TEMA: SISTEME DE ACHIZIȚIE PENTRU MONITORIZAREA TRAFICULUI AUTO [310393]

[anonimizat]:

Prof.Dr.Ing. Cristian Bucur

Absolvent: [anonimizat]

2014

[anonimizat], CALCULATOARE ȘI ELECTRONICĂ SPECIALIZAREA ELECTRONICĂ APLICATĂ CURSURI DE (ZI / FR / ID) [anonimizat] I.M.E [anonimizat].dr.ing.Gabriel Radulescu

PROIECT DE DIPLOMĂ

TEMA: SISTEME DE ACHIZIȚIE PENTRU MONITORIZAREA TRAFICULUI AUTO

Conducător științific:

Prof.dr.ing.Cristian Bucur Absolvent: [anonimizat]

2014

CUPRINS

INTRODUCERE

Nevoia de mobilitate și de viteză specifică secolului XXI a dus la dezvoltarea mijloacelor de transport dar și la apariția unor probleme specifice.[anonimizat].

[anonimizat], ore în care un număr ridicat de participanți care folosesc același segment de drum sau se îndreaptă spre aceeași destinație. Acest lucru se datorează în principal faptului că infrastructura segmentului respectiv de drum nu suportă un volum mare de participanți simultan la trafic.Această problematică a [anonimizat].

[anonimizat] a sărit de la pragul de 18.000 în anul 1955 la 10 milioane în cursul anilor 1990 și chiar a depășit pragul de 15,4 milioane la ultima statistică făcută în anul 2005. Chiar dacă tehnologia automobilelelor a [anonimizat] o tendintă de creștere de accea sistemele de control ale traficului pot fi una din cele mai potrivite soluții.

Justificare alegerii acestei teme de cercetare este una complexă.Desi industria auto este într-o [anonimizat] o problemă majoră fără o soluție viabilă. [anonimizat] o [anonimizat].[anonimizat], [anonimizat], precum și alte costuri pot ajunge până la 1.3 la sută din produsul intern brut al omenirii. [anonimizat] 200 [anonimizat], [anonimizat].

Un alt factor important a [anonimizat],al matematicii și al fizicii.[anonimizat],cât și un vast orizont de perfecționare a unei metode specifice.

Scopul proiectului de cercetare este de a expune o arhitectură optimă bazată pe sisteme de control ale traficului,pentru detectarea situațiilor anormale(ambuteiaje,situații periculoase rezultate în urma unor manevre de depășire, întoarcere,etc.)din traficul rutier,având scopul de a fluidiza circulația și a asigura un grad sporit pentru participanți.Acest lucru se bazează pe extragerea în timp real a unui model matematic dinamic, capabil să reflecte situația reală la acel moment de timp.

Tehnologiile sistemelor de control ale traficului sunt un amalgam de tehnologii care cresc eficiența și siguranța sistemelor de transport public și oferă utilizatorilor un acces mult mai mare la informații.

Monitorizarea continuă a traficului rutier reprezintă o necesitate primordială, în condițiile actualelor provocări cu care specialiștii din domeniu se confruntă în acțiunile întreprinse în vederea modelării fluxurilor de vehicule ca modalitate directă de creștere a mobilității urbane.

Tehnicile de monitorizare existente la ora actuală în țară, sunt administrate de serviciile de specialitate din cadrul departamentelor specializate aparținând unităților teritoriale.

Sistemele de control ale traficului (bucle,imagini,unde supersonice dar și senzorii de înaltă frecvență) promit un sistem de informații din trafic inteligent.Cu toate acestea un sistem de trafic inteligent nu poate împiedica situații nedorite precum accidentele. În plus în unele regiuni precum podurile,tuneluri rutiere sau șoselele cu polei,conducătorii auto ar avea nevoie de informații utile despre mediul înconjurător pentru a putea preveni un imprevizibil accident.

În proiectul ce urmeaza a fi prezentat,voi descrie numeroasele dispozitive de monitorizare ale traficului rutier folosite în scopul creșterii siguranței participanților la trafic.

În capitolul I, sunt prezentate programele utilizate la monitorizarea traficului.Acestea ajută la decongestionarea traficului din intersecții.

În capitolul al II-lea, voi descrie senzorii ce ajută la controlul inteligent al traficului. Cu ajutorul acestora,se pot obține numeroase informații privitoare la starea circulației și nu în ultimul rând,senzorii previn numeroasele accidente ce apar din neatenția participanților la trafic. Voi prezenta de asemenea noua tehnologie radar de care dispune Poliția Română.Aceasta se bazează pe undele laser.Sunt foarte ușor de folosit și au aspect de pistol.Un avantaj pentru poliție este acela că sunt nedetectabile.

În cel de-al III-lea capitol,sunt descrise sisteme de monitorizare și informare a traficului. Cu ajutorul acestei tehnologii,conducatorii vehiculelor pot avea informații referitoare la starea vremii,la viteza cu care circulă,distanța la care se află față de urmatorul blocaj de trafic,informații despre starea drumului sau eventualele zone cu radar și multe alte atenționări.

În ultimul capitol– numit PARCAREA CONTORIZATĂ, se pot regăsi informații cu privire la partea practică. Aceasta constă în realizarea unei machete ce constituie o parcare contorizată. La intrare am atasat un display care indică numărul total de locuri disponibile și led-uri de semnalizare: verde pentru locuri libere și roșu pentru locuri inexistente.Fiecare loc de parcare deține un senzor magnetic,iar în momentul sosirii unui vehicul pe acest loc,numărul locurilor disponibile se va diminua. În momentul în care toate locurile sunt ocupate,bariera de la intrare se va închide automat,astfel nu se pot produce blocaje de trafic în interiorul parcării.

Dacă un loc de parcare se va elibera,atunci bariera se ridică automat.

CAPITOLUL I : PREZENTAREA UNOR SISTEME PENTRU MONITORIZAREA TRAFICULUI RUTIER

I.1 Elemente hardware ale sistemului(componente fizice)

Sistemul are în componență următoarele elemete fizice:

– unități SPOT,

– linii de comunicație,

– bucle,

– automate de trafic (TLC),

– dispozitive,

– detectoare speciale.

Unitățile SPOT

Starea unității SPOT indică în mod simplu dacă semafoarele funcționează sau nu. Starea celorlalte părți ale rețelei, chiar și a celor care sunt dependente în mod direct de unitatea SPOT (bucle, automate de trafic…) nu are efect asupra stării sale nici atunci când, așa cum se va explica ulterior, există o zonă necontrolată în starea unității SPOT în relație cu starea liniilor de comunicații.

Liniile de comunicații

Liniile pentru comunicații seriale permit unităților SPOT să comunice între ele și cu Sistemul de Control al Traficului; este important ca starea acestora să fie actualizată pentru a cunoaște dacă toate zonele controlate din rețea sunt accesibile.

Bucle

Detectoarele inductive fac posibil ca unitatea SPOT să numere vehiculele obținând astfel informații despre fluxurile de trafic de intrare și cele de ieșire, fiind prin urmare fundamentale

pentru funcționarea corectă a algoritmilor utilizați în strategiile locale de control al traficului.

Automatul de trafic (TLC)

Unitatea SPOT execută fizic strategia planificată de control al semafoarelor, prin transmiterea de comenzi către automatul de trafic, care răspunde de acționarea luminilor semafoarelor. Această funcție este, de asemenea, de importanță fundamentală, deoarece monitorizează starea interfeței dintre unitatea SPOT și automatul de trafic; orice defecțiuni ale acestei interfețe pot cauza funcționarea automatului de trafic în mod izolat față de restul unităților SPOT din rețea și față de indicațiile Centrului de Control al Traficului, urmând planul de semnalizare din momentul când au fost instalate semafoarele.

Dispozitive

Dispozitivele precum VMS, panouri de informare pentru utilziatori, balize etc. sunt conectate la unitatea SPOT la o linie serială. Mesajul de diagnosticare pentru aceste dispozitive actualizează starea prin intemediul liniilor de comunicații.

Detectoare speciale

Detectoare speciale sunt denumite toate acele detectoare ce administrează situațiile locale de acordare a priorității la semafoare.

-O altă funcție a modulului de diagnosticare este aceea de a trimite comenzi specifice către unitățile SPOT atunci când apar situații speciale de nefuncționare: această funcție este executată de Modulul de Reacție.

Modulul Statisticii execută înregistrarea momentelor de apariție a defecțiunilor și a numărului de defecțiuni pentru fiecare dintre componentele rețelei controlate de Sistemul de Control al Traficului.

I.2 Starea componentelor de sistem

Începând cu definiția sus-menționată a componentelor de sistem ale unității SPOT putem prezenta diferitele tipuri de stări în care aceste componente se pot afla și ce reprezintă acestea.

I.2.1 Starea componentelor fizice

Există o stare care este comună tuturor componentelor și pe care o putem prin urmare descrie înainte de a intra în detaliile stării fiecărei componente monitorizate de către modulul Diagnostics; această stare este definită ca NO_DATA.

-Starea NO_DATA înseamnă că nu există informații privind starea acelei componente. La pornirea modulului Diagnostics, starea NO_DATA este asociată tuturor elementelor (unități SPOT, linii de comunicații, bucle, automate de trafic) astfel încât modulul să nu memoreze cele mai recente stări, care ar putea să nu mai fie semnificative.

Unitatea SPOT

Stările în care unitățile SPOT se pot afla sunt evidențiate în cele ce urmează.

UP (sus)

-Starea unei unități SPOT este UP dacă sistemul central poate accesa unitatea respectivă prin orice cale din rețea.

Această definiție are două consecințe: unitatea SPOT trebuie să fie accesată și să aibă funcționalitatea minimă de a administra liniile de comunicații, precum și să fie accesibilă fizic prin celelalte unități SPOT; adică unitatea în cauză nu trebuie să fie izolată.

DOWN (jos)

-Starea DOWN indică faptul că unitatea SPOT nu comunică cu niciuna dintre unitățile SPOT învecinate conectate la ea și prin urmare, nici cu Sistemul Central. Acest lucru se poate datora uneia din cele două situații: fie automatul de trafic nu este activat fizic (probleme electrice, probleme de echipament cu unitatea SPOT…) sau toate liniile de comunicații ce leagă unitatea în cauză de cele învecinate sunt defecte în același timp.

INIT

-Starea INIT indică faptul că unitatea SPOT așteaptă o nouă configurare sau în general o nouă inițializare. Această stare arată faptul că unitatea SPOT are capacitate redusă deoarece toți algoritmii de control sunt inhibați, automatul de trafic nu este pilotat și de aceea funcționează în modul de izolare în raport cu rețeaua.

