2. detectori de trafic

7/25/2019 2. Detectori de Trafic

1/10

- 1-

DETECIA VEHICULELOR

Detectori de trafic Generaliti

Detecia vehiculelor are o importan deosebit n cadrul sistemelor de reglare a traficului,deoarece furnizeazinformaia de baznecesarpentru configurarea sistemului de semnalizare rutier.Informaia poate fi obinutstatic, n sensul culegerii datelor de trafic pe o anumitperioadi apoiincluderea acestora n calculele necesare pentru determinarea timpilor de semaforizare. Datele sunt, deobicei, culese pe parcursul unei perioade de cel puin o sptmn, 24h/zi, pentru a putea obineplanuri de semaforizare care sgestioneze ct mai bine fluxurile de vehicule din diferite perioade alezilei.

Informaia obinutdinamic, reflectnd n orice moment numrul de vehicule care utilizeazreeaua rutier, este utilizat n cadrul sistemelor adaptive de management al traficului, n caresemaforizarea nu se mai bazeazpe valori prestabilite, ci timpii de semaforizare se modificcontinuu

n funcie de volumele reale de trafic nregistrate.Detecia vehiculelor i a condiiilor de trafic se poate realiza prin dispozitive plasate pe

suprafaa drumului, n pavaj sau sub pavaj, sau montate n lungul drumului.

Senzori pe suprafaa drumului

Existmai multe tipuri de dispozitive care pot fi amplasate pe suprafaa drumului, pentru a fiutilizate n detectarea vehiculelor, printre care: plcile cu bucl, plcile de presiune i magnetometrele.

Plcile cu buclsunt similare buclelelor inductive convenionale prezentate mai jos,genernd un cmp electromagnetic, care este perturbat la trecerea unui vehicul. Diferena dintre celedoutipuri de senzori este aceea cplcile cu buclnu sunt ncastrate n pavaj.

Plcile de presiune detecteaz vehiculele pe baza altui principiu. La trecerea roilorpeste ele se produce un contact electric Acest dispozitiv se limiteaz la detectarea osiilor, nu avehiculelor, i n consecin nu poate fi folosit pentru msurarea unei mari pri a parametrilor detrafic. O aplicaie uzual pentru acest tip de senzor este reprezentat de cntrirea din mers aautovehiculelor. Pe msurce vehiculele trec peste aceste plci (a se vedea figura urmtoare) sistemulde msurare nregistreaz efortul msurat de mrci tensometrice i calculeaz sarcina dinamic.Sarcina staticeste estimatdin aceasta utilizndu-se parametrii de calibrare (viteza vehiculului, tipulde pavaj, dinamica suspensiilor etc.).

Plci de presiune

Magnetometrele msoar modificarea cmpului magnetic al Pmntului, la trecereaunui vehicul.


2/10

- 2-

Senzori n pavaj

Exemple de dispozitive ncastrate n pavaj, utilizate pentru detectarea vehiculelor sunt: buclemagnetice inductive, sonde magnetice, cabluri senzitive. Fiind ncastrate n pavaj, acest tip dedispozitive prezinto serie de dezavantaje, cum ar fi: blocarea traficului pentru lucrrile de montare i

ntreinere, posibile probleme n funcionare n momentul deteriorrii pavajului.

Buclele magnetice inductive reprezint tipul de detector cel mai des utilizat. Elegenereaz un cmp electromagnetic, care este perturbat la trecerea vehiculelor a cror prezen odetecteazn acest mod. Forma i mrimea acestora diferde la caz la caz, dimensiunea uzualfiindde 1x1,5m. Componentele principale ale detectoarelor de tip buclinductivsunt una sau mai multespire dintr-un conductor izolat amplasat ntr-un loca din drum, un cablu de alimentare care facelegtura cu o cutie de jonciune situatpe marginea drumului, un dulap de echipamente si unitateaelectronicdin interior care este conectatla sursa de alimentare.

Cu ajutorul buclelor inductive se realizeazdetecia trecerii vehiculelor, a prezenei acestora,numrrii sau determinrii gabaritului. Determinarea vitezei unui vehicul se poate realiza cu ajutorulunei perechi de bucle situate la o anumit distan, cunoscut, n acelasi ax al drumului sau cu osingur bucl inductiv care utilizeaz un algoritm de msurare care ine cont de lungimea buclei,lungimea medie a vehiculului, timpul de staionare n zona activ a detectorului i numrul devehicule numrate. Noile versiuni de detectoare bucl suport i clasificarea vehiculelor, prinutilizarea unor frecvene superioare de lucru.

