Comment un feu de circulation détecte-t-il la proximité des véhicules?

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Certains feux de circulation ne fonctionnent pas périodiquement, mais détectent à la place quand une voiture est à proximité, puis devient vert. J'ai entendu dire qu'ils utilisent un capteur magnétique intégré à la route pour détecter les voitures qui approchent. Est-ce correct? Utilisent-ils également d'autres moyens?

FullmetalEngineer
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Comment déclencher ce qu'on appelle des détecteurs virtuels ?? Si je ne me trompe pas, ces détecteurs virtuels ne sont pas une entité physique comme les vrais détecteurs de boucle inductive non?
user3571284
@ user3571284: Les détecteurs virtuels sont généralement une combinaison de détecteurs physiques: directionnel, vitesse, file d'attente sont tous basés sur une paire de détecteurs physiques et le signal est produit par le contrôleur en observant comment les physiques sont activés. Les détecteurs "véritablement virtuels" peuvent être activés via le programme de trafic en se basant sur une condition logique, un signal provenant d'une source extérieure (autre contrôleur, système de contrôle central, certains capteurs, entrée utilisateur).
SF.
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Fait amusant: de nombreuses lampes plus anciennes avec des boucles dans le sol ne ramassent pas les motos. Lorsque vous roulez tard dans la nuit avec très peu de circulation, vous devez à peu près allumer certains feux rouges car ils ne changeront jamais pour vous.
JPhi1618

Réponses:

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Comme d'autres l'ont déjà dit, les boucles d'induction sont la principale méthode - la plus fiable: les bobines (généralement seulement plusieurs boucles de fil) intégrées dans la route; alimenté à une fréquence donnée par un générateur, en présence de métal, la fréquence du circuit LC change et le circuit du capteur détecte le changement de fréquence, produisant un signal de présence. Dans certains cas, ceux-ci peuvent ne pas détecter les vélos, mais ils sont de loin les plus courants car ils ne sont pas affectés par les conditions météorologiques (ou plus précisément, le circuit de détection se connecte pour ralentir les changements de fréquence causés par les conditions météorologiques) et est immunisé contre les faux positifs. Notez que les boucles peuvent être localisées (taille ~ 2m) ou couvrir une longue partie d'une voie.

La détection est effectuée par des cartes comme celles-ci: entrez la description de l'image ici

et par des boucles d'induction faites avec du fil placé dans des rainures comme celles-ci: entrez la description de l'image ici

ou placés dans des tuyaux sous la surface de la route au moment de la construction (sur la photo, une boucle pour la détection du tramway, mais les boucles pré-construites sont similaires)

entrez la description de l'image ici

Vidéodétection - des caméras connectées à une carte spécialisée avec des "zones de détection" définies par un logiciel spécialisé détectent les véhicules. Ils sont vulnérables aux intempéries et ont tendance à produire de faux positifs à cause de l'éblouissement des phares de voiture, des ombres des véhicules sur la voie voisine et autres, mais dans certains cas - principalement lorsque la surface de la route rend impossible l'installation de boucles de détection (gravier ou mauvaise chaussée) sont préférés. De plus, les cartes de détection vidéo sont beaucoup plus chères que les cartes pour les boucles de détection.entrez la description de l'image ici

Il existe quelques techniques moins utilisées comme la géomagnétique (détection des changements de champ magnétique; celles-ci dépendent largement de la taille du véhicule, donc un gros camion peut déclencher un capteur dans la voie voisine - mais elles sont plus durables), le radar (détecter uniquement les véhicules en mouvement) * - mais sont fréquemment utilisés pour détecter les piétons car ils restent rarement immobiles), laser (mesure de la distance à la surface de la route; le véhicule modifie la distance mesurée. Assez fiable mais seulement détection ponctuelle, pas de détection de zone).

Ci-dessous, un capteur géomagnétique: entrez la description de l'image ici entrez la description de l'image ici

et un capteur radar (courte portée pour les piétons et les vélos, et longue portée pour les voitures): entrez la description de l'image ici entrez la description de l'image ici

J'ai entendu parler de pneumatiques et piézoélectriques, mais je ne les ai jamais vus utilisés pour le contrôle de la circulation - probablement des problèmes d'usure et de durabilité; Je sais que ceux-ci sont utilisés pour des barrières automatisées pour les parkings, mais ils supportent évidemment un ordre de grandeur de trafic inférieur.

Pour le trafic de transport urbain, les véhicules sont équipés d'un ordinateur de bord avec une radio à courte portée (jusqu'à 500 m) et un GPS, et ils diffusent des messages sur l'entrée de «points de contrôle» prédéfinis dans le système de circulation, ainsi que des données sur direction de virage prévue, retard par rapport au calendrier et quelques autres, permettant au contrôleur de prioriser. Une alternative est un système qui transmet la position du véhicule à une unité centrale, qui contacte ensuite les contrôleurs avec des messages sur la priorité de ces véhicules.