Linii de comunicații

Linia de comunicații, ce constă practic dintr-o conexiune serială RS232 poate fi privită din punct de vedere logic ca fiind compusă din două părți: fiecare dintre unitățile SPOT conectate la cele două capete ale conexiuni este proprietara unei părți a conexiunii fizice. Această subdiviziune este legată de modul logic pe care unitățile SPOT îl utilizează pentru a raporta starea liniei de comunicații. Este evident că Subsistemul de Control al Traficului va recepționa câte două mesaje privind starea unei aceleiași linii fizice de comunicații, câte unul de la fiecare din cele două unități SPOT conectate la ea.

-Tipurile de stări ce pot fi asociate liniilor de comunicații sunt următoarele:

UP (sus)

-Unitatea SPOT declară că linia de comunicații este în stare UP dacă protocolul standard de comunicații funcționează corect.

DOWN (jos)

-Unitatea SPOT declară că linia de comunicații este în stare DOWN dacă aceasta este incapabilă să comunice cu oricare din cele două unități SPOT conectate capetele liniei. Suplimentar, dacă unitatea SPOT trece în starea DOWN sau NO_DATA, toate liniile vor fi forțate în starea NO_DATA deoarece modulul DIAGNOSTICS nu va avea nicio informație privind liniile unității SPOT.

INIT

-Starea INIT, care reprezintă inițializarea liniei, indică faptul că linia de comunicații este utilizată de către unitatea SPOT pentru a recepționa eventuale inițializări (unitatea SPOT în starea INIT) sau pentru a transmite o inițializare unei unități SPOT învecinate.

Bucla

Starea buclelor este evaluată și schimbată de către unitatea SPOT sau de către automatul de trafic în funcție de cum sunt conectate fizic buclele la unul sau la celălalt. Tipurile de stări pe care buclele le pot avea sunt următoarele:

UP (sus)

-Starea unei bucle este evident UP dacă aceasta numără autovehiculele ce se deplasează corect pe secțiunea respectivă de drum. O buclă în starea DOWN trece în mod normal în starea UP în funcție de cum este în mod fizic conectată bucla la automatul de trafic sau la unitatea SPOT și uneori funcție de tipul automatului de trafic.

DOWN (jos)

-Starea DOWN indică faptul că bucla nu numără vehiculele ce se deplasează pe secțiunea respectivă de drum; sunt posibile două situații: bucla nu a numărat o perioadă mai mare de timp sau bucla este ocupată permanent.

OVERCOUNT (supranumărare)

-Starea OVERCOUNT se poate atinge doar când buclele sunt conectate direct la unitatea SPOT, deoarece un algoritm dedicat poate diagnostica situația unei bucle care numără mai multe vehicule decât cele care se mișcă în realitate pe acel sector de drum.

Automatul de trafic (TLC)

Tipurile de stări ce pot fi asociate automatelor de trafic sunt:

CENTRALISED (CENTRALIZAT)

-Atunci când un automat de trafic este în starea CENTRALISED, înseamnă că acesta execută planul de semnalizare după comanda unității SPOT.

LOCAL

-Atunci când un automat de trafic este în starea LOCAL, înseamnă că acesta funcționează conform unui plan de semnalizare înregistrat în automat, în momentul instalării acestuia.

FLASHING (CLIPITOR)

-Starea FLASHING indică starea continuă de semnalizare „galben clipitor” pe întregul sector controlat din intersecție.Aceasta este starea normală în care automatul poate lucra pe timp de noapte (mai ales în intersecții mici), sau starea anumitor tipuri de automate în cazul unor defecțiuni (lămpi arse etc.) sau atunci când această stare a fost comandată din centrul de control al traficului pe perioadele lucrărilor de întreținere sau a evenimentelor speciale.

ALL RED (ROȘU GENERAL)

-Starea ALL RED indică faptul că toate grupurile de semnale din intersecție sunt pe indicația roșu. Este o stare particulară pe care o pot avea numai anumite automate de trafic.

Dispozitivele

Starea unui dispozitiv semnifică starea liniilor de comunicații care leagă dispozitivul de unitatea SPOT.

-Tipurile de stări pe care le pot avea dispozitivele sunt următoarele:

UP (SUS)

-Unitatea SPOT conectată la dispozitiv declară linia de comunicație în stare UP dacă protocolul standard de comunicați pe linie funcționează corect.

DOWN (JOS)

-Unitatea SPOT declară linia de comunicații în stare DOWN dacă nu poate comunica cu dispozitivul.

I.3 Sistemul software INTERZOOM

Cu Intersecțion-zooming controlul automat al Spot poate fi vizualizat în timp real. Faza curentă, semnalele care afișează culoarea verde și indicațiile privind lungimile cozilor sunt vizibile.

Pot fi vizualizate mai multe intersecții în mod simultan.

-Culoarea verde indică faptul că obiectul este în stare „Up”. Culoarea roșie indică faptul că obiectul este defect „Down”. Culoarea galbenă indică faptul că obiectul nu transmite informații.

Fig.1 – Vizualizarea intersecției cu INTERZOOM

Modulul de diagnosticare

Modulul de diagnosticare actualizează în mod continuu starea rețelei de unități SPOT, pregătește datele pentru analiza statistică a defecțiunilor și reacționează la defecțiuniile pentru care Sistemul Central asigură corecția automată.

Fig.2 – Diagrama funcțională a modulului de diagnosticare

I.4. Sistemul software WGRA – de prezentare a datelor de trafic

Aplicația software WGRA permite urmărirea stărilor datelor de trafic furnizate de unitatea locală Spot. Oferă datele de trafic pentru o legătură, stație, zi sau dată specială prin intermediul graficelor și tabelelor. Datele de trafic sunt următoarele:

– Fluxul;

– Coloana;

– Ciclul;

– Fluxul de saturație;

– Procentajele virajelor;

– Timpul de călătorie.

Utilizatorul poate deschide un singur document de fiecare dată, controlat de o unitate Spot. Imaginea este un grafic sau un tabel.

Graficul Flux

Cea mai des folosită diagramă este graficul Flux. Acest grafic conține fluxurile de trafic pe zile, pentru o anumită stație detector.

Graficul Flux – Fig.3

Graficul ciclului, zilnic – Fig.5

Graficul pentru timpii ciclului poate fi afișat pentru o zi selectată sau pentru profil.

În Figura Graficul ciclului, sunt arătați timpii ciclului pentru ziua curentă. Traficul se termină la ora16:00, deoarece aceasta este ora actuală, pentru care nu sunt încă disponibile date.

În legenda sunt arătate diversele faze. Graficul prezintă valorile acumulate.Astfel, de exemplu la ora 00:00,sunt primele 40 de secunde pentru faza 1, următoarele 30 pentru faza 2.

Graficul Fluxului de Saturație – Fig.6

Graficul timpului de călătorie – Fig7

Timpul de călătorie în rețea poate fi reprezentat în mai multe moduri: un profil istoric, un profil zilnic sau predicții 5, 10 sau 30 de minute. În graficul exemplu de mai sus, sunt afișate profilul, măsurătorile zilnice și profilul de utilizat în această zi.

I.5 Sistemul software RAMON – de monitorizare a condițiilor de trafic

Aplicația software Ramon permite monitorizarea condițiilor de trafic furnizate de unitățile locale Spot. Prezintă date online și de istoric prin grafice și tabele pentru următoarele mărimi:

– Lungimile cozilor pe legăturile de intrare;

– Traficul de intrare;

– Fluxurile de saturație pe legăturile de intrare;

– Fluxuri măsurate pe sectoarele de drum de intrare și de ieșire;

– Previziuni pentru transportul public;

– Duratele de semnalizare în execuție;

– Procentajul virajelor;

– Mesajele de eroare Spot.

I.5.1 Topologia intersecției

Structura topologică a intersecției este descrisă prin folosirea a patru obiecte care sunt

conectate logic în secvență.

Unitatea SPOT

În acest obiect, fiecare relație conține informația generală despre intersecția controlată de unitatea Spot.

Fiecare unitate Spot este identificată prin codul Zonei, urmat de un cod de identificare numeric, între 1 si 125.

Valoarea „0” este folosită pentru identificarea nivelului central al sistemului de control.

Valoarea „127” este folosită pentru identificarea intersecțiilor neinteligente, care nu sunt controlate și care corespund nodurilor de rețea din afara zonei.

O intersecție neinteligentă (cod 0.127) trebuie definită întotdeauna în baza de date.

Segment de drum

În obiectul segment de drum, informația referitoare la segmentele de drum care intră în intersecție, cele în care codul de destinație corespunde intersecției ce trebuie descris, este introdusă intersecție cu intersecție.

Legătura

Legătura este definită ca setul de vehicule de pe segmentul de drum (aflate în intersecție sau care intră în aceasta) care folosesc aceleași stări de verde și au aceleași conflicte (drept de trecere, prioritate).

Viraj

Prin viraj se înțelege secvența de legături de intarea în intersecție și arcuri de ieșire.Arcul de ieșire poate fi un segment de drum (intern sau de ieșire) sau o legătură internă.

Fazele intersecției:

Conflicte

O situație de conflict apare atunci când în timpul fazei de verde, o legătură traversează mișcarea traficului de pe o altă legătură care are tot fază de verde, iar vehiculele trebuie să acorde prioritate.

Întârzierea după comutarea pe verde (IFRAZ)

Întârzierea după comutarea pe verde este timpul care trece între comanda de comutare

a fazei și comutarea pe lumină verde corespunzătoare legăturii în cauză.Întârzierea în legătură

cu fiecare fază de comutare pe verde (sau conflict) este cerută pentru fiecare legătură.

Grupuri de semnal

Termenul Grupuri de semnal reprezintă un set de lămpi de semafor care sunt activate prin aceleași circuite electronice de alimentare și care activează aceleași culori simultan.

Interverde

Pentru fiecare grup sunt identificate grupurile “inamice”, care nu pot fi active simultan, și pentru fiecare dintre ele există o estimare a timpului care trebuie să treacă între trecerea lor de la verde la galben și activarea culorii verde pentru grupul în chestiune.

Comutări

Comutările reprezintă setul de schimbări de stare (roșu, verde, necomutat) ale grupurilor de semnal activate la trecerea de la o fază la alta.

SPOT este capabil să acorde prioritate vehiculelor de transport public pe trasee care nu le sunt alocate acestora dinainte; este suficient să se indice legătura pe care este prevăzută a se produce sosirea vehiculului, pentru obținerea priorității cerute.Trebuie încărcată descrierea serviciului de transport public, atunci când se doreste o obținere a priorității local, prin utilizarea detectorilor rezervați în acest scop.

I.5.2 Meniul de Monitorizare

Meniul Monitorizare conține comenzile pentru selecția intervalului de timp observat. Aceasta este o caracteristică comună pentru toate ferestrele, chiar dacă se urmăresc intersecții diferite. Există două moduri de comportare: on line si off line.

