7

ș i mijloace de transport." . Din acest motiv, a rezultat dezvoltarea transportului pe mai multe 5
căi. În acest scop, în România, sistemul de transport întâlne ș te 3 variante de transport:
● transportul terestru
● transportul aerian
● transportul naval
2.1. Transportul terestru
În cadrul transportului terestru întâlnim trei forme de transport:
● transportul feroviar (de persoane ș i de marfă)
● transportul rutier (de persoane ș i de marfă)
● transportul prin conducte

Transportul ​ ​ feroviar ​ este una cele mai utilizate modalită ț i de transport, ocupând
locul doi în ceea ce prive ș te volumul de mărfuri transportate la nivel global. Acest lucru se
datorează siguran ț ei, timp ului redus de transport ș i pre ț ului relativ scăzut. Independen ț a fa ț ă
de condi ț iile meteorologi ce reprezintă un plus considerabil. Prin intermediul transportului
feroviar se poate realiza atât transportul de persoane, cât ș i de marfă. Acest lucru se poate
observa în poza 6, care figurează transportul feroviar de persoane. În poza 7, se poate observa
modul în care marfa este transportată în cadrul transportului feroviar.

Figura 1. Transportul feroviar de persoane 6

5 ​ https://ro.wikipedia.org/wiki/Transport
6 ​ http://images.gsp.ro/usr/thumbs/thumb_924_x_600/2016/06/17/738078-tgv.jpg
8

Transportul feroviar marfar 7

Transportul rutier ​ prezintă cea mai mare eficien ț ă din punct de vedere al
transportului pe distan ț e scurte. Acest mijloc oferă o mobilitate mare, deoarece transportul
poate fi făcut pe aproape orice fel de drumuri, în aproape orice condi ț ii meteorologice. Viteza
mare ș i simplitatea opera ț iunilor de încărcare ș i descărcare sunt caracteristici esen ț iale în
cadrul transportului rutier. Prin intermediul transportului rutier se poate realiza atât
transportul de persoane, cât ș i de marfă. Acest lucru este ilustrat în poza 8, care figurează
transportul rutier de persoane. În poza 9, se poate observa modul în care marfa este
transportată în cadrul transportului rutier.

Transportul rutier de persoane 8

7 ​ http://transporter.ro/userfiles/11285/CFR%20marfa.jpg
8 http://legestart.ro/wp-content/uploads/images/motion1.jpg
9

Transportul rutier marfar 9

Transporturile ​ ​ prin ​ ​ conducte ​ ajută la deplasarea mărfurilor lichide. Acest mod de
transport prezintă cost scăzut, pierderi minime, independen ț ă fa ț ă de condi ț iile atmosferice ș i
avantajul de a se efectua fără cursă goală. Poza 10 ilustrează modul în care marfa lichidă este
transportată în cazul transportului prin conducte.

10
Transportul prin conducte

9 http://www.casa-de-expeditii.ro/wp-content/uploads/2011/11/casa-de-expeditii-despre-noi.jpg
10 http://mediartv1.freenode.ro/image/201511/full/gazprom_moldova_extend_gas_supply_deal_88598100.jpg
10

2.2. Transportul aerian

Transportul aerian ​ constă în deplasarea în spa ț iu a bunurilor ș i oamenilor prin
intermediul aeronavelor. Caracteristicile tehnice ș i economice reprezentative transportului
aerian sunt rapiditatea ș i regularitatea, caracteristici esen ț iale transportului. Această
modalitate de transport este ideală pentru distan ț ele mari, deoarece timpii necesari călătoriei
sunt redu ș i considerabil, f apt datorat vitezelor mari, fără întreruperi (semafor, ambuteiaj) ca
la cele terestre. Un mare avantaj al transportului aerian se poate observa în cadrul călătoriilor
peste oceane, acestea putând fi făcute în câteva ore. În trecut, în lipsa acestei tehnologii o
astfel de călătorie ar fi putut dura săptămâni, luni sau chiar ani.

Prin intermediul transportului aerian se poate realiza atât transportul de persoane, cât
ș i de marfă. Acest lucru s e poate observa în poza 11, în care este figurat transportul aerian de
persoane. În poza 12, se poate observa modul în care marfa este transportată în cadrul
transportului aerian.

Transportul aerian de persoane 11

11
https://www.monde-du-voyage.com/photos/compagnies/vol–compagnie-air-journal_Wizz_Air_A320-sharklet.j
pg
11

Transportul aerian marfar 12
2.3. Transportul naval
Transportul naval ​ se ocupă, în principal, cu transportul materiilor prime, dar ș i cu
transportul produselor finite. Acest tip de transport ocupă un rol important în realizarea
circula ț iei mărfurilor, ofe rind posibilitatea transportării unei încărcături de gabarit ridicat.
Depozitarea mărfii se face, de obicei, în containere, acestea având mărimea unui camion.
Transport naval permite atât transportul de persoane, cât ș i de marfă. Acest lucru se poate
observa în poza 13, care ilustrează transportul naval de persoane. În poza 14, se poate observa
modul în care marfa este transportată în cadrul transportului naval.

13
Transportul naval de persoane
12 ​ http://www.3acescargo.com/images/ban1.jpg
13 http://www.cugetliber.ro/imagini/original/329ffc3ca35aa88defb9491cbcb1db92.jpg
12

Transportul naval de marfă 14

14 http://www.seal-logistics.ro/wp-content/uploads/seafright_3.jpg
13

3. Sisteme de Transport Inteligente (Intelligent
Transport Systems)

"ITS reprezintă o gamă largă și diversă de tehnologii care, aplicată sistemelor actuale
de transport, poate ajuta la creșterea siguranței, reducerea congestiilor de trafic, creșterea
mobilității, minimizarea impactului de mediu, reducerea consumului de energie și creșterea
productivității economice." . Deci, sistemele inteligente de transport oferă posibilitatea de a 15
reduce poluarea prin reducerea timpilor de călătorie ș i a consumului de combustibil, sporind
totodată siguran ț a particip an ț ilor la trafic.

Tehnologiile ITS sunt variate și includ:
● preluarea informa ț iilor
● prelucrarea informațiilor
● comunicații
● control și electronică

"Sistemele inteligente de transport reprezintă rezultatul aplicării tehnologiilor
avansate la sisteme și metode de transport pentru eficientizarea, creșterea confortului și
siguranței transportului pe căile rutiere, feroviare, navigabile interioare, aeroporturi, porturi și
legăturilor dintre aceste tipuri de transport diferite." . Deci, prin evolu ț ia tehnologiei, 16
cre ș terea continuă a numă rului de vehicule ș i limitarea numărului de căi de rulare au condus
la necesitatea apari ț iei ac estor sisteme inteligente de transport în vederea fluidizării traficului.
Sistemele de transport inteligente ajută la:

● fluidizarea traficului cu aproximativ 15% 17
● repunerea vehiculelor de transport public de persoane în programul stabilit în cazul în
care acestea riscă să întârzie
● sporirea gradului de siguran ț ă atât pentru ș oferi, cât ș i pentru pietoni prin transmiterea
rapidă a unui avertisment cu privire la echipamentele care se defectează în intersecții
în vederea remedierii cât mai rapide a defec ț iunii
● reducerea timpilor de călătorie în cadrul serviciilor de intervenție, cum ar fi poliție,
ambulanță, pompieri

15 http://www.torotech.ro/?page_id=12
16 ​ http://www.torotech.ro/?page_id=12
17 ​ http://www.torotech.ro/?page_id=12
14

3.1. Modul de func ț ionare adaptiv al semafoarelor

O func ț ie importa ntă oferită de sistemele de transport inteligente este modul de
func ț ionare adaptiv al sem afoarelor. Prin intermediul acestui regim de funcționare, timpii de
semaforizare din intersec ț ii se modifică în mod automat în func ț ie de valorile de trafic
înregistrate. Acest lucru se realizează prin intermediul unor detectori de trafic monta ț i în
intersec ț ii, detectori capa bili să procure informațiile de care sistemul are nevoie în vederea
adaptării matricelor de semaforizare la valorile de trafic din fiecare moment.
Un alt beneficiu adus de această tehnologie constă în repunerea vehiculelor de
transport public de persoane în programul stabilit în cazul în care acestea riscă să întârzie.
Acest lucru se face prin ajustarea timpilor de semaforizare din intersecții în vederea asigurării
sosirii acestora în timp conform programului de circula ț ie stabilit. Acela ș i lucru se întâmplă ș i
în cazul vehiculelor cu regim prioritar de circulație, precum poli ț ia, pompierii ș i ambulan ț a,
pentru a asigura faptul că acestea ajung la destina ț ie în cel mai scurt timp posibil.
Intersecțiile sunt interconectate prin fibra optică ș i comunică cu centrele de control
aferente zonei respective. Personalul din centrul de control are responsabilitatea de a urmări
datele primite în centru ș i de a lua măsurile necesare în cazul apari ț iei unor evenimente. În
acest scop, există alarme vizuale ș i sonore pentru a face mai u ș or de sesizat apari ț ia unor
incidente. Incidentele pot fi:
● ambuteiaje cauzate de accidente rutiere
● apari ț ia pe partea carosabilă de obiecte străine
● circula ț ia pe contr asens
● defectarea aparatelor aferente sistemelor inteligente de transport
● lipsa alimentării
● pătrunderea abuzivă în zona rezervată aparaturii în vederea tentativelor de furt sau
vandalism
● defectarea unei unită ț i luminoase din cadrul instala ț iei de semnalizare
În func ț ie de incid entele care apar, dispecerul din centrul de monitorizare are
îndatorirea de a anun ț a autorită ț ile responsabile cu repunerea în fu nc ț iune a traficului sau cu
personalul responsabil de repara ț ia unită ț ilor defecte.

