Sisteme inteligente de management al traficului rutier 1 Cuprins 2 Introducere 3 Sisteme de semaforizare 4 Sistemul clasic 4 Sistemul automatizat - smart 5 Sisteme Hardware 6 Comunicații 6 Senzori 8 Detector de tip buclă inductivă 8 Modul radar cu microunde 9 Infraroșu pasiv (PIR) 10 Infraroșu activ 11 Alte tipuri de senzori 12 Exemplu de implementare cu Arduino (ATmega2560) 14 Arhitectura Software 17 Logica utilizată în cazul de implementare cu Arduino 17 Algoritmi complecși 19 Concluzii 21 Referințe bibliografice 22
Introducere Problema traficului rutier este omniprezentă în cotidianul tuturor. Pe cât de neplăcut este acesta, fiecare dintre noi contribuim într-un fel sau altul la problemă și este o parte necesară a vieții moderne urbane. Din fericire, există o gamă întreagă de soluții ce încearcă să administreze în mod eficient traficul rutier, contribuind la reducerea congestionării, îmbunătățind siguranța pietonală și, per, total, contribuind în mod pozitiv la sănătatea mintală a tuturor celor implicați în trafic. Aceste soluții se bazează pe automatizare. În mod clasic temporizarea semafoarelor se realizează pe baza statisticilor de trafic măsurate într-o anumită perioadă de timp și se alege o temporizare fixă, un compromis față de fluxul rutier din perioada eșantionată. Această abordare nu este optimă, fluxul traficului fiind mereu în schimbare. Astfel, se preferă folosirea soluțiilor real-time ce monitorizează constant fluxul traficului și adaptează temporizarea semafoarelor în funcție de acesta, în timp real, ducând astfel la o mai bună optimizare și uniformizare a tranzitului prin intersecții. Pentru traficul extra-urban există soluții de ghidare a traficului. Acestea centralizează informațiile despre fluxul rutier de pe mai multe artere și afișează pe ecrane amplasate pe șosele rutele optime ce pot fi alese de șoferi în acel moment. Fig. 1 - Ecran de ghidare a traficului[1] Sistemul clasic Sistemul clasic de semaforizare se bazează pe o temporizare statică, anume configurarea manuală a perioadei pentru fiecare culoare a acestora. Această configurare poate fi realizată în două moduri, fie de către un tehnician la fața locului, fie printr-un sistem centralizat în care toate semafoarele din oraș sunt conectate prin cabluri la un nod central, așa numitul centru de administrare al semafoarelor. Avantajele sistemului clasic: - Simplitate - sunt doar niște lămpi cu un circuit de temporizare - Dacă acesta este centralizat, conexiunea între semafoare și centrul de administrare este teoretic sigură, fiind realizată prin cabluri Dezavantaje: - Având temporizare fixă, nu iau în considerare traficul într-un anumit moment de timp, nefiind eficiente și pot contribui la formarea ambuteiajelor - Conexiunea cu centrul de administrare se face prin cablu, iar în zone urbane de mari dimensiuni lungimea totală a cablurilor poate ajunge la mii de kilometri, aducând costuri mari. Pentru a remedia dezavantajele întâlnite în sistemele convenționale de semaforizare, a apărut conceptul de semafoare inteligente. Acestea sunt dispozitive electronice ce administrează fluxul rutier și pietonal în mod dinamic. Pentru a realiza acest fapt, acestea trebuie să determine anumite caracteristici în timp real. În general, aceste caracteristici sunt: - Numărul de vehicule aflate pe șosea - Viteza acestor vehicule Determinarea acestora se realizează cu ajutorul senzorilor de câmp magnetic, senzorilor de spectru infraroșu și camerelor video. Numărând vehiculele ce trec prin fiecare intersecție devine posibilă utilizarea algoritmilor de prioritizare (Scheduling Algorithms). Determinând viteza vehiculelor se poate face o prezicere a momentului în care acestea vor ajunge la următorul semafor și în caz că este posibil, acestea să îl găsească verde când ajung în intersecție, fluidizând astfel mișcarea. De asemenea, acestea pot dispune de sisteme de reportare a avariilor proprii (spre exemplu - lămpi arse), iar acestea vor fi raportate în timp real centrului de control, iar astfel se poate realiza o remediere promptă. Pentru eliminarea problemelor ce apar odată cu utilizarea unui sistem pe bază de cabluri pentru legătura cu centrul de control (costuri mari, diverse defecțiuni, mentenanță greoaie), semafoarele inteligente folosesc sisteme de comunicare wireless. [2] Comunicarea wireless mai poate aduce un avantaj, acela al comunicării directe între semafoare, nu doar prin centrul de control.