Comanda On line

Dacă Ramon este în modul de operare off line este posibilă selectarea modului on line, din meniul Monitorizare sau cu ajutorul unui buton din bara de instrumente. Apoi toate graficele din ferestrele afișate se vor sincroniza între ele cu timpul din mesajele recepționate de la unitățile Spot. Pe măsură ce datele sosesc, toate ferestrele vor fi actualizate.

Comanda Off line

Atunci când Ramon operează în modul on line, se pot comanda celelalte moduri, prin selectarea comenzii de pe meniul de monitorizare sau prin apăsarea unui buton din bara de instrumente.Atunci fereastra de dialog pentru oră și dată va solicita intervalul de observare. Toate ferestrele afișate se vor alinia la timpul selectat.Ramon se orientează după datele relative atât în fisierul storia cât și în login. Cu toate acestea, dacă unitatea Spot nu a fost în modul de măsurare în intervalul selectat, Ramon nu poate găsi date pe care să le afișeze. Este posibil în schimb să se observe intervalele de timp care au fost monitorizate on line de Ramon.

I.5.3 Graficul cozilor

Graficul cozilor prezintă datele privind cozile dintr-o intersecție, pentru una până la zece legături de intrare. Pe axa X este reprezentat un interval de 10 minute. Sub legenda timpului sunt prezentate previziunile pentru transportul public în corespondență cu momentele de sosire pe linia de stop. Culoarea acestora este cea a legăturii pe care circulă.

-Este posibilă vizualizarea valorii numerice instantanee a corzilor monitorizate. Pentru fiecare legătură de intrare se prezintă numărul de vehicule, în apropiere de culoarea proprie, în graficul corzii și codul de identitate. Dacă Ramon operează online tabelul cozilor face referire la momentul actual, în timp ce în modul offline este posibilă mutarea unei linii temporale prin efectuarea unui clic pe orice grafic.

Tabelul cozilor face referire la momentul în care a fost localizată linia.

Fig.9 – Tabelul cozilor

I.5.4 Traficul de intrare

Graficul traficului de intrare este similar cu cel al cozilor. El reprezintă fluxurile de vehicule așteptate de Spot pe legăturile sale de intrare.

Atunci când nu sunt disponibile măsurătorile directe Spot utilizează măsurători ale stațiilor învecinate sau chiar valori implicite din baza de date Utopia.

I.5.5 Matricea de roșu si verde

Matricea de roșu și verde conține culoarea afișată la semafoare pentru fiecare fază a ciclului.Începutul unei faze de roșu după una de verde reprezintă începutul afișării culorii galbene pe drum. Afișarea culorii verzi pe drum are loc după faza de verde, deoarece regulatorul semafoarelor așteaptă intervalul necesar de inter-verde (duratele de galben plus toate duratele de roșu).

Fig.10 – Matricea de roșu și verde

CAPITOLUL II : SENZORI UTILIZAȚI ÎN DETECTAREA VEHICULELOR

II.1 Cablul pneumatic

Principiu de funcționare

Trimite un suflu puternic de aer de-a lungul cauciucului când roata autovehiculului trece peste acest cablu. Presiunea închide un comutator de aer,producând un semnal electric care este transmis unui software de analiză. Senzorul cablului pneumatic este portabil,folosind ca sursă de alimentare baterii reîncarcabile.

Utilizare

-Cablul pneumatic este montat perpendicular cu direcția fluxului de trafic. Este folosit pentru numărarea vehiculelor prin numărul de osii. Unele modele adună mai multe date pentru a calcula distanțele ce se crează între vehicule,fluxul de saturație,calcularea vitezei în funcție de clasa vehiculului.

Avantaje:

-instalare rapidă pentru înregistrare permanentă;

– consum redus;

Senzorii cablului pneumatic sunt de obicei low-cost și au o fiabilitate ridicată.

Dezavantaje:

– numărarea eronată a osiilor atunci când fluxul de autobuze și camioane este ridicat;

– sensibilitatea la temperatură a comutatorului de aer;

– vandalizarea ușoară a cablurilor;

– uzura pneurilor camioanelor;

Configuratia cablului pneumatic pentru una sau mai multe benzi.

Figura 11 – prezintă câteva dintre configurațiile cablului pneumatic utilizate pe drumurile cu o singură bandă pe sens și cu dublu sens,pentru a număra și clasifica vehiculele.

Figura 11.

II.2 Senzorul magnetic

Principii de funcționare

Senzorii magnetici sunt dispozitive pasive care indică prezența unui obiect metalic prin detectarea perturbațiilor ( anomalii magnetice ) în câmpul magnetic al Pământului creat de obiect.

-Figura 13 prezintă anomalii magnetice produse de dipoli magnetici, de exemplu, câmpuri magnetice , pe un vehicul de oțel atunci când intră zona magnetică de detectare. Partea de jos din figură descrie cațiva dipoli pe un vehicul și efectul lor asupra senzorului de ieșire.

-Figura 14 ilustrează distorsiunea indusă de câmpul magnetic al Pământului ale vehiculelor care intră și trec prin zona de detectare a senzorului magnetic.

-Figura 14a ilustreaza campul magnetic când vehicului se apropie de senzor.

-Figura 14b arată liniile de câmp ale fluxului cand vehiculul începe să treacă prin zona de detectare a senzorului.

-Figura 14c ilustrează liniile de flux în cazul în care întregul vehicul este peste senzor.

-Figura 13. Anomalie magnetică în câmpul magnetic al Pământului indus de dipoli magnetici într-un vehicul de metale feroase.

(a) Anomalie magnetică indusă în câmpul magnetic al Pamantului de un dipol magnetic

Câmpul magnetic al Dipol magnetic produs de Rezultanta anomaliei

Pământului în absența materiale feroase magnetice în câmpul magnetic al

unui vehicul Pământului.

Fig.14 – Denaturarea câmpului magnetic al Pământului creat de un vehicul la intrarea și trecerea prin zona de detecție a senzorului magnetic.

Aplicații și utilizări

Două tipuri de senzori magnetici sunt folosiți pentru măsurarea parametrilor fluxului de trafic.Acești senzori identifică vehiculele oprite și vehicule în mișcare.Criteriul de detectare a vehiculului este ca tensiunea să depășească un prag predeterminat.În prezența modului de funcționare,detectarea de ieșire se menține până când vehiculul părasește zona de detecție.

-Prin urmare, un magnetometru poate detecta două vehicule separate de o distanță de un picior. Acest lucru ar putea face magnetometrul mai exact sau mai bun decât detectorul buclei inductive pentru numărarea vehiculelor.În schimb,magnetometrul nu este un bun localizator al perimetrului vehiculului.Acesta având o inexactitate de 45 de cm.Un magnetometru este prin urmare,foarte rar utilizat pentru stabilirea ocupării și vitezei într-o aplicație de gestionare a traficului.

Avantaje:

-Incursiunea în trotuar pentru acest senzor acoperă o suprafață mai mică și prin urmare,nu pot afecta durabilitatea trotuarului precum buclele.

Magnetometrul de inducție poate fi utilizat în cazul în care buclele sunt dificil de amplasat (Exemplu:poduri,punti) și unele modele pot fi instalate sub carosabil fără a afecta starea fizică a acestuia.

Dezavantaje:

-Instalarea senzorilor magnetici necesită carotaj sau forarea sub carosabil și solicită închiderea drumului în timpul instalarii.Detectoarele magnetice nu pot detecta în general vehiculele oprite și deasemenea unele modele au zone mici de detectare.

II.3 Senzori piezoelectrici

Acești senzori fac parte din categoria senzorilor generatori la care mărimea electrică de măsurat este convertită direct în tensiune electrică. Senzorii piezoelectrici funcționează pe baza efectului piezoelectric (piezo= a apăsa),care constă în :

– polarizarea electrică,adică apariția unor sarcini electrice pe suprafața unor materiale solide, în urma unor

deformații mecanice (efect piezoelectric direct).

– modificarea dimensiunilor acestor materiale într-un câmp electric variabil (efect piezoelectric extern ).

II.3.1Efectul piezoelectric :

a) cristalul de cuarț

b) sarcinile electrice din secțiunea X ;

c) sarcinile electrice din secțiunea Y.

Cel mai răspândit senzor piezoelectric este un polimer ( deoarece materialele piezoceramice sunt prea fragile).

Fig.15 – Structura semicristalină a PVDF (fluorură de poliviniliden)

Materialul piezoelectric transformă energia cinetică în energie electrică. Polimerii care prezintă această proprietate a unui grad ridicat sunt ideali pentru a fi utilizați în construcția senzorilor piezoelectrici.

Principii de operare

Materialele piezoelectrice generează o tensiune atunci când sunt supuse la șocuri sau vibrații.Sarcinile electrice de polaritate opusă apar la fețele interioare și exterioare ale materialului

și induc tensiune.Tensiunea măsurată este proporțională cu forța sau greutatea vehiculului.

Aplicații si utilizări

Senzorii piezoelectrici sunt utilizați pentru a clasifica vehiculele după numărul de osii și distanța dintre axe ,de asemenea ei sunt utilizați pentru măsurarea vitezei și greutății vehiculului. Ei mai sunt folosiți pentru a detecta “greutatea in mișcare” (weight in motion )

Construcție

Un senzor de tub coaxial piezoelectric este construit cu un element de bază de metal împletit, care este înconjurat de material piezoelectric și un strat de metal exterior. În timpul procesului de fabricație,senzorul este supus unui câmp electric intens,care polarizează piezoelectric materialele.

Avantaje :

-Senzorii piezoelectrici adună informații atunci când o anvelopă trece peste senzor, creând astfel un semnal analogic, care este proporțional cu presiunea exercitată asupra senzorului.

În plus,unele tipuri sunt doar puțin mai scumpe decât buclele inductive,dar oferă mai multe informații precum măsurarea vitezei cu o mai bună precizie,capacitatea de a determina clasificarea în funcție de greutatea vehiculului și distanța dintre axe,dar si monitorizare WIM (weight in motion).

Dezavantaje:

-Dezavantajele utilizarii unui senzor piezoelectric sunt similare cu cele ale buclelor inductive.Acestea au nevoie de întreruperea traficului pentru instalare și reparații.Senzorii piezoelectrici sunt cunoscuți ca fiind sensibili la temperatura de pe trotuar dar și la viteza vehiculelor.

II.4 Senzori cu radiații infraroșii (IR)

Senzorii IR pot fi activi sau pasivi și sunt realizați pentru diferite tipuri de aplicații în domeniul ITS(Sisteme Inteligente de Transport). Senzorii sunt montați în special deasupra carosabilului, în așa fel încât să perceapă traficul care sosește sau cel care părăsește zona monitorizată. Aplicațiile acestor senzori se situează în domeniul controlului semnalizării rutiere, în detecția volumului de trafic a vitezei și clasei vehiculelor, dar și pentru detecția pietonilor pe treceri.