15

3.2. Sisteme de semnalizare ș i control al traficului rutier

Cre ș terea exacerb ată a numărului de locuitori conduce în mod indirect la cre ș terea
traficului rutier. Cum construc ț ia altor căi de rulare este limitată ș i obstruc ț ionată de anumi ț i
factori sociali, este nevoie de o gestionare eficientă a unui număr mare de vehicule, aflat în
continuă cre ș tere, la un n umăr limitat de re ț ele de drumuri, relativ constant. În acest scop,
s-au implementat solu ț ii de descongestionare a traficului prin îmbunătă ț irea sau extinderea
drumurilor deja existente în vederea cre ș terii gradului de utilizare ș i a cre ș terii numărului de
vehicule ce pot circula simultan.

Pentru reglementare traficului într-o intersec ț ie este nevoie de:
● echipamente de achizi ț ie a datelor. ​ Acestea con ț in senzori de tip buclă inductivă
amplasa ț i sub cale a de acces în intersec ț ie. În anumite caz uri, se folosesc ș i detectoare
radar sau cu raze infraro ș ii, acestea prezentând, în compara ț ie cu buclele inductive,
dezavantajul susceptibilită ț ii la perturba ț iile produse de co ndi ț iile meteorologice
nefavorabile ș i precipita ț iilor abundente.
● echipamente de semnalizare luminoasă ​ care pot fi principale sau repetitoare, cele
din urmă sporind gradul de vizibilitate al semnalului principal, în vederea în ț elegerii
mai clare ș i mai c oncise a indica ț iei luminoase de către în treg grupul de participan ț i la
trafic.
● tabloul de comandă ​ (controlerul de trafic) ​ ​ este amplasat în apropierea intersec ț iilor ș i
are rolul de a primi semnalele de la detectoarele de trafic, aplicând planul de
semnalizare ș i com andând semnalele luminoase conform programelor alese. Planul de
semnalizare reprezintă un set de programe care asigură elaborarea solu ț iilor optime
pentru comanda semafoarelor, în raport cu fluctua ț iile de trafic, având ca scop
maximizarea fluxului de vehicule în intersec ț ie.

Pentru fluidizarea traficului din intersec ț iile independente se folosesc:
● programe de reglare la intervale fixe ​ bazate pe automatizare clasică
● programe de reglare adaptivă ​ bazate pe calculul fluctua ț iilor curente ale traficului

Reglarea adaptivă ​ folose ș te două tipuri de algoritmi:
● un tip de algoritmi de programare aciclică, care ț ine cont de fluctua ț iile momentane
ale traficului
● un tip de algoritmi de programare ciclică, care se bazează pe alegerea unui program
de reglare dintr-o listă

Aceste programe se alcătuiesc pe baza unor rapoarte statistice culese de-a lungul
timpului din intersec ț ia respectivă, în vederea ob ț inerii unor rezultate optime pentru anumi ț i
parametri de trafic zilnic sau orar – adică doar la anumite ore. În majoritatea ora ș elor există
16

ore de vârf la care traficul din zonă atinge un nivel maxim, acest lucru datorându-se în
principal începerii sau sfâr ș itului programului de lucru sau de studii.

O re ț ea de detecta re este alcătuită din detectoare rutiere, detectoare pentru transportul
în comun ș i detectoare pe ntru pietoni.

Pentru detec ț ia ​ rutieră ​ , cele mai răspândite sunt buclele inductive. Acestea pot fi:
● bucle transversale ​ – au rolul de a detecta prezen ț a sau trecerea unui vehicul în
apropierea liniei de oprire de pe o cale de rulare
● bucle longitudinale ​ – au rolul de a semnala cererile de acces în intersec ț ii
● bucle avansate ​ – plasate la 80-100 de metri de linia de oprire pe o cale de rulare, care
au rolul de a măsura debitul de vehicule pe minut ș i gradul de ocupare al arterei de
circula ț ie

Detectoarele pentru ​ transportul în comun ​ sunt realizate cu bucle de detec ț ie
amplasate pe culoarul rezervat de circula ț ie al acestora.
Cele mai des întâlnite elementele de detec ț ie pentru ​ pietoni ​ sunt butoanele ac ț ionate
de pietoni, alături de sistemele cu camere video, sau dispozitive cu raze infraro ș ii. Acestea
sunt întâlnite mai rar, din cauză că nu oferă eficien ț a necesară numărării pietonilor.
Programele de reglementare pentru diferite intensită ț i ș i situa ț ii de trafic pot fi
schimbate atât în mod manual, cât ș i prin intermediul unui mecanism de temporizare. Solu ț ia
optimă rămâne, însă, alegerea programelor în func ț ie de traficul de la acel moment.

În concluzie, prin intermediul sistemelor de transport inteligente, se pot asigura:
● controlul poluării (prin reducerea timpurilor de circula ț ie la un nivel maxim posibil)
● semnalizare rutieră adaptivă în vederea fluidizării traficului
● controlul vitezei în vederea siguran ț ei participan ț ilor la trafic
● detectarea rapidă ș i informarea asupra accidentelor rutiere
● posibilitatea de a anun ț a participan ț ii la trafic cu privire la blocarea traficului în
anumite zone (fie din cauza congestionării traficului, fie din cauza unor accidente
rutiere, fie din cauza unor lucrări de repara ț ii) ș i sugestia de rute ocolitoare prin
intermediul panourilor cu mesaj variabil.
● informa ț ii pentru conducători (service, sta ț ii de alimentare cu combustibil)
● informa ț ii privind evolu ț ia stării meteo
● informa ț ii privind parcările

17

3.3. Sisteme de detec ț ie a vehiculelor – Analiză detaliată

În cele ce urmează, va fi prezentă fiecare tehnologie de detec ț ie a vehiculelor ș i
avantajele sau dezavantajele ei. La final, prin intermediul unui tabel, se va realiza o
compara ț ie între tehnolog iile prezentate, pentru a se observa care dintre acestea oferă un
randament sporit. Tehnologiile folosite în cadrul sistemelor de detec ț ie a vehiculelor sunt:

● bucla inductivă
● senzori pneumatici
● senzori piezoelectrici
● senzori magnetici
● plăci de presiune
● radarul cu microunde
● detectorul laser
● senzori cu radia ț ie infraro ș ie
● senzori cu ultrasunete
● arii de senzori acustici pasivi
● camere video
● detectori cu triplă tehnologie
● compara ț ii

18

3.3.1. Bucla inductivă

18 19

Buclele inductive au fost introduse în domeniul transportului în anii ’60 ș i au 20
devenit rapid una din cele mai folosite metode de detec ț ie a vehiculelor. O buclă inductivă
este formată, în principal, din:
● unul sau mai multe fire izolate – îngropate într-o încăpere aflată sub pavaj
● un cablu conductor – ce se desfă ș oară de la cutia buclei până la încăperea controlerului
● o unitate de detector electronic – amplasat în cabina controller-ului

Unitatea de detector electronic conduce energia prin sistemul buclei la o frecvență
cuprinsă între 10 kHz ș i 200 kHz . Sistemul buclei inductive formează un circuit electric în 21
care sârma buclei este elementul inductiv. Când un vehicul trece peste buclă sau este oprit pe
aceasta, inductanța buclei scade. Scăderea inductanței actualizează rezultatul detectorului
electronic și transmite noua valoare înregistrată la unitatea controllerului, semnalizând astfel
trecerea sau prezența unui vehicul.

În ultimele două decenii, detectoarele cu bucle inductive au devenit cele mai
răspândite detectoare de trafic. Datele furnizate de acestea sunt:
● trecerea vehiculelor
● prezența vehiculelor
● numărarea vehiculelor
● gradul de ocupare al benzii
● incidente și congestionări de trafic
● aproximarea vitezei vehiculelor

18 cursul 6-7 SDTR
19 cursul 6-7 SDTR
20 ​ http://www.agir.ro/buletine/1259.pdf
21 ​ http://www.agir.ro/buletine/1259.pdf
19

Pentru determinarea unor incidente care să reiasă din datele transmise, bucla este
poate fi legată la un centru de management al transportului pentru o analiză complexă
computerizată.