Enfin et surtout, les caméras / capteurs détectant les lumières stroboscopiques de fréquence spécifique donnent la priorité immédiate aux véhicules d'urgence venant en sens inverse. (et prendre une photo du véhicule en question, pour éviter les abus.)

Les contrôleurs peuvent communiquer entre eux et partager leurs états de détecteur, de sorte que deux contrôleurs peuvent utiliser les détecteurs l'un de l'autre, par exemple lorsqu'ils sont éloignés l'un de l'autre.

Deux boucles d'induction à courte distance (~ 1 m) l'une de l'autre sont utilisées pour déterminer la vitesse et la longueur des véhicules, ce qui permet de s'adapter à des véhicules plus longs ou plus lents. Une autre application de paires de boucles de détection les unes à côté des autres est dans les détecteurs directionnels - en fonction de l'ordre dans lequel les boucles voisines sont activées, on peut déterminer la direction dans laquelle le véhicule se déplace. Ceci est rarement utilisé pour les voitures, mais si une seule ligne ferroviaire avec des tramways (tramways) circulant dans les deux sens traverse une route, les deux mêmes paires de détecteurs peuvent activer le feu vert pour le véhicule, puis l'enregistrer pour terminer la traversée de la rue, indépendamment de sa direction car les paires peuvent générer des signaux "approche / départ".

Un détecteur spécial "virtuel" composé de deux boucles dans une voie dans une distance considérable mesure la longueur de la file d'attente des voitures, permettant la prédiction du temps nécessaire pour quitter la voie (et rendant les "affichages à rebours" viables.)

Un autre type spécial de détecteur est un détecteur "bloquant", placé soit au milieu du croisement (caméra), soit derrière, sur la voie "au départ" (généralement une boucle de détection); son but est de retarder / bloquer l'entrée jusqu'à ce que le passage à niveau soit libéré, ou d'empêcher le blocage du passage à niveau si un embouteillage s'est formé dans la voie de «sortie» et que les nouveaux véhicules ne pouvaient pas partir.

Notez qu'il s'agit de l'ensemble «standard», mais comme les contrôleurs peuvent accepter un signal standardisé de 24 V / «contact», n'importe quelle source générique peut être utilisée, par exemple une télécommande infrarouge pour activer cette direction spécifique utilisée dans 0,1% des cas. , activé par le propriétaire de la maison avec une allée directement dans le passage à niveau, ou par un déclencheur manuel à partir d'une porte d'usine pour permettre à un camion d'entrer / sortir, ou tout autre besoin.

Vous trouverez ci-dessous une carte générique 16 entrées / 16 sorties. Celles-ci sont généralement utilisées pour les boutons (et les lampes) pour les piétons, mais elles peuvent fournir un signal provenant de sources arbitraires et contrôler des périphériques d'extrémité arbitraires. entrez la description de l'image ici

Dans certaines villes, les détecteurs fonctionnent en "paires" de deux types; par exemple, les boucles de détection sont très fiables pour détecter les véhicules, mais les contraintes mécaniques dues au transport lourd peuvent les endommager, et les réparer n'est pas une mince affaire. La carte peut détecter une boucle endommagée (généralement circuit ouvert -> pas de fréquence ou court-circuit -> très haute fréquence) et dans ce cas, le contrôleur commence à utiliser un capteur de secours, par exemple un radar ou un laser.

Et juste une capture d'écran de l'un des contrôleurs montrant la carte avec des détecteurs affichant leur état en direct (bleu = actif). Notez que le détecteur à l'extrême droite - il n'appartient pas à ce contrôleur; il s'agit de données composites provenant d'un contrôleur voisin, de sorte que la courte route reliant les deux ne soit pas encombrée - tant qu'il y aura des voitures en attente dans la zone de congestion potentielle, il n'y aura plus de possibilité d'y entrer par les autres directions. entrez la description de l'image ici

* Notez que si les détecteurs de radar ne peuvent détecter que les voitures en mouvement, cela ne signifie pas qu'ils ne peuvent pas être utilisés comme une solution autonome ("juste support"). Parfois, les boucles d'induction sont également placées au mauvais endroit (pour diverses raisons, incompétence de l'investisseur, pas des moindres), de sorte que les voitures s'arrêtent derrière / entre elles et ne les déclenchent pas au feu rouge. Ce n'est toujours pas un très gros problème car n'importe quel détecteur peut être défini comme un seul avec "mémoire". Tout véhicule activant même momentanément un tel détecteur lui fait garder l'état actif jusqu'à ce que le feu vert s'allume sur la voie associée, puis agisse normalement ("oublieux") pendant le feu vert. Notez également qu'il s'agit du comportement par défaut des boutons-poussoirs pour piétons.