II.4.1 Senzorii activi în infraroșu (AIR)

Iluminează zonele de detecție cu energie IR de mică putere furnizată de diode laser care lucreză în vecinătatea spectrului IR din radiația electromagnetică (0.85 microni).Energia IR reflectată de vehiculele ce travesează zona activă este focalizată de un sistem optic într-un material fotosensibil montat în focarul obiectivului.

Senzorii AIR, au două sisteme optice. Sistemul de transmisie dispersează radiația în doi lobi, separați la un anumit unghi și sistemul optic al senzorului de recepție are un unghi de deschidere al obiectivului mai mare, pentru a recepționa ușor energia reflectată de vehicule.
Ca aplicații, senzorii IR sunt utilizați pentru: detecția prezenței vehiculelor la semnalele rutiere, măsurarea volumului de trafic, a vitezei, a lungimi cozii de așteptare, clasificarea vehiculelor etc. La acceași intersecție se pot monta mai mulți senzori, fără ca aceștia să interfereze unul cu celălalt.

Senzorii laser IR moderni produc imagini bi sau tridimensionale ce facilitează clasificarea vehiculelor. Distanța de amplasare deasupra benzii de circulație este,de obicei, cuprinsă între 6.1 ± 7.6 m, la un unghi de incidență de 5°.

Fig.16 – Senzor IR Fig.17 – Detectia senzorului IR

II.4.2 Senzorii pasivi în infraroșu (PIR)

Acest tip de senzori detecteză energia emisă de vehicule, suprafață drumului, alte obiecte din câmpul lor vizual, precum și din atmosfera fără a emite nici un fel de radiație.

Aplicațiile ITS cu PIR conțin de obicei, un set de 1 ± 5 senzori amplasați în planul focal, astfel încât sa permită captarea energiei dintr-o zonă specifică. În general deschiderea optică pentru acest tip de senzori este relativ mare, permițându-se divizarea, de exemplu, a planului xOy într-un număr de pixeli. Obiectele din câmpul vizual sunt analizate pe baza acestor pixeli.

Senzorii conțin arii bidimensionale, de detectoare, fiecare dintre aceștia având un câmp vizual, instantaneu propriu. Aria captează energia de la toți senzorii, integrând informațiile.Un parametru important pentru acest tip de senzor este rezoluția, expimată ca un număr de pixeli pe suprafața activă a senzorului..

Fig.20 – Schema de principiu a unui senzor pasiv în infraroșu

Avantaje:

-Senzorii PIR nu necesită lucrări de amenajare pentru montare deci nici întreruperea traficului. Precizia de măsurare a vitezei, de clasificare a vehiculelor este mai mare pentru senzorii care folosesc fascicule multiple. Este posibilă măsurarea pe mai multe benzi de circulație.

Dezavantaje:

-Informațiile furnizate de acest tip de senzori pot fi afectate de lumina solară, particule în suspensie în atmosferă, condiții climatice extreme, fum, praf, etc.De aceea se recomandă alegerea unei distanțe de operare cât mai adecvate pentru a minimiza influența acestor factori perturbatori.

II.5 Senzori ultrasonici

Senzorii ultrasonici sunt relativi simplii și ușor de interfațat cu diferite dispozitive în diferite arii de activitate.Senzorul emite un impuls sonic și după așteaptă ecoul apărut la întalnirea undei cu un obiect.Impulsul este emis de un traductor care face conversia între energia electrică,mecanică și acustică.Timpul dintre emiterea pulsului și recepționarea ecoului său este folosit în determinarea distanței.Senzorii ultrasonici nu sunt perfecți având și unele dezavantaje.

Pulsul emis are o formă de con iar orice corp care intră în interacțiune cu unda emisă va declanșa un ecou.Este imposibil de a face diferența între obiecte mici sau mari având în vedere ca toate emit un ecou .Această problemă are ca soluție folosirea mai multor senzori sau folosind senzori rotativi.

Senzorii ultrasonici sunt un dispozitiv simplu de realizat.Aceștia emit un impuls ultrasonic și așteaptă un răspuns.Când unda pleacă din dispozitiv se propagă prin aer până dă de un obstacol ,moment în care se reflectă înapoi un ecou.Acest ecou este recepționat de senzor.

Fig.27 – Senzorul ultrasonic Sumitomo SDU-300.

Montarea senzorilor ultrasonici se poate face în două locuri:

-deasupra carosabilului.

Fig.28 – Montarea senzorilor deasupra carosabilului.

-orizontal,adică pe partea dreaptă sau stangă a carosabilului.

Fig.29 – Montarea senzorilor pe orizontal

Avantaje:

-Instalarea senzorilor cu ultrasunete nu necesită o producedură precum modificarea designu-lui inițial al carosabilului precum și avantajul că unele modele dispun de operare multiplă.

Dezavantaje:

-Schimbările de temperatură și turbulențe extreme de aer, ar putea afecta performanța senzorilor cu ultrasunete.Perioadele îndelungate în care se repetă impulsurile pot degrada măsurarea gradului de ocupare pe autostrăzi.O altă problemă majoră este ca orice obiect pe direcția senzorului va emite un ecou neputând să se facă diferența dintre obiectele de diferite mărimi.Acest deficient se poate compensa prin folosirea mai multor senzori sau prin rotirea unuia singur.

II.6 SENZORI ÎN LINIA DE VIZIBILITATE

Acest tip de senzori pot fi utilizați cu succes în cazul în care terenul este plat ceea ce nu permite apariția unor zone mascate. Există două tehnologii: IR sau microunde. Tehnologia IR poate fi atât activă cât și pasivă, bariere și senzori. Tehnologia MW este activă, există și bariere si senzori.

II.6.1 Barierele IR

Barierele pot fi atât de interior cât și de exterior. Detecția se face pe linia de vizibilitate. Bariera conține un ansamblu de emițătoare și receptoare de semnal modulat pentru a nu fi ușor sabotate.

Fig.31–Sisteme de bariere active cu IR Fig.32–T-transmitator R-receptor

II.6.2 Barierele cu microunde

Sunt mai sigure decât barierele IR datorită principiului de funcționare. Semnalul în cazul microundelor ajunge la receptor pe mai multe cai, direct sau prin reflexie, ceea ce face ca forma zonei de detecție să fie un elipsoid de rotație.

Pentru a împiedica evitarea pe verticală a barierei se pot monta mai multe dispozitive cascadate vertical, ca în figura 34.

Fig. 34 Caracteristica de detecție a barierelor IR cascadate în plan vertical

II.7 Sisteme de tipul radarelor

Radarul cu microunde

Radarul cu microunde a fost dezvoltat pentru a detecta diferite obiecte înainte și în timpul celui de-al doilea Război Mondial.Cuvântul radar a fost derivat din funcțiile pe care le îndeplinește:detectare și localizare radio.Termenul unde se referă la lungimea de undă a energiei transmise,între 1 și 30 de cm.Aceasta corespunde la o gamă de frecvență de la 1 GHz la 30 de GHz, unde sufixul GHz este de Hz.Cei mai întâlniți în comerț, sunt senzorii radar cu microunde ce se folosesc în aplicații de gestionare a traficului cu energie electromagnetică de frecvență 10,525 GHz.

Principii de operare

Senzorii radar cu microunde transmit energie către o zona de pe carosabil de la o antenă de deasupra podului.Zona în care energia radar este transmisă este controlată de mărimea și de distribuția de energie în întreaga deschidere a antenei.Atunci când un vehicul trece prin raza antenei,o parte din energia transmisă este reflectată înapoi către antenă.Energia intră apoi în receptor unde se face detecția datelor vehiculului cum ar fi volumul,viteza,gradul de ocupare și lungimea.

Efectul Doppler constă în variatia frecvenței unei unde emise de o sursă de oscilații, dacă aceasta se află în mișcare față de receptor. Efectul Doppler poate fi constatat atât în cazul undelor electromagnetice (inclusiv lumina), cât și în cazul undelor elastice (inclusiv sunetul).Frecvența măsurată crește atunci când sursa se apropie de receptor și scade când sursa se depărtează de receptor.

Clasificare:

Două tipuri de senzori radar cu microunde sunt folosiți în aplicații de management al traficului:

-senzor radar Doppler cu undă continuă (CW-Continuous wave).

-senzor cu undă continuă cu modulație de frecventă(FMCW-frequency modulated continuous wave).

Senzorul cu undă continuă cu modulație de frecvență transmite o frecvență care este în continuă schimbare cu privire la timp. Radarul FMCW funcționează ca un detector de prezență și poate detecta chiar și vehiculele care nu se mișcă..

Fig.44 Radar cu microunde RTMS pentru detectarea prezenței pe mai multe zone.

Avantaje:

-Avantajele radarului cu microunde includ insensibilitatea la vreme rea,măsurarea directă a vitezei autovehiculelor dar și colectarea multiplelor date cu privire la fluxul de trafic.

Dezavantaje:

-Senzorul radar CW Doppler nu poate detecta vehiculele oprite cu excepția celor echipate cu un senzor auxiliar dar și randamentul slab pentru contoarele de volum.

II.8 Radarul LTI 20-20

Poliția din România tocmai ce și-a dotat arsenalul cu noi aparate de radar performante. De fapt, chiar cele mai performante aparate mobile existente la ora actuală.Este vorba de modelul LTI 20-20 TruCAM, dotat cu cameră video HD și sistem de măsurare a vitezei cu laser.Însa odată cu el, au sosit și detectoarele speciale care vor arăta pe aceste aparate viteza de 0 km/h, indiferent dacă mergi cu 10 sau 300 km/h.

Fig.46

Pe 23.03.2011 Biroul Român de Metrologie Legală din România a aprobat aparatele de tip Cinemometru (aparat de măsurare a vitezei de circulație a vehiculelor rutiere) pentru folosirea în România.

Aparatul de radar mobil din dotarea poliției rutiere din România are un laser integrat și o cameră video digitală de înaltă fidelitate, ceea ce face din LTI 20-20 TruCAM cel mai performant aparat de măsurare a vitezei disponibil azi. Aparatul adună pe cardul de memorie înregistrari video, fotografii HD detaliate, ce pot cuprinde marca mașinii, plăcuța de înmatriculare și chiar trăsăturile faciale ale conducătorului auto.

Modelul TruCAM LTI 20-20 măsoară viteza mașinii cu ajutorul unei unde laser, care nu necesită mai mult de 0.33 secunde pentru a stabili viteza, timp mult prea scurt pentru ca șoferul să reacționeze la orice semnal sonor scos de aparatele de detecție radar.
LTI mai are și un sistem inedit ce măsoară timpul și viteza dintre vehicule. TruCAM poate înregistra simultan mai multe viteze ale mai multor mașini și chiar ale motocicletelor, greu de înregistrat cu aparatele convenționale de radar.