Pentru monitorizarea ntregii direcii de circulaie (a tuturor benzilor), se poate utiliza unmontaj cum este cel prezentat n figura de mai jos.

Sistem de monitorizare a unei artere rutiere pe baza buclelor inductive

Dispunerea buclelor inductive n carosabil


3/10

- 3-

Bucla este excitat cu semnale care au frecvena ntre 10kHz i 50 kHz i funcioneaz caelement inductiv cuplat cu o unitate electronic. Atunci cnd un vehicul trece sau oprete deasupradetectorului, inductana scade. Scderea inductanei duce la o cretere a frecvenei oscilatorului, faptsesizat de unitatea electronic ce trimite un impuls controlerului, indicnd prezena unui vehicul.Inductanele uzuale sunt cuprinse ntre 20 i 200 H.

Fluxul magnetic generat este uniform de-a lungul buclei, cu excepia poriunilor din capete.Intensitatea cmpului magnetic generat este:

l

NIH=

unde: H = intensitatea cmpului magnetic [A/m]N = numrul de spireI = intensitatea curentului electric (A)l = lungimea conductorului [m].

Deoarece cmpul magnetic generat este uniform, fluxul magnetic este:BA=

unde: = fluxul magnetic [Wb]B = densitatea de flux magnetic [T]A = aria seciunii buclei [m2]

Fluxul magnetic depinde de permeabilitatea magnetic, astfel:HB r0=

unde: 0= 4 10-7[H/m]

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

Inductana buclei este:

l

AN

I

HAN

I

NBA

I

NL rr

200 ===

=

Cei mai importani parametri care rezultdin informaiile furnizate de buclele inductive sunt:

Volumul:Q=N/T,

unde: Q = numrul de vehicule/orcare sunt detectateN = numrul de vehicule detectate n perioada de timp, TT = perioada de timp, n ore

Gradul de ocupare:

=

=N

i

i DtT 1

)(100

unde: = gradul de ocupare, n %T = perioada de timp, n oreti= perioada totala impulsului detectoruluiD = perioada pantei descendente - perioada pantei ascendente

Viteza:

)(280,5106,3

01

6

tt

dV

=


4/10

- 4-

unde:V = viteza vehiculului, n km/h- n cazul determinrii cu un singur detector:

d = lungimea medie a vehiculelor + lungimea detectorului, n metrit0= momentul declanrii deteciei, n mst1= momentul terminrii deteciei, n ms

- n cazul determinrii cu doi detectori:d = distana dintre detectorit0= momentul declanrii detectorului din amonte, n mst1= momentul declanrii detectorului din aval, n ms

Pe baza formulei anterioare se poate determina lungimea exacta vehiculului:

( ) ( )[ ]

+

=

620211011 106,3

280,5

2

1 VttttLv

unde: V = viteza stabilitanteriorti0= momentul nceperii deteciei pentru detectorul i, n msti1= momentul terminrii deteciei pentru detectorul i, n ms

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

QCV =

unde: C = coeficient de calibrare, determinat experimental.

Densitatea de vehicule:

=

=

N

i iVTK

111

unde: K = densitatea de vehiculeN = numrul de vehicule detectate n perioada de timp, TT = perioada de timp, n oreVi= viteza vehiculului detectat i

)()(

)(*

impulsuluinceperiiMomentulimpulsuluifinaluluiMomentul

bucleilungimearvehiculeloLungimeaKViteza

+=

Detecia vitezei cu o singurbuclinductiv


5/10

- 5-

12

)()(*

DetectorDetector

impulsuluinceperiiMomentulimpulsuluinceperiiMomentul

DKViteza

=

Detecia vitezei cu doubucle inductive

Senzorii magneticisunt detectori pasivi, care detecteazobiecte metalice care perturbcmpul magnetic terestru. n figura urmtoare este evideniat modul n care un dipol magnetic al unuivehicul care intrn cmpul de detecie al magnetometrului produce o anomalie magnetic.