Bien sûr, ce n'est pas idéal, car un véhicule peut rester bloqué directement hors de la zone de détection exactement pendant le passage du vert au rouge, ou (par exemple, en raison de la faute du conducteur) manquer complètement le cycle vert. Pourtant, ce sont des cas relativement rares, surtout qu'un autre véhicule qui s'approche déclenchera généralement le détecteur de toute façon.

SF.
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Réponse très détaillée, merci. Je ne savais pas que les véhicules de transport urbain étaient priorisés par le système de circulation, bien que cela ait certainement du sens. A également appris que les contrôleurs peuvent être activés par une source générique. Merci!
FullmetalEngineer
S'attaquer à un côté ici - les problèmes avec les motos, scooters ou véhicules similaires détectés par les boucles d'induction sont bien documentés et, par conséquent, certains États des États-Unis et je suis sûr que d'autres localités et pays du monde entier autorisent ces véhicules pour allumer légalement des feux rouges quand il est sécuritaire de le faire et il est clair que leur véhicule n'est pas détecté (c'est-à-dire qu'ils n'ont pas à attendre environ 20 minutes pour qu'une voiture vienne quand il est 3h du matin et qu'ils sont coincés à un feu de circulation déclenché.)
Trevor Archibald
@TrevorArchibald: À propos de tous les systèmes de boucle de détection modernes, aucun problème pour trouver des motos, des scooters et des vélos en acier courants. Les vélos en aluminium et en fibre de carbone posent cependant un problème. Notez à quel point la distance entre le bas et la surface de la route joue un rôle important, de sorte que la plupart des motos sont plus faciles à détecter que les camions à suspension élevée!
SF.
@SF, un camion, même avec de gros pneus, peut avoir plus de métal dans une seule roue que dans un vélo entier (moins de problème pour les motos), donc si la roue est au-dessus de la boucle, elle est beaucoup plus susceptible d'être détectée .
Chris H
@ChrisH: Les boucles ne s'étendent pas sur toute la largeur d'une voie. Les voitures «chevauchent» souvent les longues, et les parallélogrammes ou similaires sont souvent situés de telle manière qu'ils se trouvent entre les roues avant et arrière de la voiture. Plus de gros pneus qui gardent la roue encore plus éloignée. Oui, si la roue est au-dessus de la zone de boucle - ce qui n'est souvent pas le cas. (eh bien, les cyclistes qui ne connaissent pas les détecteurs ont également tendance à s'arrêter sur le côté de la voie ...)
SF.
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Il existe deux techniques couramment utilisées.

Le premier est constitué de boucles d'induction découpées dans la surface de la route. Le métal dans la carrosserie d'un véhicule induit un courant dans la boucle lorsque le véhicule passe dessus.

(photo du domaine public de wikipedia)

L'autre est des caméras / radar (soit micro-ondes Doppler pour les véhicules en mouvement, soit infrarouges pour les véhicules statiques à la ligne d'arrêt), généralement montés au-dessus du feu de circulation:

entrez la description de l'image ici(photo du site archivé UK DfT )

Il existe d'autres techniques, beaucoup plus rares, qui pourraient inclure une caméra à lumière visible pour des circonstances spéciales; et boucles pneumatiques pour lampes temporaires. Oh, et quelqu'un quelque part a probablement aussi utilisé des capteurs piézo-électriques.

EnergyNumbers
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En fait, le second est un radar, pas une caméra
Ratchet Freak
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La boucle d'induction est la plus fiable pour la commutation à la demande. Bien qu'il présente l'inconvénient que les motos sont plus difficiles à détecter car elles ont moins de métal à détecter. un problème similaire existe pour les voitures en fibre de carbone.

Le radar n'est généralement utilisé que pour prolonger les heures vertes car il ne peut détecter les véhicules en mouvement de manière fiable.

Certaines intersections utilisent une caméra et une reconnaissance d'image pour déclencher des détecteurs virtuels. Celles-ci ont l'avantage de pouvoir gérer un déchargement de camion juste à l'intersection (en l'ignorant et en déplaçant le spot à détecter à côté).

Les véhicules de transport public (tramways et bus) peuvent être équipés de transpondeurs qui connectent des boucles spéciales qui permettent au contrôleur d'intersection de savoir dans quelle direction le bus doit aller et de lui donner le vert plus tôt et d'étendre le vert au-delà de la limite normale (ou de le donner au vert du tout).

monstre à cliquet
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