Specificații tehnice TruCAM LTI 20-20:

Corp aparat: policarbonat compozit cu șasiu intern din aluminiu;

Greutate: 1.5 kg;

Dimensiuni: 21.0 x 9.8 x 31.7 cm;

Rezistent la praf si apa: DA;

Temperatura de funcționare: -10 C + 60 C;

Marja de eroare la viteză: +- 2 km/h;

Viteza de acțiune: 0 – 320 km/h;

Marja de eroare la distantă: +-15 cm; Distanța minimă de măsurare: 15,25 m;

Distanta maximă de măsurare: 1.200 metri;

Timpul de măsurare a vitezei: 0.33 secunde;

Baterie: acumulator Lithiu-Ion polime;r

Autonomie: 15 ore in modul fără fir;

Încărcător priză si auto: DA;

Hardware: card SD până la 8 GB;

Display: 6.9 cm, 240×320 pixeli color;

Lentilă cameră: 3.1 megapixel 75 mm (2048×1536);

Receptor GPS cu 20 de canale;

Sistem operare: Linux;

Sistem anti-bruiaj: DA;

Format video: 240×180 sau 480×360.

CAPITOLUL III :SISTEM DE INFORMARE ȘI MONITORIZARE TRAFIC RUTIER

III.1Generalități

Sistemul de informare și monitorizare trafic rutier este destinat monitorizării și informării participanților la traficul rutier asupra condițiilor de trafic, afișării de mesaje pentru siguranța traficului, de semne sau texte educativ-preventive.

Sistemul poate fi montat în locuri strategice ale șoselelor cu două sau mai multe benzi de circulație.

Sistemele dotate cu modul de înregistrare video cu analizor de trafic furnizează în timp real date referitoare la autovehiculele care au depășit viteza sau greutatea maximă admisă, pe tronsonul de drum unde sunt montate.

III.1.1 Caracteristici

Construcția sistemului este modulară, ceea ce îi permite o mare flexibilitate și adaptabilitate la cerințele beneficiarului.

Componentele de bază sunt următoarele:

– modul afișare grafică;

– modul afișare alfa-numeric;

– modul radar;

– modul de înregistrare video cu radar;

– modul de monitorizare a fenomenelor meteo;

– modul de comandă și monotorizare.

III.1.2 Modulul de afișare grafică

Modulul poate afișa orice fel de semne de circulație.Acestea pot fi programate de către utilizator. Modulul de afișare grafică este prevăzut cu memorie proprie, în care pot fi memorate până la 80 semne rutiere de circulație rutieră.

Fig.35

Compus din 20 caractere alfanumerice, modulul poate fi utilizat pentru afișarea mesajelor. Mesajele sunt programabile de către utilizator. Modulul de afișare alfanumeric este prevăzut cu o memorie proprie în care pot fi memorate până la 80 de mesaje. Afișarea indicatorului rutier pe modulul grafic color este sincronizată cu afișarea mesajului pe modulul alfanumeric. De asemenea, poate funcționa și independent.

III.1.3 Modulul radar

Radarul monitorizează viteza de deplasare a autovehicolelor, semnalizând prin informație grafică și text depășirea vitezei maxime admise pe sectorul de drum unde este instalat. Pe modulul grafic apare valoarea vitezei în km/h, iar pe modulul de afișare alfa-numeric textul de avertizare.Valoarea vitezei maxime admise și mesajele de avertizare sunt programabile.Informațiile de viteză depășită sunt prioritare în raport cu orice informație care este afișată în acel moment.

Fig.36 – Modulul radar

III.1.4 Modulul de comandă și monotorizare

Sistemul de informare și monitorizare trafic rutier poate fi programat cu ajutorul unui calculator local sau de la distanță prin conexiuni GPRS/internet. Intensitatea luminoasă a semnalelor rutiere și mesajelor este programabilă (zi/noapte/ceață) de către operator, astfel încât să asigure o vizibilitate bună (minim 200 m).

Alternanța și frecvența de afișare a semnelor rutiere și mesajelor se pot programa de către operator. Din momentul în care au fost memorate și s-a stabilit frecvența de afișare nu mai este necesară prezența operatorului și a calculatorului, decât la operarea schimbărilor.

III.1.5 Modulul de monitorizare a fenomenelor meteorologice

-detectează fenomene care au loc la suprafața carosabilului și în atmosferă;

-este un ansamblu format dintr-o stație de bază și un set de senzori pentru măsurarea fenomenelor meteorologice (viteza vântului și direcția,temperatura la suprafața carosabilului și în atmosferă , cantitatea precipitațiilor, vizibilitatea, punctul de îngheț al soluției de pe suprafața carosabilului, starea lui(umed/uscat) și prezența zăpezii).

Prin intermediul modulelor de afișare pot fi afișate diferite mesaje de avertizare în legatură cu fenomenele meteo detectate.Datele măsurate de senzorii de la stația meteo sunt transmiși automat prin conexiune GPRS la serverul central unde sunt memorate. Datele pot fi vizualizate sub formă tabelară sau grafică(ultima, cea mai mare, cea mai mică , valoarea medie citită; curbe pentru citire). Datele sunt salvate în format HTML, sau Excel.

Operatorul este anunțat automat în caz de condiții nefavorabile.

Fig.37 – Modul de monitorizare a fenomenelor meteorologice

III.1.6 Modulul de înregistrare video cu radar

Modulul este prevăzut cu un calculator de proces care preia de la radar informația de viteză și de la camera video imagini; în momentul în care informația de viteză indică o depășire a limitei stabilite, imaginea preluată de la camera video va fi stocată, împreună cu valoarea vitezei, data și ora, precum și indicativul locației de amplasare.

Informațiile sunt stocate în mediul de stocare SSD care asigură stocarea unui număr de minim 1000 imagini. Se asigură conectarea calculatorului la Internet pentru transferul automat al pozelor către un server central de stocare și prelucrare informații, care poate fi accesat de către un operator pentru vizualizarea și utilizarea acestora.

Fig.38 Modul de monitorizare video cu radar

III.1.7 Modulul de înregistrare video cu radar și analizor de trafic

Modulul de înregistrare video cu radar și cel de analizare a traficului pot funcționa utilizând același calculator de proces, cameră video și mediu de stocare a informațiilor.

Transmisia datelor se realizeză prin conexiune de tip internet, infomațiile putând fi accesate în timp real.

Fig.39 Sistem de achizitie pentru monitorizare trafic rutier

Informațiile pot fi utilizate de către unitatea mobilă de control rutier, care cu ajutorul unui laptop conectat la Internet primește automat, în timp real, de la sistemul central de stocare și prelucrarea informațiilor poza cu autovehiculele contravenționale, astfel încât să poată să oprească și să constate cu dispozitive mobile de cântărire, contravenția.

III.2 SISTEM PENTRU INFORMAREA ȘI MONITORIZAREA TRAFICULUI PE AUTOSTRĂZI

III.2.1 Generaliăți

Sistemul a fost creat pentru monitorizarea și informarea participanților cu privire la traficul rutier, pentru îmbunătățirea siguranței rutiere și pentru protejarea drumurilor.Camerele video monitorizează vehiculele care depășesc viteza permisă sau masa maximă admisibilă.

Sistemul poate fi montat în locuri strategice (critice), de-a lungul autostrăzilor.

Fig.40 INFORMAREA ȘI MONITORIZAREA TRAFICULUI PE AUTOSTRĂZI

III.2.2 Modulul de afișaj grafic

-este alcătuit din: carcase metalice, accesorii, circuite electronice pentru controlarea afișajului color, LED-uri pentru realizarea afișajului grafic color;

– acesta este montat pe o consolă sau portal deasupra fiecărei benzi, pe mijlocul acesteia;

-permite afișarea semnalelor de avertizare rutiere, a reglementărilor, ghidajului și informațiilor, și a vitezei reale de deplasare a vehiculelor înregistrată de modulul radar.

III.2.3 Modulul de afișaj alfanumeric

-este alcătuit din: una, două sau trei seturi de 4 carcase metalice, accesorii, circuite electronice pentru controlarea afișajului alfanumeric monocrom, LED-uri pentru realizarea afișajului alfanumeric monocrom;

-pot fi scrise mesaje pe unul, două sau trei rânduri; fiecare mesaj este alcătuit din 20 caractere / rând;

-fiecare caracter (literă, număr, caracter special) este alcătuit din 5 x 7 elemente individuale.

În jurul modulelor de afișaj grafic și alfanumeric sunt montate cutii negre pentru îmbunătățirea contrastului;

-modulele (grafic și alfanumeric) sunt dotate cu memorie proprie, putând fi memorate până la 80 semne și mesaje;

-intensitatea luminoasă a semnelor și mesajelor de trafic este programabilă (zi/noapte/ceață) de către operator pentru a asigura vizibilitatea în condiții optime (minim 200 m);.

-secvența și frecvența pentru afișarea semnelor și mesajelor pot fi programate de operator;

Atunci când mesajele sunt memorate și frecvența afișării este setată,prezența operatorului nu mai este necesară cu excepția momentelor când sunt dorite schimbări.

Sistemele amplasate în diferite locuiri sunt programate și funcționează independent unul de celălalt.

III.2.4 Modulul radar

-monitorizează viteza vehiculelor, semnalizând prin informații și mesaje grafice, depășirea vitezei maxime admise pe sectorul de drum unde este instalat. Viteza maximă permisă poate fi programată;

-informațiile referitoare la depășirea vitezei permise pot fi afișate prioritar.

III.2.5 Modulul de monitorizare a stării vremii – detectează fenomenele meteorologice de pe suprafața carosabilului și în atmosfera.

-este un ansamblu format din stația de bază și un set de senzori pentru măsurarea fenomenelor meteorologice (viteza și direcția vântului, temperatura carosabilului și cea din atmosferă, cantitatea precipitațiilor, vizibilitate,punctul de îngheț al soluției la suprafața carosabilului, starea sa (ud / uscat) și prezența zăpezii;

-diferite mesaje de avertizare pot fi afișate cu ajutorul modulelor de afișaj, în funcție de condițiile meteorologice detectate (o anumită limită programată este depășită);

-datele măsurate cu ajutorul senzorilor de la stația meteo sunt transmise automat serverului central prin conexiune GPRS, unde sunt arhivate. Datele pot fi vizualizate în format tabelar sau grafic (ultimele valori înregistrate, cele minime, maxime și medii, curbele pentru citirile efectuate).

-datele sunt salvate în format HTML și Excel.

Operatorul este avertizat automat atunci când apar condiții meteorologice nefavorabile.