Influena vehiculelor asupra cmpului magnetic terestru

Variaia semnalului de ieire al senzorului la detectarea prezenei unui vehicul

Pentru msurarea traficului rutier sunt utilizate dou tipuri de senzori magnetici. Primul tip,magnetometrul cu dou fluxuri, detecteaz schimbrile componentelor orizontale i verticale alecmpului magnetic terestru produse de vehiculele rutiere. Acest magnetometru are o nfurare


6/10

- 6-

primar i dou secundare realizate n jurul unui miez cu permeabilitate magnetic mare. Laperturbarea cmpului magnetic, circuitele electronice asociate msoartensiunea de ieire generatde

nfurrile secundare. Pentru a fi considerat prezena unui vehicul, aceast tensiune trebuie sdepeasc un prag minim. Dup detectarea vehiculului, indicaia de prezen este meninut pncnd vehiculul prsete zona de detecie.

Variaia liniilor de cmp la naintarea unui vehicul

Al doilea tip de senzor este magnetometrul de inducie. Acesta detecteazmodificrile produse

de un vehicul n micare n liniile de flux magnetic. i n cazul acestui detector, se produce o tensiunede ieire care indictrecerea unui vehicul. Deoarece principiul este de detecie a variaiilor liniilor decmp magnetic, acest magnetometru nu poate indica prezena vehiculelor staionate.

Senzorii pneumaticise bazeazpe emiterea unui impuls de presiune a aerului dintr-untub care nchide un contact, transmind astfel un semnal electric ctre un numrtor sau software deanaliz. Acest senzor este portabil, utiliznd acumulatori cu acid, gel sau alte tipuri de bateriirencrcabile ca sursde tensiune.

Tuburile sunt amplasate perpendicular pe drum, n general fiind utilizate pentru msurri descurtduratreferitoare la: numrul vehiculelor, categoria acestora sau distana dintre ele, ntrziereaprovocat de oprirea la semafor, rata de saturaie a fluxului de vehicule (n funcie de modelul de

senzor utilizat).


7/10

- 7-

Diverse modaliti de amplasare pentru senzorii pneumatici

Cablurile senzitive: la trecerea vehiculelor peste un cablu senzitiv, roile produccomprimarea cablului piezoelectric, care genereazn acel moment un semnal electric. Nu pot msuraunii parametri de trafic, limitndu-se la detectarea osiilor.

Senzori montai n lungul drumului

Detecia prin senzori montai n pavaj este cea mai folosittehnologie din prezent datorit nprincipal costurilor reduse ale dispozitivelor utilizate. Totui, alte tipuri de dispozitive, montate nlungul drumului, ncep s-i facapariia i socupe o pondere tot mai mare. Exemple de astfel detehnologii sunt: detectorii radar, laser, ultrasonici, video, sisteme pentru identificarea automat avehiculelor. Senzorii montai n lungul drumului sunt plasai de obicei pe structuri suspendate deasupradramului sau pe lateralul acestuia, i, n consecin, lucrrile de instalare i ntreinere a lor nu ridicprobleme mari pentru trafic.

Senzorii radar Doppler realizeazmsurtori foarte precise ale vitezei de deplasare ipot face diferena ntre vehiculele care se apropie i cele care se deprteaz de senzor. Principaluldezavantaj al acestei tehnologii l reprezintfaptul cnu pot sesiza prezena unui vehicul staionar i,

n consecin, nu pot oferi informaii referitoare la densitatea traficului. Cu toate acestea, multeautoriti rutiere folosesc aceti senzori atunci cnd colectarea datelor legate de vitezeste prioritar,cum ar fi n cazul monitorizrii traficului n timp real. Tehnologia radar Doppler este robust i drezultate bune n orice condiii de mediu.

Radarul cu microunde de detectare a prezenei folosete unde continue modulate nfrecvenpentru detectarea volumului, prezenei i calcularea vitezei. Spre deosebire de senzorii curadar cu microunde Doppler, radarul cu unde modulate n frecven poate fi montat n lateraluldrumului. Avantajele radarelor de acest tip sunt uurina instalrii i integrrii n sistemele existente,precizia deosebiti costul redus.