[2] L. F. P. de Oliveira, L. T. Manera and P. D. G. D. Luz, "Development of a Smart Traffic Light Control System With Real-Time Monitoring," in IEEE Internet of Things Journal, vol. 8, no. 5, pp. 3384-3393, 1 March1, 2021, doi: 10.1109/JIOT.2020.3022392. [3] Cojocaru Magda, Ișpan Denisa-Elena, Ș.l. dr. ing. Lucian Perișoară, “Rețea de senzori wireless pentru optimizarea traficului urban”, Universitatea POLITEHNICA din București Facultatea de Electronică, Telecomunicații și Tehnologia Informației, 2018 [4] Pascale, A. & Nicoli, Monica & Deflorio, Francesco & Dalla Chiara, Bruno & Spagnolini, Umberto. (2012). Wireless sensor networks for traffic management and road safety. Intelligent Transport Systems, IET. 6. 67-77. 10.1049/iet-its.2010.0129. [5] A Survey on Urban Traffic Management System Using Wireless Sensor Networks, Kapileswar Nellore and Gerhard P. Hancke Advanced Sensor Networks Research Group, Department of Electrical, Electronic and Computer Engineering, University of Pretoria, 2016 [8] H. J. Naga, N. Nair, S. M. Jacob and J. J. Paul, "Density Based Smart Traffic System with Real Time Data Analysis Using IoT," 2018 International Conference on Current Trends towards Converging Technologies (ICCTCT), 2018, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICCTCT.2018.8551108. [9] D. Patel and Y. Rohilla, "Infrared Sensor based Self- Adaptive Traffic Signal System using Arduino Board," 2020 12th International Conference on Computational Intelligence and Communication Networks (CICN), 2020, pp. 175-181, doi: 10.1109/CICN49253.2020.9242560. [10] Sébastien Faye, Claude Chaudet, Isabelle Demeure, A Distributed Algorithm for Multiple Intersections Adaptive Traffic Lights Control using a Wireless Sensor Networks, Institut Mines-Télécom, Paris, 2012 [11] Ahmad Yousef, Khalil & Al-Karaki, JN & Shatnawi, Ali. (2010). Intelligent Traffic Light Flow Control System Using Wireless Sensors Networks. J. Inf. Sci. Eng.. 26. 753-768. 22 [1] Fig. 1 - Optimizarea fluxului de trafic - Hikvision [6] Fig. 5 - Inductive Loop Detector - By US Dept of Transportation [12] Fig. 5.1 - By Swerty - Own work, Public Domain [7] Fig. 8 - Passive IR By Versatile Techno [13] Fig. 6 - The RCWL-0516 Doppler Radar, The Solar Universe Blog [14] Fig. 7 - Demonstration of Heterogeneous Integration of Technologies for a Ku-Band SiP Doppler Radar, Research Gate [15] Fig. 8 - By Versatile Techno http://www.sensinova.in/pir-motion-sensor/SNPR11.php, CC BY-SA 4.0 [16] Fig. 9 / Fig. 11 - Sulaiman, Hamzah et al. Wireless based Smart Parking System using Zigbee. International Journal of Engineering and Technology. 5. 3282-3300. ResearchGate [17] Fig. 10 - Active IR Module, Filotronix [18] Fig. 12 - Smart Traffic Light Systems - Medium
Ne pare rau, pe moment serviciile de acces la documente sunt suspendate.