Fig.41 Modulul de monitorizare a stării vremii

III.2.6 Modulul de înregistrare video cu radar și / sau analizator trafic

Analizatorul de trafic detectează vehiculele care se deplasează pe autostradă și care au masa totală sau masa pe osie, mai mari decât limita permisă pe sectorul respectiv de drum. Simultan, poate contoriza numărul vehiculelor care trec pe o bandă și le poate clasifica în funcție de distanța dintre osii și numărul osiilor;

-modulul este dotat cu un calculator de proces care primește informații referitoare la viteză , de la radar; informații referitoare la masă de la analizatorul trafic și imagini de la camera video;

-atunci când limita de viteză este depășită, imaginea de la camera video este stocată împreună cu valoarea vitezei, data / ora și locul. Atunci când limita maximă a masei este depășită, imaginea de la camera video este stocată împreună cu valoarea masei, data / ora și locul;

-serverul central va primi și arhiva o bază de date a informațiilor transmise (viteză, clasa vehiculului, numărul de înmatriculare, masa pe osie, masa totală, locul, data și ora);

-pe un dispozitiv mobil dotat cu un laptop conectat la internet se va primi automat de la serverul central, în timp real, poza, numărul de înmatriculare, masa pe osie, masa totală referitoare la vehicul, astfel încât acesta să poată fi oprit și să se constate cu dispozitive mobile, contravenția.

Software (de la punctul central)

– programarea modulului alfanumeric și afișajului grafic;

– citirea informațiilor programate în modulele de afișaj;

– acizi ia valorilor măsurate de senzorii de la stația meteo;

– preluarea și arhivarea informațiilor primite de la sistemele de înregistrare video cu radar și/sau analizator de trafic.

Informațiile sunt transmise la punctul central prin conexiuni internet/GPRS.

Fig.42 – Modulul de înregistrare video cu radar și / sau analizator trafic

CAPITOLUL IV : LUCRAREA PRACTICĂ -PARCAREA CONTORIZATĂ

IV.1 Parcarea automată multietajată

Parcajele automatizate multietajate au apărut și s-au dezvoltat din dorința de a găsi o soluție eficientă pentru contractarea efectelor negative în planul circulației și parcării autovehiculelor datorate lipsei cronice de spațiu.Aceste sisteme oferă un randament al utilizarii spațiului și o siguranță a autovehiculelor mult superioare parcajelor clasice.

Sistemul de parcare automată reprezintă o soluție excelentă pentru toți conducătorii auto,posesori de autoturisme care se confruntă zilnic cu lipsa locurilor de parcare.

IV.1.1 Caracteristici generale.

Spațiul minim necesar construirii și exploatării.

-se poate ajunge pană la o suprafață la sol de 1 m/auto.

Simplitate în operare.

-control automat al siguranței;

-poate fi operat cu usurință chiar de începători . .

Siguranța autovehiculelor.

-protejarea vehiculelor împotriva furtului;

-restricționarea accesului public la autovehicule;

-protejarea autovehiculelor împotriva intemperiilor.

Operare necostisitoare.

-ridică și coboară autovehiculele unul câte unul făra mișcarea autovehiculelor parcate;

-necesită un nivel mic de energie electrică;

-necesită o mentenanță minimă și necostisitoare.

IV.1.2 Principiul de funcționare.

Principiul de funcționare se bazează pe existența unui lift interior central,ce are sarcina de a ridica și coborâ autovehiculele pentru a le plasa în spațiile de parcare,situate la diferite etaje pe înalțimea structurii.

Acest sistem de aranjare a autovehiculelor pe verticală evită existența unor rampe de acces și a culoarelor de circulație.

Folosirea liftului permite dezvoltarea pe verticală a spațiilor de parcare,devenind un sistem mai eficient decât parcajele clasice.

Avantajele parcării automate.

-Pe langă ușurinta de utilizare,spațiul disponibil este utilizat la maximum,pentru că nu există rampe sau șine de transport.Sistemul automat este soluția ideală,când este necesară utilizarea la maxim a spațiului disponibil;

-Fiind structuri înalte,pot oferi spaițul perfect pentru instalarea reclamelor comerciale;

-Pot fi construie ca sisteme independente sau ca parte a altor clădiri;

-Au o perioadă de amortizare a investiției mult redusă;

-Necesită spațiu mic pentru instalare,ce poate fi găsit mult mai ușor în centrele orașelor;

-Oferă siguranță și protecție deplină a mașinilor parcate;

-Pot forma o rețea densă în centrele orașelor,evitând parcurgerea distanțelor lungi.

IV.2 Parcarea contorizată

IV.2.1 Sistemul de evidență automată a locurilor într-o parcare.

Sistemul de numărare pentru autoturisme conține strictul necesar pentru a contoriza vehiculele prezente în parcare.

Numaratoarea se realizează în momentul în care un vehicul este în tranzit, în urmatoarele puncte:stația de intrare/stația de ieșire.Contorizarea vehiculelor se realizează folosind un senzor ultrasonic sau fie când acesta trece peste o buclă magnetică îngropată sau conectată la un detector de metale.

Sensul în care vehiculul tranzitează zona poate comanda un display de afișare EMPTY/FULL sau un semafor pentru a indica utilizatorilor disponibilitatea de locuri în parcare.Toate evenimentele de intrare/ieșire sunt conduse de impulsuri electronice care trimit datele către un sistem de control electronic de tip PLC care calculează disponibilitatea locurilor.

Elemente principale ale sistemului de evidență automată a locurilor într-o parcare:

-Afișaj pentru informații parcare;.

-„FULL” display;

-„EMPTY” display;

-Senzor ultrasonic pentru detecție intrare/ ieșire;

-Zona de parcare.

IV.2.2 Sisteme de accesare a unei parcări contorizate.

Aceste sisteme sunt gândite și destinate parcărilor publice sau private,care necesită un control financiar asupra taxarii timpului petrecut în parcare și sunt alcatuite din:

Stații de intrare.

-Stația de intrare,este o stație complexă ce controlează și gestionează atât cardurile de proximitate ale abonaților cât și tichetele.Când un autovehicul se apropie,la stația de intrare fie se va prezenta cardul de proximitate în cazul abonaților,fie,prin apăsarea butonului se va emite un tichet cu un cod de bară sau bandă magnetică,fapt ce va permite accesul în parcare.

-Stația de intrare,poate emite tichete ce pot fi integrate cu ușurință unui soft de rețele de magazine gen hypermarket,pentru acordarea de bonuri,discounturi sau gratuități la casa de marcat sau la relații cu clienții.

-Interfața este prietenoasă și va îndruma utilizatorul prin intermediul ecranului LCD 7”

Stații de ieșire.

– Stația de ieșire,autorizează ieșirea din parcare dupa ce tichetele deja plătite au fost verificate.Când un autovehicul se apropie,la stația de ieșire se va prezenta un tichet care confirmă plata,fie un card de proximitate în cazul abonamentelor.Dupa validarea acestora stația de ieșire permite ieșirea din parcare.

-Interfața este prietenoasă și va indruma utilizatorul prin intermediul ecranului LCD.

-Stația de ieșire este concepută într-o manieră în care poate fi programată individual.In cazul în care conexiunea cu unitatea centrala s-a întrerupt,poate funcționa într-un mod autonom”serviciu clienți”

-Stația de ieșire a fost creată ca un echipament fiabil și garantează operare optimă a sistemului cu costuri de mentenanță minime.

Bariere de acces.

-Bariera de intrare/ieșire este construită pentru a suporta mediu de lucru agresiv și cerințe exigente.Bariera fiabilă,permite manevrarea în siguranță atât a brațelor articulate cât și a brațelor rectangulare întregi,cu lungimea de pâna la 4m.

-Bariera este acționată de un motor capsulat cu autolubrifiere,conexiune monofazică și transmite pe lanț.Bariera robustă,sigură, și rapidă,concepută pentru un timp de deschidere de 1,5 secunde într-un ritm de lucru foarte intens.

-Sistemul propriu de control  îi permite manevrarea cu grija și în siguranță monotorizând întoarcerea autovehiculelor și prevenind astfel eventualele pagube materiale în cazul în care în dreptul brațului se află un autovehicul.Este o barieră rapidă și eficientă deoarece pentru că o cursă inchis/deschis a brațului să se efectueze,nu este necesar ca cea dinainte să se incheie complet.

Stații de plată automată.

-Stația de plată automată este concepută pentru a fi cu ușurința adaptată aplicațiilor personalizate,permițând efectuarea plății cu bancnote,monezi,card debit/credit, într-un mod simplu și rapid. Prevazută cu un display color TFT,permite utilizatorului efectuarea operațiuniilor într-un mod intuitiv și interactiv.Ca răspuns la necesitatea reducerii costurilor de întreținere și asistență tehnica stația automată de plată este prevazută cu 4 rezervoare de capacitate mare conectate la sistemul de reciclare monezi.Alte 2 rezervoare pot fi atașate în cazuri speciale;

-Stația de plată automată este creată ca un echipament fiabil și garantează operare optimă a sistemului cu costuri de mentenanță minime.In cazul în care conexiunea cu unitatea centrala s-a întrerupt,poate funcționa într-un mod autonom”serviciu clienți”

Stația de plată asistată.

-Casa de marcat și gestiune este un sistem conceput pe modele hardware și software instalate într-o arhitectură PC ce poate fi configurat sa funcițoneze în conformitate cu nevoile operatorului și timpul de operare și fluxul parcarii.

-Interfața este intuitivă și prietenoasă,oferind posibilitatea operatorului să realizeze confortabil operațiunile de încasare și supervizare și să obțină instantaneu informații în vederea realizării rapoartelor având controlul total asupra datelor contabile.

-Sistemul poate fi utilizat de către mai mulți utilizatori cu drepturi de acces diferite,protejând astfel anumite informații.De asemenea,include capabilitați de management la distanță și gestionare unui numar de până la 5000 de abonați cu tarife diferite.

Sisteme de gestionare a locurilor de parcare.

-Sistemul permite utilizare ratională,optimă a locurilor de parcare.Cu ajutorul senzorilor cu lampă semnalizatoare, utilizatorii sunt ghidați spre locurile disponibile,evitându-se astfel blocajele și pierderea de timp.

-Sistemul este destinat parcărilor subterane,supraetajate,construite. Informațiile referitoare la numarul locurilor de parcare disponibile sau ocupate sunt afișate pe indicatoarele plasate la intrarea principală sau fiecarui nivel ghidajul vizual în parcare se face cu ajutorul senzorilor instalați deasupra fiecarui loc de parcare.Lumina verde indică disponibilitatea locurilor de parcare,lumina roșie indică indisponibilitatea locurilor de parcare iar lumina intermitentă indică disponibilitate acestora pentru abonați sau VIP.

Toate aceste elemente sunt conectate la sistemul central de parking management printr-un soft interactiv și performant care reușește sa transmită informații în timp real cu privirea la starea locurilor de parcare.

Indicatoare de parcare.

-Ca elemente complementare ale unui sistem de parcare cu plată automată,indicatoarele de parcare au rolul de a oferi informații privitoare la numarul total sau numarul liber al locurilor din parcare,precum și de a ghida traficul în parcare. Programate și corelate cu softul de management al parcarii,acestea pot fi de diferite dimensiuni,cu doi sau trei digiți.