Parametri ob ț inu ț i din informa ț iile procesate de buclele inductive

Volumul ​ (Q)
, unde: Q = T N (1)

● Q = numărul de vehicule/oră detectate
● N = numărul de vehicule detectate în perioada de timp, T
● T = perioada de timp, în ore

Gradul de ocupare ​ ( ϴ )
, unde: ( t D ) ϴ = T 1 0 0 ∑ N
i = 1 i − (2)

ϴ = gradul de ocupare
T = perioada de timp, în ore
= perioada totală a impulsului detectorului t i
D = perioada pantei descendente – perioada pantei ascendente

Viteza ​ (V)
, unde: V = 3 , 6 1 0 d * 5
5 , 2 8 0 ( t − t ) 1 0 (3)

● V = viteza vehiculului, în km/h
● = momentul declan ș ării detec ț iei, în ms t o
● = momentul declan ș ării detectorului din aval, în ms t 1

Lungimea vehiculului ​ ( ) L v

, unde: ) [ ( t ) ( t ) ] ( ) L v = ( 2 1
1 1 − t 1 0 + 2 1 − t 2 0 5 , 2 8 0 V
3 , 6 1 0 * 5 (4)

● V = viteza stabilită anterior
● momentul începerii detec ț iei pentru detectorul i, în ms t i 0 =
● momentul terminării detec ț iei pentru detectorul i, în ms t i 1 =

Densitatea de vehicule ​ (K)
20

, unde: ) ( ) K = ( 1
T ∑ N
i = 1 1
V i (5)

● K = densitatea de vehicule
● N = numărul de vehicule detectate în perioada de timp, T
● T = perioada de timp, în ore
● = viteza vehiculului detectat i V i

Tabel 1. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu buclă inductivă
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Tehnologie matură Întreruperea traficului pentru
instalare ș i între ț inere
2 Cost redus Reasfaltarea drumurilor
necesită reinstalarea senzorilor
3 Design flexibil, de unde rezultă
capacitatea de a satisface o
varietate mare de aplica ț ii Buclele realizate sunt afectate
de trafic, temperatură ș i al ț i
factori de stres

21

3.3.2. Senzori pneumatici

22

Principiul func ț ionării senzorilor pneumatici se bazează pe emiterea unui
impuls de presiune a aerului dintr-un tub care închide un contact, transmi ț ând astfel un
semnal electric către un numărător sau un software de analiză.
Senzorul este portabil ș i se alimentează prin intermediul unor acumulatori cu
acid gel sau alte tipuri de baterii reîncărcabile ca sursă de tensiune.
Senzorii sunt a ș eza ț i perpendicular pe partea carosabilă, fiind utiliza ț i în
general pentru măsurători de scurtă durată.
Prin intermediul acestui tip de senzori se pot ob ț ine următorii parametri:
● numărul de vehicule
● categoria
● distan ț a dintre vehicule
● întârzierea provocată de oprirea la semafor
● rata de satura ț ie a fluxului de vehicule (în func ț ie de modelul de senzor utilizat)

22 ​ cursul 6-7 SDTR
22

Tabel 2. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu senzori pneumatici
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Instalare rapidă Imprecizie la determinarea
numărului de osii la vehiculele
cu gabaritul ridicat
2 Consum redus de energie Sensibilitate la temperatură
3 Cost redus Rată de defectare ridicată
4 U ș or de între ț inut –

3.3.3. Senzori piezoelectrici

23 24

"În 1880, Jacques si Pierre Curie au observat ca aplicarea de presiune asupra unui
cristal de cuar ț rezultă în apari ț ia unei sarcini electrice în cristal. C ei doi fizicieni au denumit
efectul observat piezo de la verbul grecesc piezein (a presa)." 25
Acest efect este folosit în senzorii piezoelectrici, senzori ce prezintă aplicabilitate
ridicată în domeniul detec ț iei de vehicule. Costul redus, instalarea rapidă, consumul scăzut de
energie ș i modul facil de între ț inere îi recomandă folosirii în dom eniul rutier. În momentul în
care o ma ș ină trece pe de asupra detectorului, acesta este presat, se comprimă ș i astfel se poate
detecta trecerea unui vehicul.
"Materialele piezoelectrice au proprietatea de a transforma energia cinetică în energie
electrică ș i invers. Anumi te materiale polimerice realizează aceste conversii cu un randament
ridicat, fiind ideale pentru construc ț ia senzorilor piezoelectrici." . De aici, rezultă că 26
acurate ț ea lor este foarte mare, deci pot fi folosi ț i pentru numărarea vehiculelor. Randamentul
23 ​ cursul 6-7 SDTR
24 ​ http://electronics.ucv.ro/mihaium/Materiale%20didactice/MATERIALE2013/MaterSubEx27.pdf
25 ​ https://ro.wikipedia.org/wiki/Piezoelectricitate
26 ​ cursul 6-7 SDTR
23

ridicat ș i raportul subunit ar de costuri – beneficii sunt doar câteva argumente care su ț in
folosirea acestei tehnologii.
"Construc ț ia unui senzor piezoelectric este coaxială, cu un înveli ș central, un înveli ș
metalic, materialul piezoelectric ș i un înveli ș exterior. Polarizarea materialului piezoelectric
se realizează prin supunerea ansamblului descris mai sus la un câmp electric radical intens.
Câmpul de polarizare modifică structura amorfă a polimerului într-o formă semi-cristalină,
men ț inând totodată propr ietă ț ile de flexibilitate ale polimerului or iginal." A ș adar, senzorul 27
este montat perpendicular pe partea carosabilă ș i este ac ț ionat la trecerea vehiculelor. Acest
tip de senzor este întâlnit mai des pentru cântărirea vehiculelor ș i mai pu ț in în vederea
detec ț iei prezen ț ei.

28

Senzorii piezoelectrici sunt utiliza ț i pentru clasificarea vehiculelor ș i măsurarea
greută ț ii acestora. Poate f i determinată ș i viteza prin utilizarea ma i multor senzori.
Există două clase de senzori piezoelectrici:
● clasa I ​ , unde senzorii pot determina numărul de osii ș i greutatea vehiculului
● clasa II ​ , unde senzorii pot determina doar numărul de osii
Senzorii piezoelectrici sunt ideali pentru sistemele de cântărire automată a
vehiculelor, prezentând, în compara ț ie cu celelalte sisteme, avantajul costurilor reduse ș i
posibilitatea de cântărire la viteze mai mari ale vehiculelor (15-100 km/h) . 29
Senzorul se montează într-un decupaj perpendicular pe partea carosabilă ș i este mai
apoi acoperit în nisip din sare de siliciu ș i compus epoxidic. Aceste substan ț e asigură crearea
unui strat protector necesar men ț inerii intacte a aparaturii, împotriva ș ocului mecanic creat de
trecerea ma ș inilor. Comp usul epoxidic prezintă proprietă ț i termice ș i elastice ideale acestui
mediu.

27 ​ cursul 6-7 SDTR
28 cursul 6-7 SDTR
29 cursul 6-7 SDTR
24

Tabel 3. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu senzori piezoelectrici
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Determină numărul de axe, în
loc de numărul de vehicule Necesită întreruperea traficului
pentru instalare ș i între ț inere
2 În func ț ie de for ț a de apăsare a
senzorului, se poate determina
cu precizie tipul vehiculului Reasfaltarea drumurilor
necesită reinstalarea senzorilor
3 Cu costuri pu ț in mai mari ca
ale buclelor inductive, se pot
ob ț ine informa ț ii mai complexe Defectarea mai frecventă a
senzorilor în cazul drumurilor
cu comportament de calitate
slabă
4 – Senzorii sunt afecta ț i de
temepratura pavajului ș i viteza
vehiculelor

3.3.4. Senzorii magnetici

"Senzorii magnetici sunt detectori pasivi, care detectează obiecte metalice care
perturbă câmpul magnetic terestru." . Această tehnologie de senzori este folosită ș i în cadrul 30
sistemelor de transport. Principiul de func ț ionare constă în apari ț ia unei anomalii magnetice
în momentul în care un vehicul pătrunde în zona de dec ț ie a senzorilor.

31
30 cursul 6-7 SDTR
31 ​ cursul 6-7 SDTR
25

În imaginea 31 se poate vedea modul în care sistemul de dedec ț ie cu senzori
magnetici reac ț ionează în momentul în care un vehicul intră în câmpul de detec ț ie al
magnetometrului, putându-se observa apari ț ia unei anomalii magnetice. În cadrul aplica ț iilor
rutiere, senzorii magnetici vin în două variante:
● magnetometrul cu două fluxuri
● magnetometrul de induc ț ie.
Magnetometrul cu două fluxuri ​ este format dintr-o înfă ș urare primară ș i două
secundare realizate în jurul unui miez magnetic. În momentul în care câmpul magnetic este
perturbat, se măsoară tensiunea de ie ș ire produsă de înfă ș urările secundare. Prin intermediul
magnetometrului cu două fluxuri se pot detecta schimbările componentelor orizontale ș i
verticale ale câmpului magnetic terestru produse de prezen ț a vehiculelor. Pentru ca un
vehicul să fie detectat este necesar ca tensiunea de ie ș ire produsă de înfă ș urările secundare să
depă ș ească un prag minim prestabilit. În momentul în care un vehicul a fost detectat, indica ț ia
de prezen ț ă este men ț inută până când vehiculul părăse ș te zona de detec ț ie.
Magnetometrul de induc ț ie ​ func ț ionează asemănător, detectând modificările produse
de un vehicul aflat în mi ș care asupra liniilor fluxului magnetic. Trecerea unui vehicul este
detectată, ca ș i în cazul pr ecedent, prin producerea unei tensiuni de ie ș ire. Acest tip de
magnetometru vine însă cu un dezavantaj major, neputând indica prezen ț a vehiculelor
sta ț ionate.

Tabel 4. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu senzori magnetici
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Magnetometrele sunt mai pu ț in
afectate de solicitările
mecanice ale traficului, în
compara ț ie cu buclele
inductive Necesită întreruperea traficului
pentru instalare ș i între ț inere
2 Anumite modele permit
transpiterea wireless a
informa ț iilor Magnetometrele de induc ț ie nu
pot detecta vehiculele
sta ț ionate
3 Magnetometrele de induc ț ie
pot fi utlizate în locurile în care
nu este posibiliă instalarea
bucleclor inductive, cum ar fi
pe poduri Anumite modele au zone
restrânse de detec ț ie
4 Unele modele de
magnetometre nu necesită
tăierea pavajului –

26

3.3.5. Plăci de presiune

Prin intermediul plăcilor de presiune se pot măsura atât greutatea vehiculelor, cât ș i
viteza acestora. Precizia sistemului depinde însă de viteza de deplasare a vehiculelor. Pentru
determinarea vitezei ș i greută ț ii vehiculelor, se folose ș te un dispozitiv de cântărire care se
amplasează între două bucle inductive.
Principiul de func ț ionare a plăcilor de presiune este simplu ș i eficient: sistemul
propriu zis se află ini ț ial în starea de pauză. În momentul în care ro ț ile unui vehicul trec peste
prima buclă inductivă, sistemul se activează, ie ș ind din starea de repaus. Viteza vehiculelor
poate fi aflată cunoscând distan ț a dintre cele două bucle inductive ș i timpul pe care
vehiculule îl parcurg din momentul în care trec de prima buclă ș i ajung la cea de-a doua.