Un avantaj al sistemului cu detecie laser este faptul c utilizeaz un fascicul foartengust ceea ce ermite poziionarea spaiala vehiculului pe drum i determinarea formei vehiculului,


8/10

- 8-

cu o precizie de 10cm. Tehnologiile care se bazeazpe senzori cu fascicul laser ofero mare precizie,care depinde ns de nlimea la care este plasat senzorul i de poziia lui. deasupra drumului. Undezavantaj l reprezintnecesitatea obinerii unui raport semnal/zgomot mare, indiferent de condiiilemeteo, pentru a se putea procesa corect unda reflectatdin vehiculul int. Senzorii cu laser pot obinedate despre viteza de circulaie pe band, volumul traficului i gradul de ocupare a drumului, pot operacu baterii sau panouri solare i pot folosi o legturradio de spectru larg pentru transmiterea datelor

despre trafic de la locul unde sunt amplasate, la un centru de colectare i transmisie a datelor de traficaflat la distan.

Detecia LASER

Senzorul ultrasonic emite i recepioneaz o und acustic, ce este analizat pentrudeterminarea volumului vehiculelor. Un microprocesor local poate procesa datele pentru a determinaviteza vehiculului, gradul de ocupare al drumului i pentru a realiza o clasificare (limitat) avehiculelor. Rezultatele raportate indicfaptul csenzorii ultrasonici ofero precizie destul de bun.

Senzorii cu procesare a imaginii video utilizeaz banda luminii vizibile i o bandapropiat de lumina infraroie, pentru sesizarea mai multor parametri de trafic. n funcie deconfiguraia implementatde utilizatori. Senzorii cu procesare a imaginii video permit obinerea deinformaii de trafic pentru zone complexe, cu mai multe benzi. Totui, necesitatea de digitizare aimaginilor video i de folosire a unor rutine de recunoatere a modelului necesitutilizarea n teren aunei cantiti mari de energie. Un astfel de senzor poate oferi informaii referitoare la vitezi volumultraficului i. n plus. poate fi folosit pentru detectarea incidentelor i controlul semafoarelor Senzorii cuimagine video reprezinto tehnologie viitoare foarte promitoare pentru detectarea fluxului de trafic,datoritperformanelor din ce n ce mai bune, a flexibilitii ridicate, a caracteristicilor i a preurilortot mai mici.

Tehnologia de identificare automat a vehiculelor (AVI - Automatic VehicleIdentification), utilizat iniial pentru sistemele de platelectronice i pentru aplicaiile cu vehiculecomerciale, poate fi folositi pentru a oferi date despre timpul de cltorie pe drumuri secundare saupe autostrzi, date care sunt foarte utile pentru aplicaiile ATIS (Advanced Traveler InformationSystem). n plus, tehnologia AVI poate oferi informaii referitoare la volumul de trafic, dar aceastadepinde de nivelul de folosire al vehiculelor echipate cu antene AVI.

Televiziunea cu circuit nchis (CCTV - Closed-Circuit Television) este un elementesenial al supravegherii video pentru ITS. CCTV reprezintun sistem format din diverse echipamentedin industria securitii, printre care uniti camere CCTV/obiective, echipamente de control isistemul de comunicaii. Acesta din urmconecteazcamera TV la un centru de control.

Obiectivul principal al camerelor CCTV este sasigure supravegherea unor segmente de drumsau intersecii i srealizeze confirmarea vizuala incidentelor, dar pot fi folosite i pentru detectareaincidentelor. Un al doilea beneficiu l reprezint urmrirea condiiilor de mediu, inclusiv a


9/10

- 9-

precipitaiilor i a vizibilitii. CCTV ajut i n alte aplicaii, cum ar fi clasificarea vehiculelor sauaplicarea regulilor rutiere. Plasarea camerelor CCTV trebuie sse facstrategic, n funcie de o seriede factori, cum ar fi volumul traficului, numrul de coliziuni, geometria interseciei, obstacolelevizuale, costul comunicaiilor, al asigurrii alimentrii, uurina de montare i altele. PerformaneleCCTV pot fi afectate de viteza cu care i pot modifica unghiul de nclinare, direcia de vizibilitate ideschiderea.

Procesarea digital a semnalelor ofer mai multe avantaje fa de procesarea analogicconvenionala semnalelor. Printre aceste avantaje, se numr:

control sporit; uurina instalrii; conexiuni simplificate pentru comunicaii; capaciti sporite de modificare a deschiderii obiectivului; operare mai uoarla luminslab.