IV.3 Parcarea contorizată-partea practică

IV.3.1 Schema electrică :

Fig.48

IV.3.2 Explicații partea practică

În parcarea contorizată, se pot regăsi informații cu privire la partea practică. Aceasta constă în realizarea unei machete ce constituie o parcare contorizată. La intrare am atașat un display care indică numărul total de locuri disponibile și led-uri de semnalizare: verde pentru locuri libere și roșu pentru locuri inexistente.Fiecare loc de parcare deține un senzor magnetic,iar în momentul sosirii unui vehicul pe acest loc,numărul locurilor disponibile se va diminua. În momentul în care toate locurile sunt ocupate,bariera de la intrare se va închide automat,astfel nu se pot produce blocaje de trafic în interiorul parcării.

Dacă un loc de parcare se va elibera,atunci bariera se ridică automat .

Schema electrică este compusă din partea de acționare electrică a motorului de curent continuu care acționează ridicând și coborând bariera.Motorul este comandat de procesor prin porturile PB3 și PB4 prin intermediul circuitului integrat de tip 74HC14 Hex inverting Schimtt Trigeer.Pe unul din porturi comandă deschiderea barierei,respectiv de pe al doilea port închiderea ei.

Senzorii montați în parcare vor detecta autovehiculul când intra pe locul de parcare și în acel moment comută tranzistorul senzorului respectiv legat mai departe la procesor.

Rezistențele montate în emițatoarele tranzistoarelor au rol de polarizare și asigură pinctul static de funcționare.

Tranzistorele aferente senzorilor de parcare sunt legate la microprocesor prin porturile PA0,PA1,PA2,PA3,PB6,PB7.

Porturile PA,PB SI PD sunt porturi bidirecționale de intrare-ieșire pe 8 biți.In funcție de numarul de locuri de parcare ocupate,procesorul accesează la ieșire,prin intermediul porturilor PD0 LA PD6 un dispozitiv de afișaj BCD7 segmente,indicând în acest fel numarul de locuri ocupate sau numarul de locuri libere în funcție de modul în care este programat procesorul.

Afișajul led cu 7 segmente este folosit pentru afișarea locurilor disponibile în parcare.

Pentru conectarea acestui modul nu este necesară conectarea atât a anodului cât și a catodului fiecărei diode LED pentru a folosi câți mai puțini pini ai PIC-ului.De regulă, segmentele de led-uri sunt construite cu anodurile sau catodurile comune.

-Pentru a aprinde un led este suficient un curent de 2mA,asta înseamna că pentru un afișaj de 7 segmente este necesar minim 14mA.Intrucât, în general,PIC-urile dau un curent de până la 25mA și să absoarbă acelaș curent,suficient cât să putem aprinde un afișaj cu 7 segmente în oricare din cele două conexiuni.Daca avem un singur afișaj,atunci pinul de selecție se leaga direct la masă pentru catod comun sau la plus pentru anod comun,astfel încât acesta este mereu selectat.

IV.4 Fototranzistorul

La fel ca diodele, toți tranzistorii sunt sensibili la radiație luminoasă. Fototranzistorii sunt făcuți special pentru a profita de acest avantaj. Cea mai comună variantă este tranzistorul bipolar NPN cu bază expusă. Aici, lumina incidentă bazei înlocuiește ceea ce în mod normal ar fi fost curentul aplicat bazei, deci un fototranzistor amplifică variațiile de lumină incidentă. Fototranzistorii pot avea sau nu o bază conducătoare (daca au bază, prin aceasta se reglează sensibilitatea la lumină).

Fig 55- Fototranzistori

Fototranzistorii (Fig.55) sunt exemple de fotodiode-amplificator combinații integrate într-un singur fragment de silicon. Aceasta combinație este folosită pentru a înfrânge marele defect al fotodiodelor: transferul uniform.

Multe aplicații necesită un semnal mai puternic de la fotodetector decât cel generat de fotodiodă. În timp ce semnalul fotodiodei poate fi amplificat prin utilizarea unui amplificator operațional extern sau al altor circuite, această abordare nu este de obicei îndeajuns de practicată sau de costisitoare în raport cu utilizarea unor fototranzistori. Fototranzistorul poate fi văzut ca o fotodiodă a cărei fotocurent de ieșire este transmis bazei unui tranzistor de mică putere. Cât timp nu cerem operația de fotodetecție, o conexiune a bazei este folosită în unele cazuri pentru a deschide joncțiunea sau pentru a calibra fotodetecția.

Caracteristici:

– Costuri scăzute pentru fotodetector în apropiere de infraroșu;

– Disponibil în mare varietate de modele inclusiv acoperite cu rășină epoxidică, modelate prin transfer, turnate, ermetice și sub formă integrată;

– Utilizabil cu aproape orice sursă vizibilă sau în infraroșu cum este DLI (dioda luminescentă în infraroșu), neoanele, tuburi flourescente, lămpi cu incandescență, lasere, surse de scânteie, lumina soarelui etc.

– Are aceleași caracteristici generale electrice ca tranzistorii de semnal similari.

.

CONCLUZII

Sistemele de achiziție pentru monitorizarea traficului rutier prezentate în această lucrare folosesc tehnologii IT și de telecomunicații moderne, de ultimă oră pentru a eficientiza managementul traficului în zone urbane și pentru a monitoriza starea drumurilor în general și în zone greu accesibile .Aceste aplicații aduc un aport important în eficientizarea activităților de întreținere a drumurilor, siguranță rutieră și management al traficului.

Sistemele pentru monitorizare traficului rutier contribuie la reducerea numărului de accidente,a severității accidentelor și ai timpului consumat pentru serviciile de urgență ,de asemenea aceste sisteme duc la reducerea nivelului de poluare și implicit la un confort sporit atât pentru conducători auto cât și pentru călătorii din mijloacele de transport în comun și îmbunătățesc considerabil siguranța circulației.

– Principalele beneficii ale sistemelor pentru monitorizarea traficului sunt :

Reducere accidentelor;

Sprijinirea deblocării congestionării;

Salvarea de vieții umane;

Siguranța;

Productivitatea;

Diminuarea duratei călătoriei și a planificării acesteia.

Cel mai mare bebeficiu, este fară îndoială, creșterea siguranței vehiculelor și a drumului.Progresele la nivelul tehnologiei au determinat o reducere a numărului total de evenimente rutiere pe plan mondial.

Un alt beneficiu major este acela că permite realizarea unei supravegheri eficace a zonelor de interes pentru creșterea siguranței persoanei și asigurarea supravegherii pietonale, monitorizarea traficului rutier în intersecțiile importante, gestionarea unor situații de criză cu posibilitatea intervenției operative, prevenirea și depistarea precoce a unor acte teroriste, respectiv a unor activități infracționale ce se desfășoară în stradă.Multe sisteme sunt orientate spre reducerea accidentelor și se referă la managementul vitezei(atenționării, anunțarea conducătorului,control),monitorizarea conducătorului și a vehiculului.

Pietonii sunt la randul lor mai feriți de accidente,deoarece sunt informați mai bine despre starea traficului,iar semafoarele dispun de cronometru,acesta fiind un factor destul de important pentru participanții la trafic. Sistemele inteligente,precum buclele inductive sau senzorii montați în carosabil au deasemenea un rol în supravegherea și siguranța circulației.

Asa cum am descris  în acest proiect,sistemele de control ale traficului (bucle,imagini,unde supersonice dar și senzorii de înaltă frecvență) promit un sistem de informații din trafic inteligent.Cu toate acestea,traficul rutier crește odată cu trecerea anilor,iar noi, încercăm să descoperim și să creăm noi metode de a proteja și de a decongestiona traficul.

BIBLIOGRAFIE

1. Gabriel Radulescu,”Elemente de arhitectura a sistemelor de calcul.Programare în limbaj de asamblare”,Editura MATRIX ROM Bucuresti 2007;

2.Lucian Ciobanu „Senzori și traductoare „ Editura MATRIX ROM 2006;

3. Garner, Joseph E., Clyde E. Lee, and Liren Huang.

“Infrared Sensors for Counting, Classifying and Weighing Vehicles”;

4. Cristian Bucur ,, Sisteme de procesare a imaginilor și datelor”;

5. McCall, William and Walt Vodrazka,

States’ Successful Practices Weigh-In-Motion Handbook”;

6.Bucur Cristian ,, Circuite electronice”, Ed. Universității „Petrol-Gaze”, Ploiești 2005;

7.Adrian Moise ,, Rețele neuronale pentru recunoașterea formelor”, Editura MATRIX 2005;

8. Indrumar pentru electroniști de C. Constantinescu, editura Tehnica Bucuresti 1986 ;

9. Prof.dr.ing. Badescu Iulian – Microcontrolere – note de curs;

10. SWARCO Traffic – Documentație practică 2011;

11. Dinu Octavian,,Circuite integrate digitale”,Editura Universitatii ,,Petrol-Gaze” Ploiesti 2007;

12.Adrian Moise,”Vedere artificială și recunoașterea formelor”,note de curs;

13. Bucur Cristian ,, Dispozitive electronice”, Ed. Universității „Petrol-Gaze”, Ploiești 2005;

14. http://www.alldatasheet.com/;

15. www.facultateHYPERLINK "http://www.facultate.regielive.ro/".HYPERLINK "http://www.facultate.regielive.ro/"regielive.ro;

16. http://www.futurlec.com/Atmel/ATMEGA8L.shtml;

17. http://www.avrbeginners.net/.

ANEXA 1.

IV.6 MICROCONTROLLER-UL ATMega8

ATmega8 este un microcontroller CMOS low-power pe 8 biți, bazat pe arhitectura AVR RISC. Prin executarea unor instrucțiuni puternice într-un singur moment de tact, ATmega8 ajunge la performanța de 1 MIPS pe MHz permițându-i desingnerului de sistem să optimizeze consumul de putere contra vitezei de procesare.