Tabel 5. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu plăci de presiune
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Precizia sistemelor de cântărire
bazate pe plăci este superioară
sistemelor care folosesc senzori
piezoelectrici Precizia este inferioară
celulelor tensiometrice, iar
costul este mai ridicat,
comparativ cu sistemele
piezoelectrice
2 Ca mod de între ț inere, plăcile
nu necesită înlocuirea
completă, ci doar ajustări
făcute la intervale de 5 ani –

În imaginea 32 se poate observa modul în care plăcile de presiune sunt instalate pe
partea carosabilă ș i modu l în care acestea sunt ac ț ionate în momentul în care un vehicul trece
prin zona de dec ț ie a aces tora.

32

32 ​ cursul 6-7 SDTR
27

3.3.6. Radarul cu microunde

33
Sistemul de radar cu microunde întâlne ș te două variante în cazul aplica ț iilor rutiere ș i
anume:

● cu undă continuă Doppler ( ​ CW – ​ ​ Continuous-wave radar ​ ): detectând vehiculele care
circulă cu viteze mai mari de 4,8 – 8 km/h
● cu undă continuă modulată la frecven ț ă ( ​ FMCW – Frequency-modulated
continuous-wave radar ​ )

Func ț ionarea rada rului cu microunde cu undă continuă Doppler ( ​ CW ​ ) se bazează pe
principiul Doppler. Acest principiu face referire la modificarea frecven ț ei semnalului reflectat
în momentul în care un vehicul trece prin zona de detec ț ie a acestuia.
Deoarece se bazează pe efectul mi ș cării vehiculelor, acest sistem prezintă ineficien ț ă
în cazul vehiculelor sta ț ionate ș i implicit randament scăzut în zon ele congestionate.
Sistemul de radar cu microunde cu undă continuă modulată la frecven ț ă ( ​ FMCW ​ )
transmite un semnal a cărui frecven ț ă se modifică continuu în timp, având avantajul major de
a putea detecta ș i vehicul ele sta ț ionate.

Radarul poate fi amplasat:
● deasupra drumului, permi ț ând monitorizarea unei benzi de circula ț ie.
● pe marginea drumului, permi ț ând monitorizarea mai multor benzi de circula ț ie.

Sistemul de radar oferă informa ț ii cu privire la:
● viteză
● gabarit
● lungimea vehiculelor
33 ​ cursul 6-7 SDTR
28

● suplimentar, informa ț ii despre vehiculele sta ț ionate, în func ț ie de tehnologia utilizată.

34
Viteza vehiculelor se ob ț ine folosind formula:

, unde: v = d
Δ T (6)

● v = viteza vehiculului
● d = distan ț a dintre cele două intervale de măsurare
● ΔT = diferen ț a dintre momentele de timp în care vehiculul intră în fiecare zonă de
detec ț ie.

Sistemul radar poate fi montat ș i pe vehicule, acest tip de radar fiind folosit în cadrul
sistemelor pentru detectarea obstacolelor ș i evitarea coliziunilor cu acestea ( ​ AVCS –
Advanced Vial Closure System ​ ). Frecven ț a de func ț ionare a acest ui tip de radar este de 76 –
77 GHz. 35

Tabel 6. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu radarul cu microunde
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Nu necesită lucrări la pavaj,
ceea ce ar implica oprirea
circula ț iei Trebuie efectuate teste
preliminarii pentru
determinarea lă ț imii de bandă
ș i a formei de undă transmise,
care să fie optime pentru
aplica ț ia dorită
2 Insensibilitate la condi ț iile
meteorologice nefavorabile Radarul Doppler nu poate
detecta vehiculele sta ț ionate
3 Permite monitorizarea mai
multor benzi de circula ț ie,
simultan

34 ​ cursul 6-7 SDTR
35 ​ cursul 6-7 SDTR
29

3.3.7. Detectorii cu laser

Detectorii cu laser reprezintă o tehnologie foarte precisă pentru detec ț ia ș i
determinarea pozi ț ionării spa ț iale a vehiculelor pe drum, putând f urniza detalii cu privire la
forma vehiculelor, cu o precizie de 2cm, chiar ș i în condi ț ii de viteze ridicate de până la 100
km/h. 36
Precizia detectorilor laser depinde în mod direct de înăl ț imea la care senzorii sunt
monta ț i ș i de modul în care ace ș tia sunt pozi ț iona ț i asupra drumului.
Detectorii laser pot procura date cu privire la:
● volumul traficului
● gradul de ocupare a drumului
● viteza de circula ț ie pe bandă

Func ț ionalitatea a cestei tehnologii este asigurată prin alimentarea cu panouri solare
sau baterii. Datele colectate de senzori sunt pot fi transmise la centrele de colectare ș i
transmisie a datelor de trafic prin intermediul unei legături radio de spectru larg.
Principala utilitate a detectorilor laser este aceea de detec ț ie a vehiculelor, prezentând
uria ș ul avantaj de a fi imu ni fa ț ă de condi ț iile meteorologie nefavorabile. Un alt atu al acestei
tehnologii este reprezentat de posibilitatea de supraveghere simultană a două benzi de
circula ț ie. Acest lucru est e util în cadrul transportului public de persoane, putându-se observa
banda pe care vehiculul de transport public se deplasează ș i se va decide direc ț ia în care
acesta va merge. Astfel, dacă în cazul în care vehiculele de transport de pasageri se află în
întârziere, se pot configura automat timpi de semaforizare pentru a se asigura ajungerea la
timp a acestora ș i repuner ea în programul de circula ț ie stabilit.
Mai mult decât atât, detectorii laser pot determina bara de tractare la vehiculele cu
remorcă, după cum se poate observa în imaginea 37.

37

36 ​ cursul 6-7 SDTR
37 ​ cursul 6-7 SDTR
30

Tabel 7. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu laser
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Nu necesită lucrări la pavaj,
ceea ce ar implica oprirea
circula ț iei Necesitatea ob ț inerii unui
semnal/zgomot mare,
indiferent de condi ț iile meteo,
pentru a se putea procesa
corect unda reflectată din
vehiculul ț intă
2 Insensibilitate la condi ț iile
meteorologice nefavorabile –
3 Permite monitorirzarea mai
multor benzi de circula ț ie –
4 Permite detectarea obiectelor
mici, de până la 5cm, la viteze
mari de până la 100km/h –

â
3.3.8. Senzorii cu radia ț ie infraro ș ie (IR)

Senzorii cu radia ț ie infraro ș ie utiliza ț i pentru detec ț ia vehiculelor în domeniul rutier
sunt de două feluri:
● senzori cu radia ț ie infraro ș ie activă ( ​ AIR – Active infrared sensor ​ )
● senzori cu radia ț ie infraro ș ie pasivă ( ​ PIR – Passive infrare d sensor ​ )

Senzorii cu radia ț ie infraro ș ie activă (AIR) ​ iluminează zona de detec ț ie cu o
energie IR de putere mică furnizată de prezen ț a unor diode laser ce operează în proximitatea
spectrului IR al radia ț iei electromagnetice (0.85 microni lungime de undă, 100-105GHz),
după cum se poate observa în poza 38, ce ilustrează spectrul de amplitudini.

31

38
Energia IR reflectată de vehicule este concentrată pe un material sensibil de către un
sistem optic.
Sistemul de detec ț ie bazat pe senzori cu radia ț ie AIR este alcătuit din două sisteme
optice:
● un sistem optic de transmisie ce utilizează doi lobi, separa ț i sub un anumit unghi.
● un sistem optic de recep ț ie ce are un unghi de deschidere mai mare pentru a facilita
recep ț ionarea ene rgiei reflectate de vehicule.

Pentru determinarea vitezei vehiculelor este necesară transmiterea a două sau mai
multe fascicule, după cum se poate observa în imaginea următoare.

39

38 ​ cursul 6-7 SDTR
39 ​ cursul 6-7 SDTR
32

Suplimentar, senzorii activi pot ofer informa ț ii importante precum:
● prezen ț a vehicule lor
● clasificarea vehiculelor
● volumul de trafic
● lungimea cozii de a ș teptare

Senzorii activi prezintă marele avantaj că pot fi utiliza ț i pentru a monitoriza simultan
mai multe zone.
Evolu ț ia tehnolog iei a condus la apari ț ia unor senzori IR c apabili să reproducă
imagini bidimensionale ș i tridimensionale ale vehiculelor.

Senzorii cu radia ț ie infraro ș ie pasivă (PIR) ​ au proprieta tea de a detecta energia
emisă de vehicule, drum sau alte obiecte din zona de detec ț ie, fără a emite însă radia ț ie
proprie ca în cazul senzorilor AIR. Principiul de func ț ionare a senzorilor PIR se bazează pe
măsurarea varia ț iilor rapi de ale profilului termic ș i nu pe cantitatea de energie recep ț ionată ca
în cazul senzorilor AIR.
Majoritatea senzorilor PIR prezintă sensibilitate în banda de frecven ț ă
corespunzătoare emisiei IR a corpului uman cu temperaturi cuprinse în intervalul de 10 ș i
40°C.
Tehnologia de detec ț ie cu senzori AIR prezintă marele avantaj că nu necesită
întreruperea traficului, montarea senzorilor nefăcându-se la nivelul păr ț ii carosabile.
Măsurarea vitezei ș i clasi ficarea vehiculelor este precisă în cazul senzorilor care folosesc
fascicule multiple. Un atu suplimentar este oferit de posibilitatea măsurării pe mai multe
benzi de circula ț ie.
Prin intermediul senzorilor PIR cu o singură zonă de detec ț ie se pot ob ț ine informa ț ii
cu privire la:
● volumul.
● gabaritul.
● momentul trecerii unui vehicul.