Sisteme de detecie a vehiculelor: avantaje i dezavantaje

Tehnologie Avantaje DezavantajeBuclinductiv

Design flexibil care permiteimplementarea unei varieti maride aplicaii Tehnologie ajuns lamaturitate, bine cunoscut Poate furniza parametrii debazai traficului (volum, prezen,gabarit, vitez, direcie i interval

ntre vehicule)

Se poate realiza i o clasificarea vehiculelor prin utilizarea unormodele care lucreaz la frecveneridicate Nu sunt influenate decondiiile de vreme (ploaie, cea,ninsoare)

Instalarea necesitefectuarea de lucrrin pavaj Instalarea necorespunztoare scadedurata de viaa pavajului Lucrrile de instalare i ntreinerenecesitnchiderea benzilor de circulaie Buclele de cablu sunt supuse diverselorsolicitri de trafic i temperatur De obicei este necesar instalarea maimultor detectori pentru monitorizarea uneizone Acurateea de detecie poate fi maisczut n cazul n care se doreteidentificarea unui numr mare de clase devehicule

Magnetometru(fluxmetru cudoupori)

Mai puin influenat de traficdect buclele inductive Unele modele permit transferul

datelor prin unde radio Nu sunt influenate decondiiile de vreme (ploaie, cea,ninsoare)

Instalarea necesitefectuarea de lucrrin pavaj Instalarea necorespunztoare scade

durata de viaa pavajului Lucrrile de instalare i ntreinerenecesitnchiderea benzilor de circulaie Unele modele au zone restrnse dedetecie

Magnetometru(magnetometrucu bobindeinducie)

Poate fi instalat n locurile carenu permit montarea de bucleinductive (poduri) Unele modele se pot monta frrealizarea de decupaje alepavajului

Mai puin influenat de traficdect buclele inductive

Instalarea necesit tierea pavajului saurealizarea unor tunele sub acesta Nu poate detecta vehiculele staionate


10/10

- 10-

Tehnologie Avantaje Dezavantaje Nu sunt influenate decondiiile de vreme (ploaie, cea,ninsoare)

Radar cumicrounde

Nu este influenat de condiiilemeteo

Permite msurarea direct avitezei Permite monitorizareasimultan a mai multor benzi decirculaie

Lobul de radiaie al antenei i forma deundtrebuie sfie adaptate aplicaiei

Senzorii Doppler nu permit detectareavehiculelor staionate

Radiaieinfraroie

Senzorii activi transmitfascicule multiple pentrudeterminarea cu acuratee apoziiei, vitezei i claseivehiculelor

Senzorii pasivi multizon suntutilizai pentru msurarea vitezei Se pot monitoriza mai multebenzi de circulaie

Operarea senzorilor activi este afectatde ceai zpadviscolit Senzorii pasivi pot avea o sensibilitateredusn condiii de ceasau ploaie

Ultrasunete Se pot monitoriza mai multebenzi de circulaie Pot detecta vehiculele caredepesc limita de nlime

Performanele pot fi afectate decondiiile de mediu, cum ar fi variaiile detemperatur sau turbulenele n aer. Unelemodele sunt prevzute cu compensare atemperaturii Perioade mari de repetare a impulsurilorpot influena negativ msurrile gradului de

ocupare a benzilor atunci cnd vehiculele sedeplaseazcu viteze moderate spre mariAcustic Detecie pasiv

Influenat negativ deprecipitaii Se pot monitoriza mai multebenzi de circulaie

Temperaturile sczute afecteazprecizia msurrilor Anumite modele nu sunt recomandatepentru zonele n care vehiculele se miccuvitezmicsau merg n coloan

Procesareaimaginilorvideo

Se pot monitoriza mai multebenzi de circulaie i mai multezone pe fiecare band Zonele de detecie pot fi uor

adugate sau modificate Exist o gam bogat deinformaii disponibile Se pot furniza date de pe ariiextinse n cazul n care camerelevideo sunt interconectate

Sensibilitate la orice variaii alecondiiilor de mediu, umbre ale vehiculelorpe benzile adiacente, tranziie zi-noapte,contrast vehicul/drum, picturi de ploaie,

cea, fulgi de zpadetc. Necesit montarea la o nlime de celpuin 15-21 m pentru detectare optim aprezenei i msurarea vitezei Unele modele pot fi afectate de vnturiputernice Costul este satisfctor doar dac suntutilizate mai multe zone de detecie ncmpul vizual al camerei

2. detectori de trafic

Documents