IV.6.1 Caracteristici :

ATmega8 are următoarele caracteristici :

– microcontroller low-power pe 8 biți, bazat pe arhitectura AVR RISC;

– 8K biți de Flash Programmable In-System cu capacitate citire în timpul scrierii.Este folosită pentru memorarea unui program scris. Pentru că memoria ce este făcută în tehnologia FLASH poate fi programată și ștearsă mai mult decât odată,aceasta face microcontrolerul potrivit pentru dezvoltarea de componentă;

– 512 biti de EEPROM-memorie de date ce trebuie să fie salvate când nu mai este alimentare.Este în mod uzual folosită pentru înmagazinarea de date importante ce nu trebuie pierdute dacă sursa de alimentare se întrerupe dintr-o dată;

-1K bit de SRAM-memorie de date folosită de un program în timpul executării sale.În SRAM sunt înmagazinate toate rezultatele intermediare sau datele temporare ce nu sunt cruciale la întreruperea sursei de alimentare;

– 32 de registri cu scop general;

– 23 de linii generale I/O grupate în 3 porturi. PORTUL B , PORTUL C și portul D care sunt conexiuni fizice între microcontroller și lumea de afară;

– 2 Cronometre/Numaratoare pe 8 biți flexibile cu moduri de comparare întreruperi interne și externe;

– Cronometru/numărător pe 16 biți cu moduri comparare ,moduri capatare

întreruperi interne și externe;

– Cronometru timp real cu oscilator separat;

– 3 Canale PWM;

– 6 Canale ADC cu acuratețe de 10 biți;

Figura 49-Microcontrollerul ATmega8

– USART serial-programabil;

– Interfata Serială, AdC cu 6 canale ( 8 canale in TQFP si pachete MLF ) cu acuratețe de 10 biti;

– Cronometru de supraveghere cu oscilator intern, un port serial SPI și 5 moduri software de economisire de putere;

– Dispozitivul este fabricat folosind tehnologia de memorie volatile cu densitate mare Atmel. Memoria flash poate fi reprogramată folosind o interfată serială SPI ,printr-un program de memorie convențional nonvolatil;

IV.6.2 Oscilatorul

ATmega8 are încorporat un oscilator intern, la care se conectează un rezonator ceramic modul de conectare este prezentat în figura de mai jos.

Valoarea condensatoarelor ce se conectează la masă se alege în funcție de frecvența quarțului (uzual 33-100pF). Pentru a fi utilizată la comanda altor blocuri electronice din sistem ieșirea oscilatorului intern XTAL2 poate fi încărcată cu maxim o sarcină HC.

Deasemenea, microcontrolerele pot avea ca semnal de ceas și un semnal extern aplicat la intrarea XTAL1 .

Fig 52-Oscilatorul Fig53-folosire semnal extern de ceas

IV.6.3 Interfața USART

Microcontrolerul ATmega8 are implementată în structura internă o interfață

serială asincronă de tip USART.

Transmisia pentru această interfață se face cu următoarele caracteristici:

– transmisie pe 8 sau 9 biți;

– filtrarea zgomotului, detector de suprarecepție;

– bit de start fals sau lipsa bit de stop;

– generator pentru viteza de transmisie;

– 3 surse de întreruperi;

Transmisia se realizează prin scrierea în registrul de date UDR a datei ce trebuie transmisă. În funcție de setările interfeței seriale USART datele se vor transmite cu anumite caracteristici.Pentru transmisia de date exista 2 surse de întreruperi și anume întreruperea pentru registrul de transmisie gol și întreruperea pentru transmisie de date terminată.Pentru recepție avem o singură sursă de întrerupere și anume cea de recepție caracter. Recepția se face cu aceleași caracteristici ca și transmisia.

IV.6.4 Descrierea pinilor

Portul B-este un port de ieșire bidirectional pe 8 biți cu rezistoare interne,selectate pentru fiecare bit.

Port C(PC5…PC0) -este un port bidirecțional I/O pe 7 biți cu rezistoare interne selectate pentru fiecare bit. Ieșirea portului C are caracteristici simetrice .

PC6/RESET

Dacă conținutul RSTDISBL este programat, PC6 este folosit ca pin de I/O.

Caracteristicile electrice ale portului PC6 diferă de cele ale altor pini ai portului C.

Portul D-este un port de I/O bidirecțional pe 8 biți cu rezistoare interne selectate pentru fiecare bit. Dacă conținutul RSTDISBL-ului este neprogaramat, PC6 este folosit ca o resetare a ieșirilor. Un nivel scăzut pe acest pin pentru o lungime minimă de puls va genera o resetare, chiar dacă ceasul nu este funcțional.Pulsuri mai mici nu garantează o resetare.

IV.6.5 Clock-ul /ciclul instrucțiune

Clock-ul sau ceasul este starter-ul principal al microcontrolerului, și este obținut dintr-o componentă de memorie externă numită "oscilator". Dacă ar fi să comparăm un microcontroler cu un ceas de timp, "clock-ul" nostru ar fi un ticăit pe care l-am auzi de la ceasul de timp. În acest caz, oscilatorul ar putea fi comparat cu arcul ce este răsucit astfel că ceasul de timp să meargă. De asemenea, forța folosită pentru a întoarce ceasul poate fi comparată cu o sursă electrică.

IV.6.6 Aplicații

Atmega8-16PI se potrivește perfect în multe folosințe, de la industriile auto și aplicațiile de control casnice la instrumentele industriale, senzori la distanță, mânere electrice de uși și dispozitivele de securitate. Este de asemenea ideal pentru cardurile smart ca și pentru aparatele alimentate de baterie din cauza consumului lui mic.

Memoria EEPROM face mai ușoară aplicarea microcontrolerelor la aparate unde se cere memorarea permanentă a diferitor parametri (coduri pentru transmițătoare,viteza motorului, frecvențele receptorului, etc.). Costul scăzut, consumul scăzut,mânuirea ușoară și flexibilitatea fac Atmega8-16PI aplicabil chiar și în domenii unde microcontrolerele nu au fost prevăzute înainte (exemple: funcții de timer, înlocuirea interfeței în sistemele mari, aplicațiile coprocesor, etc.).

Programabilitatea sistemului acestui cip (împreună cu folosirea a doar doi pini în transferul de date) face posibilă flexibilitatea produsului, după ce asamblarea și testarea au fost terminate. Această capabilitate poate fi folosită pentru a crea producție pe linie de asamblare, de a înmagazina date de calibrare disponibile doar după testarea finală, sau poate fi folosit pentru a îmbunătăți programele la produsele finite.

IV.6.7 Sistemul de ceas

Orice microcontroler este caracterizat cel puțin de existența circuitelor electronice aferente oscilatorului care generează ceasul de sistem. Astfel este posibilă implementarea simplă a oscilatorului doar prin adăugarea, în exterior, a unui rezonator extern (cuarț sau piezoceramica) pentru stabilizarea frecvenței și eventual a unor capacitori. Dacă stabilitatea și precizia frecvenței nu este o cerință importantă, la anumite microcontrolere se poate utiliza doar un circuit RC extern sau există un circuit RC intern, care determină frecvența de oscilație. Există microcontrolere la care configurația oscilatorului este programabilă prin intermediul unor „fuzibile” FLASH (se programează similar memoriei de program): rezonator extern și tipul acestuia, varianta RC intern sau extern, gama de frecventă, etc..

IV.6.8 Limbaje de programare

Limbajul mașină (instrucțiunile mașină) este singura formă de reprezentare a informației pe care un microcontroler o "înțelege".Un program în limbaj de asamblare este rapid și compact.

Limbajul de asamblare este primul care trebuie învățat, chiar sumar, atunci când dorim să proiectăm o aplicație hard/soft cu un anume microcontroler (familie), el permițând înțelegerea arhitecturii acestuia și utilizarea ei eficientă.

Rezumat

Aglomerația din trafic reprezinată una dintre cele mai arzătoare probleme ale autorităților din țara noastră.Intensificarea traficului rutier a determinat dezvoltarea unor sisteme de control și monitorizare care să asigure utilizarea eficientă a spațiului limitat,afectat circulației, în condiții de siguranță crescută și de reducere a poluării.In proiect se expun concepte și metode utilizate în prezent în sistemele de control rutier și modul de abordare a proiectelor de semnalizare luminoasa

Lucrarea de față prezintă aplicații de gestiune a traficului și monitorizare drumurilor folosind sisteme de IT și de telecomunicații mobile.

În capitolul I, sunt prezentate programele utilizate la monitorizarea traficului.Acestea ajută la decongestionarea traficului din intersecții.

În capitolul al II-lea, sunt descriși senzorii ce ajută la controlul inteligent al traficului. Cu ajutorul acestora,se pot obține numeroase informații privitoare la starea circulației și nu în ultimul rand,senzorii previn numeroasele accidente ce apar din neatenția participanților la trafic. Sunt prezentate de asemenea noile tehnologi radar de care dispune Poliția Română.Aceasta se bazează pe undele laser.Sunt foarte ușor de folosit și au aspect de pistol.Un avantaj pentru poliție este acela că sunt nedetectabile.

În cel de-al III-lea capitol,sunt descrise sisteme de monitorizare și informarea traficului. Cu ajutorul acestei tehnologii,conducatorii vehiculelor pot avea informații referitoare la starea vremii,la viteza cu care circulă,distanța la care se află față de urmatorul blocaj de trafic,informații despre starea drumului sau eventualele zone cu radar și multe alte atenționari.

În ultimul capitol, se pot regăsi informații cu privire la partea practică. Aceasta constă în realizarea unei machete ce constituie o parcare contorizată. La intrare am atasat un display care indică numărul total de locuri disponibile și led-uri de semnalizare: verde pentru locuri libere și roșu pentru locuri inexistente.Fiecare loc de parcare deține un senzor magnetic,iar în momentul sosirii unui vehicul pe acest loc,numărul locurilor disponibile se va diminua. În momentul în care toate locurile sunt ocupate,bariera de la intrare se va închide automat,astfel nu se pot produce blocaje de trafic în interiorul parcării.

Dacă un loc de parcare se va elibera,atunci bariera se ridică automat.

Summary

Traffic congestion is one of the most ardent problems our country authorities deal with. The growth of traffic has led to the development of monitoring and control systems to ensure efficient use of the limited space, which is traffic affected, in terms of increased safety and reduced pollution .In this project are debated concepts and methods which are used in present days for traffic controlling systems, as well as the approach method for light signaling projects.

In the first chapter there are presented the programs used for traffic monitoring. They help reduce the traffic overcrowding in intersections.

In the second chapter there are described the sensors which lead to an intelligent traffic control. With their help, you can obtain a great deal of information regarding the status of movement and last but not least, these sensors can prevent many car crashes arising from careless road users. There is also presented the new radar technology which Romanian Police Department presently uses. This is based on laser waves. They are easy to use and have the appearance of a gun. Regarding the Police Department’s perspective, this presents an advantage due to the fact that they are undetectable by the others.

In the third chapter there are described the traffic monitoring and information systems. With the help of this technology, the drivers of the vehicles can have access to pieces of information like weather report, the speed they drive, the distance to the next traffic jam, road conditions or any areas with radar system nearby and many other warnings.

In the last chapter, you can retrieve information about the practice part of the project. This consists in carrying out a lay out or a model which represents a metered parking lot. At the entrance we attached a display which shows the total number of available seats, and the signalizing LEDs as well: they are green lighted for free seats or red lighted for occupied seats. Every parking seat has a magnetic sensor and in the moment when a vehicle arrives in that particular spot, the number of available seats will diminish. When all the seats are taken, the entrance barrier will close automatically so there wouldn’t be traffic congestion inside the parking lot.

If a parking spot will be cleared, then the barrier will lift automatically.