În momentul în care un vehicul pătrunde în zona de detec ț ie este sesizată o varia ț ie în
energia recep ț ionată, ob ț inută prin produsul a doi parametri:

● diferen ț a emisitiv ită ț ii (a coeficientul de emisie), calculată între emisivitatea drumului
ș i a vehiculului
● diferen ț a de tempe ratură, calculată între temperatura absolută a drumului ș i
temperatura afectată de emisiile vehiculelor.

Pentru aplica ț iile de detec ț ie a vehiculelor, se folosesc în g eneral între 1 ș i 5 senzori
amplasa ț i în planul focal, pentru captarea energiei din zona respectivă.

33

În imaginea 40 se poate observa modul în care senzorii PIR se montează ș i
func ț ionează.

40

Tabel 8. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu laser
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Nu necesită lucrări la pavaj Precizia măsurătorilor poate fi
afectată de strălucirea razelor
de solare, particule din
atmosferă, fum sau praf
2 Precizie ridicată de măsurare a
vitezei, pozi ț iei ș i clasificarea
vehiculelor în cadrul senzorilor
care utilizează fascicule
multiple –
3 Pot fi monitorizate benzi
multiple de circula ț ie –

40 ​ cursul 6-7 SDTR
34

3.3.9. Senzori cu ultrasunete

Principiul de func ț ionare a senzorilor cu ultrasunete se bazează pe emiterea ș i
recep ț ionarea unei unde a custice de frecven ț ă cuprinsă între 25 ș i 50 kHz. Prin intermediul
unui microprocesor local, se pot procesa datele pentru a determina parametri necesari, cum ar
fi: viteza vehiculelor, clasificarea vehiculelor, gradul de ocupare a păr ț ii carosabile.
Energia în impulsuri se transmite sub două unghiuri stabilite, de valori apropiate, care
permit determinarea vitezei prin calcularea diferen ț ei de timp necesară vehiculului să
pătrundă în cele două fascicule. Se emite astfel un impuls ș i se calculează timpul necesar
acestui impuls să ajungă la vehicul ș i să se întoarcă înapoi. Pentru a se elimina erorile cauzate
de undele reflectate de sol, detec ț ia se face numai în obiectelor aflate la o distan ț ă de cel pu ț in
jumătate de metru fa ț ă de sol. În imaginiea 41 este prezentat modul în care este detectată
absen ț a sau prezen ț a vehiculelor în cadrul amplasării senzorilor c u ultrasunete deasupra
benzii de circula ț ie.
41
Starea de lipsă a prezen ț ei unui vehicul se poate determina, cunoscându-se
distan ț a dintre senzor si partea carosabilă, ș i durata de timp necesară undei acustice să
se întoarcă din momentul în care aceasta a fost emisă. Odată cunoscute aceste valori,
prezen ț a unui vehicul se poate determina foarte facil.
În momentul în care un vehicul intră în zona de detec ț ie, durata de timp
necesară undei acustice să se întoarcă scade considerabil, ș i astfel, prin intermediul
41 ​ cursul 6-7 SDTR
35

unui receptor ș i a unui microcontroler se pot determina prezen ț a vehiculelor, viteza,
clasificarea ș i gradul de ocupare a păr ț ii carosabile.
Senzorii de detec ț ie cu ultrasunete pot fi monta ț i atât deasupra benzii de
supraveghere, cât ș i pe m arginea drumului. În imaginea 42 este prezentat modul în care este
detectată absen ț a sau prez en ț a vehiculelor în cadrul amplasării se nzorilor cu ultrasunete pe
marginea drumului.

42
În acest caz, starea de lipsă a prezen ț ei unui vehicul se poate determina mult
mai u ș or, deoarece unda acustică nu se mai întoarce deloc, aceasta fiind deviată la
contactul cu partea carosabilă. Acest lucru se datorează unghiului sub care au fost
monta ț i senzorii. Astfel, prezen ț a unui vehicul se poate determina la fel de u ș or, sau
chiar mai u ș or ca în cazul precedent, cu ​ amplasare deasupra benzii de circula ț ie ​ .
În momentul în care un vehicul intră în zona de detec ț ie, unda acustică emisă se
întoarce, iar prin intermediul unui receptor ș i a unui microncotoler

Tabel 9. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu ultrasunete
42 ​ cursul 6-7 SDTR
36

NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Nu necesită lucrări la pavaj Precizia măsurătorilor poate fi
afectată de schimbările de
temperatură sau turbulen ț ele
atmosferice puternice
2 Pot fi monitorizate mai multe
benzi de circula ț ie

3.3.10. Senzori acustici pasivi

43

Principiul de func ț ionare a senzorilor acustici se bazează pe interpretarea energiei
sonore din spectrul audio emise de traficul rutier. În momentul în care un vehicul trece prin
zona de detec ț ie, sunetul specific emis de acesta este recunoscut de către un algoritm de
procesare ș i se generează un semnal de prezen ț ă vehicul. În momentul în care vehiculul
părăse ș te zona de dec ț ie, sunetul produs de acesta scade în intens itate ș i astfel semnalul de
prezen ț ă se încheie. Pentr u a se evita răspunsurile eronate, suntele produse în afara zonei de
detec ț ie vor fi atenuate. A cest tip de tehnologie permite:
● detectarea trecerii vehiculelor
● detectarea prezen ț ei acestora
● calcularea vitezei acestora

În cadrul aplica ț iilor de monitorizare a traficului se folosesc două tipuri de senzori
acustici pasivi bazate pe matrici de microfoane. În momentul în care un vehicul pătrunde în
43 ​ cursul 6-7 SDTR
37

zona de detec ț ie, semnalu l ajunge la toate microfoanele, iar când acesta se află în afara zonei
de detec ț ie, sunetul ajung e decalat la microfoanele de sus fa ț ă de cele de jos, din cauza
distan ț ei dintre acestea. S enzorii se montează de obicei într-un unghi cu o înclina ț ie între 15°
ș i 30° ș i au o distan ț ă de d etec ț ie de aproximativ 6 până la 11 metri.

Tabel 10. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu senzori acustici
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Nu necesită lucrări la pavaj Precizia măsurărilor este
afectată de scăderea
temperaturii
2 Senzorii nu sunt afecta ț i de
precipita ț ii –
3 Cu anumite modele, pot fi
monitorizate mai multe benzi
de circula ț ie –

3.3.11. Camere video

În imaginea 44, este prezentată o cameră video mobilă, CAMERA MOBOTIX M10,
utilizată în domeniul transportului rutier. Aceasta vine suplimentar cu 3 senzori externi:
senzori PIR, microfon, control IR.

44
44 ​ Laboratorul 6 SDTR
38

45
"Senzorii cu procesare a imaginii video utilizează banda luminii vizibile ș i o bandă
apropiată de lumina infraro ș ie, pentru sesizarea mai multor parametri de trafic, în func ț ie de
configura ț ia implementat ă de utilizatori" . Deci, un sistem de detec ț ie bazat pe procesarea 46
imaginii este format din camere video, sistem de digitalizare ș i procesare a imaginilor ș i un
software capabil să interpreteze imaginile. Oferă date cu privire la viteza vehiculelor,
volumul traficului, detec ț ia de incidente ș i controlul semafoarelor.
Această tehnologie este tot mai des folosită, datorită performan ț elor ridicate ș i
pre ț urilor tot mai mici. C amerele video oferă o gamă variată de informa ț ii foarte precise,
singurul dezavantaj major fiind reprezentat de faptul că necesită o cantitate mare de energie.
Acest lucru se datorează nevoii de digitizare a imaginilor ș i de folosire a unor rutine de
recunoa ș tere.
Aceste sisteme urmăresc imaginile din zona de detec ț ie în care au fost montate ș i
determină modificările care apar. Prezintă marele avantaj de a putea identifica clasa
vehiculelor (autovehicule, camioane, motociclete, biciclete) indiferent de condi ț iile de mediu,
umbre sau treceri zi-noapte.
În func ț ie de com plexitatea algoritmilor folosi ț i, pot fi ob ț inute informa ț ii imposibil
de ob ț inut cu al ț i detectori, cum ar fi:
● numere de înmatriculare
● incidente rutiere
● comportamentul ș oferilor

Categorii de sisteme de detec ț ie video:
● Tripline ​ : Vehiculele sunt detectate prin identificarea schimbării unor pixeli ai
imaginii fa ț ă de si tua ț ia când drumul este liber. Se pot ide ntifica vehiculele aflate în
mi ș care, vehiculel e sta ț ionate sau lipsa acestora. Viteza ve hiculelor se calculează
având în vedere timpul pe care un vehicul ș i-l alocă pentru a tranzita o zonă de
lungime cunoscută. Prezintă dezavantajul că zona de detec ț ie este limitată.
● Urmărire cu buclă închisă ​ : Reprezintă o extensie a sistemului tripline, oferind
avantajul unei zone de detec ț ie extinse ș i a unei siguran ț e sporite. Vehiculele sunt
astfel urmărite în permanen ț ă ș i sunt detectate de mai mul te ori până la momentul
validării. După validare se poate determina viteza ș i chiar mi ș carea vehiculelor de pe
45 ​ laboratorul 6 SDTR
46 ​ cursul 6-7 SDTR
39

o bandă de mers pe alta. Suplimentar, informa ț iile pot fi transmise unor panouri cu
mesaj variabil sau chiar direct la bordul autovehiculelor care permit recep ț ia unor
astfel de informa ț ii. Acest lucru este extrem de util în cazul detec ț iei de incidente sau
de congestii, putând fi oferite rute ocolitoare.
● Urmărire prin asociere de date ​ : Acest sistem urmăre ș te anumite vehicule sau
grupuri de vehicule, prin căutarea unor zone de pixeli conecta ț i. Aceste zone sunt
urmărite ulterior în toate cadrele pentru a ț ine urma vehiculului sau grupului de
vehicule dorit. Obiectele sunt identificate utilizându-se ni ș te markere bazate pe
gradient ș i morfol ogie. Markerele bazate pe gradient identifică marginile, iar cei
baza ț i pe morfolo gie utilizează combina ț ii de caracteristici ș i dimensiuni asociate unui
vehicul cunoscut sau unui grup de vehicule cunsocut. Prin identificarea succesivă a
unui vehicul de către sistemele video se poate determina traseul acestuia, durata
călătoriei, viteza medie, comportamentul ș oferului ș i alte date statistice utile.
Suplimentar, prin intermediul acestor informa ț ii se pot identifica autovehiculele furate
sau ș oferii care pr ezintă un comportament agresiv.

3.3.12. Recunoa ș terea numerelor de înmatriculare

Pentru identificarea vehiculelor este nevoie de un sistem de recunoa ș tere a numerelor
de înmatriculare. Acest sistem a apărut pentru prima oară în anul 1976 în Marea Britanie ș i
purta denumirea de ANPR ( ​ ANPR – Automatic Number Plate Recognition ​ ). Automatic
License Plate Recognition

Etapele de recunoa ș tere a numerelor de înmatriculare sunt ​ :
● localizarea plăcu ț ei de înmatriculare
● detec ț ia orientării ș i dimensiunii
● normalizarea
● segmentarea caracterelor
● recunoa ș terea opt ică a caracterelor – OCR ( ​ OCR – Optical Character Recognition ​ )
● analize sintactice/geometrice.

În imaginea 47, respectiv 48 este prezentat software-ul pentru recunoa ș terea
numerelor de înmatriculare, pentru a face mai u ș or de în ț eles întreg procesul de identificare a
vehiculelor.

40

47
Recunoa ș terea nu merelor de înmatriculare se face prin intermediul camerelor video de
mare precizie. Acestea sunt capabile să urmărească vehiculele care intră în zona de detec ț ie,
ș i prin intermediul softwa re-ului, să identifice amplasamentul plăcu ț elor de înmatriculare.
Sunt folosite anumite detectoare antrenate să recunoască cifre ș i litere. De asemenea, sunt
folosi ț i algoritmi de învă ț are pentru cifre ș i numere, cărora li se dau exemple cu numere de
înmatriculare, plăcu ț e, în format fizic, ș i numărul în sine, introdus în format electronic.
Astfel, softul înva ț ă să re cunoască automat plăcu ț ele de înmatriculare, nefiind nevoie de
interven ț ia omului.
Totu ș i, în condi ț ii speciale, în care anumite numere de înm atriculare nu pot fi
identificate, softul generează alarme ș i notificări, pentru o analiză suplimentară a numerelor
neidentificate, de către un operator uman. Cauzele care pot conduce la neidentificarea unui
număr de înmatriculare sunt:
● lipsa plăcu ț elor de înmatriculare
● starea deteriorată a acestora
● depunerea de mizerie pe suprafa ț a acestora
● acoperirea plăcu ț elor în vederea obstruc ț ionării identificăr ii
● aplicarea unei folii pe suprafa ț a plăcu ț elor pentru a face im posibilă detec ț ia

47 ​ cursul 6-7 SDTR
41

48

Recunoa ș terea nu merelor de înmatriculare este o tehnologie relativ scumpă, care însă
oferă informa ț ii pre ț ioase. Recunoa ș terea se poate face cu precizie, indiferent de momentul
zilei (lumină, întuneric) sau de condi ț iile meteorologice.
Sistemul ANPR e folosit de state din întreaga lume pentru aplicarea legii, cum ar fi
pentru a verifica dacă un vehicul este înregistrat. De asemenea, este folosit ș i pentru
colectarea taxelor de la cei care merg pe drumuri cu plată, dar poate fi folosit ș i de agentiile
care se ocupă de autostrăzi ( ​ CNAIR – Compania Na ț ională de Administrare A Infrastructurii
Rutiere ​ ) pentru a verifica traficul. Suplimentar, se pot aplica contraven ț ii pentru ș oferii care
nu de ț in o rovinietă valab ilă.

Tabel 11. Avantajele ș i dezavantajele sistemelor de dec ț ie cu camere video
NUMĂR CRITERIU AVANTAJE DEZAVANTAJE
1 Nu necesită lucrări la pavaj Vulnerabilitate la elementele
care pot obstruc ț iona câmpul
vizual (praf, cea ț ă, vânt, sau
frunze)
2 Pot fi monitorizate mai multe
benzi de circula ț ie simultan Trebuie să existe o fixare
solidă care să nu permită
modificarea câmpului vizual
3 Se poate furniza o varietate
mare de informa ț ii legate de
trafic, unele imposibil de
ob ț inut cu al ț i senzori –
48 ​ cursul 6-7 SDTR
42

3.3.13. Detectorii cu triplă tehnologie

Pentru a elimina dezavantajele date de folosirea unei singure tehnologii, s-au inventat
detectorii cu triplă tehnologie, detectori ce combină detec ț ia radar, ultrasonică ș i infraro ș ie
pasivă. Această combina ț ie duce la maximizarea siguran ț ei ș i preciziei măsurătorilor.
Procesarea semnalelor primite de la cei 3 senzori se face pe 3 canale prin intermediul unui
DSP ​ ​ ( ​ DSP = Digital Signal Processor = procesor de semnal digital ​ ).
Prin intermediul detectorilor cu triplă tehnologie se pot ob ț ine rezultate cu privire la:
● viteza vehiculelor
● contorizarea numărului de vehicule
● clasificarea vehiculelor
● detec ț ia congestiil or de vehicule ș i lungimea acestora
● gradul de ocupare al benzilor
● ș oferii care condu c pe contra-sens

43

4. Studiu de caz – Sistemul de monitorizare ș i
informare asupra traficului ș i a condi ț iilor de
circula ț ie din cadrul D.R.D.P. Bucure ș ti (Direc ț ia
Regională de Drumuri ș i Poduri Bucure ș ti)

CNAIR, Compania Na ț ională de Administrare a Infrastructurii Rutiere are 7
subunită ț i, fără personalit ate juridică, denumite Direc ț ii Regionale de Drumuri ș i Poduri
situate în: Bucure ș ti, Crai ova, Ia ș i, Cluj, Timi ș oara, Constan ț a , Bra ș ov;
Vom avea în vedere Centrul de Monitorizare ș i Informare, amplasat în clădirea DRDP
Bucure ș ti (Direc ț ia Regională de Drumuri ș i Poduri Bucure ș ti) de pe Bulevardul Iuliu Maniu,
nr. 401A, sector 6. Acest centru este responsabil cu monitorizarea circula ț iei de pe autostrada
A1 Bucure ș ti – Pite ș ti ș i are 6 noduri cheie:
● 1 (A) ​ – Portalul existent la intrarea pe A1, sensul 1 – ​ Km. 10.
● 2 (B) ​ – Zona spa ț iului logistic Mega Discount, până în intersec ț ia cu DJ 601 – ​ Km. 22.
● 3 (C) ​ – Zona de începe a pădurii – ​ Km 36.
● 4 (D) ​ – Intersec ț ie cu DN61 – ​ Km. 71.
● 5 (E) ​ – Portalul existent la intrarea pe A1, sensul 1, înaintea ie ș irii către Slatina – ​ Km.
105.
● 6 (F) ​ – Portalul existent la intrarea pe A1, sensul 2 – ​ Km. 119.

Descrierea tehnologiilor utilizate în cadrul sistemului

Pentru realizarea func ț iilor sistemului se utilizează următoarele sisteme ș i tehnologii:

● Sistem de cântărire dinamică, măsurare dimensiuni, clasificare ș i urmărire a
respectării reglementărilor
● Contorizare de trafic cu:
○ bucle inductive
○ analiză de imagine
○ tehnologie radar
○ tehnologie infraro ș u ș i ultrasunete
● Sistem de monitorizare video
● Sistem de detec ț ie incidente – prin analiză video
● Sistem de recunoa ș tere numere de înmatriculare ș i monitorizare/penalizare rovinietă
● Sistem de măsurare, prognoză ș i avertizare meteo-rutieră
● Sistem de informare prin panouri cu mesaje variabile
● Sistem de securitate
44

● Sistem de comunica ț ii

În cele ce urmează, vom analiza detaliat fiecare sistem în parte.
4.1. Sistem de cântărire dinamică, măsurare dimensiuni,
clasificare ș i urmărirea respectării reglementărilor

Pentru realizarea opera ț iilor de cântărire dinamică, măsurare dimensiuni, clasificare ș i
urmărirea respectării reglementărilor impuse pe drumurile na ț ionale, în cadrul acestui sistem,
se utilizează sistemul ​ RAKTEL 8010 ​ , produs de firma Mikros System.
Sistemul determină masele pe axe ș i masa totală, prin însumare, în regim automat
(dinamic) în vederea măsurării traficului rutier, clasificării vehiculelor, măsurarii gabaritelor
ș i ob ț inerii de date statistice.
Măsurarea greută ț ii pe osie ț ine cont de temperatura ș i viteza vântului. Unitatea
centrală RAKTEL 8010 cu ajutorul unor algoritmi speciali ț ine cont de toate aceste date ș i
efectuează corec ț iile nece sare pentru asigurarea ob ț inerii unor rezultate cât mai precise.
Clasificarea vehiculelor se realizează în func ț ie de numărul de axe ș i distan ț a între
axe. Sistemul permite setarea după clasificarea specificată de Beneficiar – după clasele
utilizate pentru realizarea recesensământului traficului în România. Clasificarea se realizează
în mod automat pentru toate vehiculele, indiferent de banda de circula ț ie.
În baza de date este înregistrată imaginea vehiculelor indiferent de banda pe care se
află, iar aceasta este asociată cu numărul de înmatriculare înregistrat în format text, cu
ajutorul unor camere video speciale, capabile să ofere calitate ș i randament ridicat atât pe
timp de zi cât ș i pe timp d e noapte, indiferent de condi ț iile meteo – cea ț ă sau ploaie. Prin
intermediul softului ​ topXview ​ se face asocierea între numărul de înmatriculare ș i greutate. În
cazul în care sunt depă ș ite limitele legale (introduse de către operatori) sistemul alertează
operatorii.
Sistemul func ț ionează în regim automat, fără interven ț ie umană, toate datele fiind
transferate automat către centrul de monitorizare. Aici datele sunt stocate de aplica ț ia
topXview, după anumite criterii.
Sistemul furnizează ș i date referitoare la trafic, precum
● distan ț a medie între vehicule
● viteza medie
● grad de ocupare a benzii
● greutate medie
● detectie automată a blocajelor în trafic
● număr de vehicule/km
TopXview permite interfa ț area cu alte sisteme informatice prin protocoale publice
pentru preluare de date ș i centralizarea lor.
Sistemul permite stocarea locală a datelor colectate pentru cel mult un milion de
înregistrări, precum ș i extragerea locală a acestora.
45

4.2. Contorizare trafic cu bucle inductive

Contorul folosit în cadrul sistemul este ​ VEK S3 ​ produs de firma FEIG. Acesta
asigură
● numărarea vehiculelor
● grad de ocupare buclă
● clasificarea vehiculelor după standarde europene sau criterii configurate de
către utilizator, în număr maxim de 8+1 clase

Capacitatea de stocare locală a sistemului este de maxim 250.000 de vehicule, când
func ț ionează fără conexiu nea de comunica ț ii cu centrul ​ topXview ​ .
Transferarea datelor memorate în controler se face prin intermediul comunica ț iilor de
tip Ethernet ( ​ VPN – Virtual Private Network ​ ). Datele sunt afi ș ate ș i local pe ecranul
controlerului situat în punctul de concentrare. Comunica ț iile, exportul datelor către alte
subsisteme ale sistemului de monitorizare, precum ș i configurarea ș i accesul la distan ț ă se
realizează prin intermediul unui port Ethernet.

4.3. Contorizare trafic prin analiză de imagine

Echipamentul folosit este produs de firma Autoscope, modelul fiind RackVision
Terra. Acesta oferă următoarele date
● număr de vehicule
● viteză
● ocupare
● clasificare

Capacitatea de stocare locală a sistemului în controlerul din punctul de concentrare
este de maxim 250.000 de vehicule, când func ț ionează fără conexiunea de comunica ț ii cu
centrul de monitorizare, cu softul topXview.
Subsistemul este alcătuit din următoarele componenente
● modul de detectie
● cameră video fixă

Datele preluate cu ajutorul camerei video sunt procesate local cu ajutorul modulului
RackVision Terra ș i pot f i stocate local sau transmise în dispecerat.

46

4.4. Contorizare trafic cu tehnologie radar

Sistemul de contorizare trafic cu tehnologie radar este instalat pe portal, în lateralul
drumului ș i permite colec tarea următoarelor tipuri de date
● viteza vehiculelor
● numărul de vehicule
● clasificarea vehiculelor
● direc ț ia
● distan ț a între vehi cule

Sistemul este produs de firma Wavetronix – ​ SmartSensor HD Model 125 ​ . Sistemul
permite definirea a minim 8 clase de viteză ș i definirea a 8+1 clase de vehicule.
Plaja de măsurători de viteză este cuprinsă între 1 ș i 200 km/h, limita superioară
putând fi extinsă. Distan ț a de detec ț ie este ajustabilă, până la lung imi mai mici de 40m.
Sistemul de contorizare a traficului cu tehnologie radar poate să func ț ioneze ș i fără
conexiunea de comunica ț ii cu centrul (cu softul ​ topXview ​ ).
Alimentarea se realizează prin intermediul a trei surse independente de 230 Vca,
baterie de acumulatoare ș i panouri fotovoltaice, instalate pe acela ș i pilon pe care va fi instalat
senzorul. Autonomia sistemul în lipsa tensiunii de alimentare este de aproximativ o
săptămână.

4.5. Contorizare trafic cu tehnologie infraro ș u si ultrasunete

Senzorul folosit în cadrul sistemului este ​ TT920 ​ , produs de firma ASIM
Technologies. Sistemul detectează prezen ț a vehiculelor persoanelor sau altor obiecte pe
suprafa ț a de rulare.
Tehnologia de detec ț ie combină infraro ș u ș i ultrasunete, rezultând un radar Doppler.
Sistemul are următoarele func ț ii
● detectează prezen ț a vehiculelor ș i a cozilor
● numără vehiculele
● măsoară înăl ț imea vehiculelor
● masoară distan ț a între vehicule
Sistemul de contorizare cu tehnologie infraro ș u si ultrasunete este complet integrat în
softul topXview, astfel încât datele pot fi accesate complet ș i la intervale prestabilite.

47

4.6. Sistem de monitorizare video

În fiecare punct de pe autostradă există amplasate câte 2 camere video tip ​ PELCO
Esprit ES31C, ​ la o înăl ț ime de aproximativ 10m. Subsistemul CCTV (CCTV =
Closed-circuit television) pentru monitorizarea traficului interfa ț ează direct ș i indirect cu
celelalte subsisteme opera ț ionale. Sistemul permite afi ș area fluxurilor video în Centrul de
Monitorizare, atât pe ecranul principal, cât ș i pe ecranele operatorilor. Aceste opera ț ii sunt
realizate direct din aplica ț ia client a operatorului.
Operatorul poate să realizeze controlul complet al camerelor folosind joystick-ul sau
comenzile direct din interfa ț a soft. Operatorii din centrul de monitorizare au acces la
func ț ionalită ț ile oferite de cameră, inclusiv la meniul camerei.
Sistemul permite definirea de pozi ț ii presetate pentru pozi ț ionarea automată a camerei
în urma primirii unei alarme sau pentru includerea într-un tur de mi ș care.

4.7. Sistem de detec ț ie incidente

Sistemul implementat în cadrul detec ț iei automate a incidentelor este produs de firma
Autoscop, modelul fiind ​ RackVision Terra. ​ Pe structurile metalice sunt instalate camerele
video fixe, care preiau informa ț iile din trafic. Aceste informa ț ii sunt prelucrate la nivel local
cu ajutorul modulului RackVision Terra. Sistemul asigură detec ț ia automată a incidentelor
(oprirea vehiculelor, scăderea bruscă a vitezei) într-o zonă de detec ț ie presetată.
Sistemul generează alarme în cazul apari ț iei unuia dintre următoarele evenimente
● vehicul oprit
● mers pe contrasens
● pieton
● încărcătură pierdută
● foc/fum/cea ț ă
● coadă
● scăderea bruscă a vitezei
Sistemul permite definirea a 8 grupuri de detec ț ie pentru o zonă monitorizată ș i
monitorizarea si configurarea de la distan ț ă a parametrilor de detec ț ie.

48

4.8. Sistem de recunoa ș tere a numerelor de înmatriculare ș i
monitorizare/penalizare rovignetă

Scopul sistemul este de a recunoa ș te numerele de înmatriculare ș i de a determina care
dintre autovehiculele participante la trafic nu au achizi ț ionate vignetele necesare pentru
circula ț ia pe drumurile na ț ionale. Sistemul detectează automat da că pentru un anumit vehicul
există achizi ț ionată o rov ignetă cu termen de valabilitate.
Detec ț ia se face fo losind tehnologia de procesare video. Sistemul cite ș te numerele de
înmatriculare ale vehiculelor. Pentru fiecare vehicul, modulul de control al sistemului de
recunoa ș tere verifică vala bilitatea rovignetei pentru respectivul număr de înmatriculare.
Automatizarea solu ț iei as igură minimum de interven ț ie a operatorilor umani în procesarea
acestui tip de contraven ț ii.

4.9. Sistemul de măsurare, prognoză ș i avertizare meteo-rutieră

Sistemul de măsurare, prognoză ș i avertizare meteo rutieră este format din
● sta ț ie meteo comp lexă, destinată măsuratorilor si procesărilor primare de date
meteo-rutiere (inclusiv starea suprafe ț ei drumului) – produsă de firma TELEGRA.
● senzori independen ț i, monta ț i în puncte diferite de cel al s ta ț iei
● sistem de informare, prognoză ș i avertizare meteo-rutieră

Sta ț ia meteo:
● Asigură măsurarea următorilor parametri:
○ temperatură aer
○ umiditate relativă
○ detector de precipita ț ii ș i vizibilitate
○ presiune atmosferică
○ direc ț ia si viteza vântului
○ starea suprafe ț ei drumului pe ambele sensuri
○ temperatura solului
● Achizi ț ia, procesa rea primară ș i generarea avertizărilor/ala rmelor de înghe ț ș i de
precipita ț ii recent e.
● Transmiterea datelor la centrul de control

Sistemul de informare, prognoză ș i avertizare meteo-rutieră asigură
● informarea operatorilor privind starea meteo-rutieră în zonele unde se montează
senzori
49

● prognoza pe termen scurt (2-3 ore) privind starea suprafe ț ei drumului.
● avertizarea ș i alar marea operatorilor privind fenomenele care afectează circula ț ia în
baza informa ț iilor primite de la senzorii/sta ț iile instalate. Avertizarea ș i alarmarea are
praguri multiple, ce pot fi programate de aministrator ș i selectiv de către operator
● înregistrarea datelor, avertizărilor ș i alarmelor

4.10. Sistem de afi ș are cu mesaje variabile (panouri VMS –
Variable-Message Sign)

Sistemul de informare are integrat un modul pentru gestionarea afi ș ării mesajelor pe
panourile cu mesaje variable (VMS). Sistemul de gestionare a mesajelor pe panourile cu
mesaje variabile (VMS) are următoarele func ț ionalită ț i:
● stabile ș te modul d e afi ș are ș i func ț ionare pentru fiecare panou VMS, timpul de afi ș are
ș i secven ț a mesajelor
● comunică cu fiecare panou VMS în parte, transmi ț ându-i unul sau mai multe mesaje
pentru afi ș are
● verifică starea de func ț ionare a fiecărui panou VMS, inclusiv parametrii acestuia
(numărul de mesaje, secven ț a, luminozitatea – luminozitatea este foarte importantă,
deoarece lizibilitatea acestora depinde în mod direct de anumi ț i factori: condi ț ii
meteorologice, momentul din zi. În condi ț ii nocturne contrastul luminos ș i intensitatea
luminoasă trebuie alese cu aten ț ie, întrucât aten ț ia ș oferilor poate fi distrasă.
● verifică mesajul care este afi ș at, în timp real, pe fiecare panou VMS,
starea de func ț ionare a pa nourilor ș i dacă mesajul afi ș at este corespunzăor din punct de
vedere grafic.

În cadrul sistemul sunt instalate două tipuri de panouri VMS produse de firma
TELEGRA: o variantă cu o pictogramă ș i treni linii de text ș i o variantă cu trei linii de text,
fără pictogramă.

4.11. Sistem de securitate

Senzorii de securitate dispu ș i în cele 6 noduri sunt de 3 categorii:
● camere video de securitate Panasonic WV-NP502 – câte 2 pentru fiecare punct de
concentrare
● senzori pentru monitorizarea accesului în dulapurile sau incintele în care sunt
amplasate echipamentele
● senzori PIR amplasa ț i pe stâlpii pe care sunt montate camerele video

50

Gardul care împrejmuie ș te dulapul cu echipamente este securizat cu cablu senzitiv ș i
sârmă ghimpată cu lamele tăietoare.
Alarmele sunt transmise direct în dispecerat, iar local este instalată o sirenă ce are ca
scop avertizarea optică ș i acustică. Toate alarmele sunt memorate atât la nivel local, cât ș i la
nivel central, în dispecerat.
4.12. Sistem de comunica ț ii

În fiecare punct de pe autostradă sunt instalate dulapuri cu echipamente. Comunica ț ia
echipamentelor instalate pe autostradă cu dispeceratul este de tip bidirec ț ională. În punctul A,
comunica ț ia se face în mo d direct, prin tehnologie wireless. În punctele B, C, D, E, F –
comunica ț ia se face prin i ntermediul unui radioreleu ș i a unei re ț ele private virtuale Vodafone
( ​ VPN = Virtual Private Network = re ț ea privată virtuală ​ )

Comunica ț ia se poate fac e ș i cu alte institu ț ii, cum ar fi:
● CESTRIN (CESTRIN = Centrul de Studii Tehnice Rutiere și Informatică) – legătură
directă pe fibră optică
● Comandamentul central al transportului – prin fibră optica (VPN Vodafone)

51

5. Aplica ț ia practică
Tema de proiectare

Partea pratică constă într-o o machetă, care prezintă la scară redusă, modul în care
vehiculele sunt numărate în mod automat într-o intersec ț ie.
Numărarea vehiculelor prezintă o importan ț ă deosebită în cadrul transportului rutier ș i
a sistemelor inteligente de transport, întrucât este nevoie de cunoa ș terea densită ț ii de vehicule
din interesec ț ii, în vedere a descongestionării acestora prin schimbarea planului de
semaforizare. Acest lucru se face prin modul de func ț ionare adaptiv al semafoarelor. Astfel,
timpii de semaforizare din intersec ț ii se modifică în mod automat, în func ț ie de valorile de
trafic înregistrate.
Pentru construc ț ia sistemului de numărare automată a numărului de vehicule s-au
folosit:
● o plăcu ț ă Arduino Nano
● un cablu USB, pentru a conecta plăcu ț a la laptop, în vederea încărcării programului
software
● un breadboard
● un senzor pentru detectarea obstacolelor, cu infraro ș u
● un ecran LCD (LCD = Afi ș aj cu cristale lichide = Liquid Crystal Display)
● fire de tip mamă-tată, pentru realizarea conexiunilor

52

Prezentarea aplica ț iei hardware
Placă de Dezvoltare Arduino Nano și Cablu 50 cm
Este ideală pentru proiecte de dimensiuni mici ș i are avantajul faptului că poate fi programată
prin USB.

● Caracteristici tehnice:
○ Dimensiuni: 45mm x 18mm
○ Tensiune de alimentare: 5V
○ Tensiune de alimentare suportată de limitator: 7V – 12V
○ Pini I/O: 14
○ Pini PWM: 6 (din cei 14 de I/O)
○ Pini ADC: 8 (din cei 14 de I/O)
○ Memorie flash: 32kB / 16kB (2kB folosi ț i de bootloader)
○ Curent pentru pini I/O: 40mA/pin
○ Comunica ț ie TWI, SPI ș i UART
○ Frecven ț ă de func ț ionare: 16MHz
Modul senzor infraro ș u de obstacole
Senzorul de obstacole se bazează pe reflexia radia ț iei IR de către obstacol. Radia ț ia IR este
emisă de către un LED ș i este recep ț ionată de către un fototranzistor.
Distan ț a de detec ț ie poate fi reglată prin intermediul poten ț iometrului.
Modulul con ț ine două led-uri indicatoare, unul pentru alimentare ș i celălalt pentru detectarea
obstacolului.

53

Caracteristici tehnice:

● Tensiune de alimentare: 3V – 5V
● Distan ț ă sesizare obstacol: 2cm – 30cm
● Unghi observare obstacol: 35°
● Output digital
● Comparator LM393
● Tensiune de referin ț ă reglabilă

Utilizare împreună cu Arduino

Modulul se alimentează la o tensiune de 3-5 V ș i are un unghi de observare a obstacolelor de
35° ​ . Cu ajutorul poten ț iometrului se poate modifica nivelul de referin ț ă, astfel încât se poate ajusta
sensibilitatea, deci, distan ț a la care modulul poate detecta obstacole. Comparatorul furnizează la ie ș ire
1 logic atunci când nu detectează obstacole ș i 0 logic atunci când întâlne ș te un obstacol.

54

Breadboard HQ (400 Puncte)

Caracteristici tehnice:

● Dimensiuni: 8.5 x 5.5 x 0.85cm
● Număr de puncte: 400
● Diametru fir necesar: 0.8mm

Fire pentru realizarea conexiunilor

55

Realizarea conexiunilor senzor-plăcu ț ă s-a făcut prin intermediul a trei fire de tip mamă-tată,
în timp ce pentru conexiunea LCD-plăcu ț ă s-au folosit 8 fire de tip mamă-tată.
Schema bloc

de completatat cu descrierea blocurilor funcitonale

56

Schema electronică

57

de completat
– Prezentarea aplicatiei hardware
– Schema bloc (si descrierea blocurilor functionale)
– Fluxuri de date (optional)
– Schema electronica
– Realizarea practica
– Tehnologie de implementare
– Realizarea programului software
– Scopul programului
– Mediul de programare (si limbajul in care s-a scris aplicatia)
– Diagrama logica
– (listingul programului se pune in Anexa)

58

5.0.1. Deviz de calcul

NUMĂR CRITERIU DENUMIRE PRE Ț
1 Placă de dezvoltare Arduino
Nano + cablu USB 21,98 lei
2 Modul senzor infraro ș u pentru
detec ț ie obstacole 4,49 lei
3 Breadboard 5,99 lei
4 ST7920 128×64 12864 LCD 34,99 lei
5 Fire conexiune 4,49 lei

– Fiabilitate functionala
– Concluzii

59

Lista graficelor

Lista tabelelor

60

Glosar de termeni

SDTR – Sisteme De Transport Rutier
CNADNR – Compania Na ț ională de Administrare A Infrastructurii Rutiere
CNAIR – Compania Na ț ională de Administrare A Infrastructurii Rutiere
TET – Telecomenzi ș i Electronică în Transporturi
61

DRDP – Direc ț ia Regiona lă de Drumuri ș i Poduri
USB – Universal Serial Bus
CW – Continuous-wave radar
FMCW – Frequency-modulated continuous-wave radar
AVCS – Advanced Vial Closure System
AIR – Active infrared sensor
PIR – Passive infrared sensor
ANPR – Automatic Number Plate Recognition
OCR – Optical Character Recognition
DSP – Digital Signal Processor
VPN – Virtual Private Network
CCTV – Closed-circuit television
VMS – Variable-Message Sign
CESTRIN – Centrul de Studii Tehnice Rutiere și Informatică

62