лекции по дисциплине тсод
реклама
ЛЕКЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ» (составитель Парсаев Е.В.) Содержание Перечень условных сокращений………………………………………………………….3 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………...4 1.1. Введение……………………………………………………………………………….4 1.2. Классификация технических средств………………………………………………..4 2. ЗНАКИ ДОРОЖНЫЕ…………………………………………………………………...6 2.1. Классификация знаков дорожных……………………………………………………6 2.2. Знаки индивидуального проектирования……………………………………………7 2.3. Требования к конструкции дорожных знаков……………………………………….8 2.3.1. Знаки с внешним освещением………………………………………………………8 2.3.2. Знаки с внутренним освещением…………………………………………………...9 2.3.3. Знаки со световозвращением………………………………………………………..9 2.3.4. Управляемые знаки………………………………………………………………...10 2.4. Опоры дорожных знаков…………………………………………………………….12 2.5. Правила установки дорожных знаков………………………………………………13 2.5.1. Место установки……………………………………………………………………13 2.5.2. Способы установки знаков………………………………………………………...14 3. РАЗМЕТКА ДОРОЖНАЯ…………………………………………………………......17 3.1. Виды дорожной разметки и ее назначение…………………………………………17 3.2. Материалы и оборудование для нанесения разметки………………………….......25 3.2.1. Применяемые материалы…………………………………………………………..25 3.2.2. Машины для нанесения разметки ………………………………………………...26 4. ДОРОЖНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ И НАПРАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА……………28 4.1. Правила применения дорожных ограждений………………………………………28 4.2. Правила применения направляющих устройств…………………………………...30 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ ПЕШЕХОДОВ…...32 5.1. Обустройство пешеходных переходов……………………………………………...32 5.2. Правила применения искусственных неровностей………………………………...33 6. СВЕТОФОРЫ ДОРОЖНЫЕ…………………………………………………………..36 6.1. Типы светофоров и их назначение…………………………………………………..36 6.2. Конструкция светофоров и требования к светотехническим параметрам………..41 6.2.1. Светотехнические параметры……………………………………………………..41 6.2.2. Устройство светофора………………………………………………………….......42 6.2.3. Источники света……………………………………………………………………42 6.2.4. Светофильтры………………………………………………………………………43 6.2.5. Отражатели…………………………………………………………………………44 6.2.6. Антифантомные устройства……………………………………………………….45 6.3. Правила установки светофоров……………………………………………………...45 7. ДОРОЖНЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ……………………………………………………….47 7.1. Назначение и классификация дорожных контроллеров…………………………...47 7.2. Структурная схема контроллера и режимы работы……………………………….48 7.3. Принцип работы блока управления…………………………………………………48 7.4. Принцип работы микропроцессорного контроллера………………………………49 7.5. Устройство и технические характеристики контроллеров (на примере ДКС-Д)...51 7.6. Адаптивное управление. Основные алгоритмы…………………………………....55 8. ДЕТЕКТОРЫ ТРАНСПОРТА…………………………………………………………57 8.1. Назначение и классификация………………………………………………………..57 1 8.2. Размещение детекторов………………………………………………………………58 8.3. Устройство и основные характеристики детекторов………………………………59 9. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АСУД…………………………………………………61 9.1. Классификация систем и технических средств АСУД……………………………61 9.2. Технические характеристики средств АСУД………………………………………61 9.2.1. Устройства ЦУП АСУД……………………………………………………………61 9.2.2. Контроллер районного центра (КРЦ)……………………………………………..63 9.2.3. Дисплейный пульт оперативного управления (ДПОУ)………………………….64 10. МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ…………………...66 10.1. Задачи монтажно-эксплуатационной службы…………………………………….66 10.2. Строительно-монтажные работы………………………………………………….66 Список литературы……………………………………………………………………….68 2 Перечень условных сокращений АСС УД – агрегатная система средств управления движением; АСУД – автоматизированная система управления дорожным движением; БДД – безопасность дорожного движения; ДД – дорожное движение; ДЗ – дорожные знаки; ДК – дорожный контроллер; ДКЛУ – дорожный контроллер локального управления; ДКМП – дорожный контроллер микропроцессорный; ДКСУ – дорожный контроллер системного управления; ДО – дорожные ограждения; ДР – дорожная разметка; ДТ – детектор транспорта; ДТП – дорожно-транспортное происшествие; ЖМ – режим желтого мигания; ЗУ – режим «зеленая улица»; ИН – искусственная неровность; МГР – местное гибкое регулирование; МТС – маршрутное транспортное средство; НУ – направляющие устройства; ОДД – организация дорожного движения; ПДД – правила дорожного движения; ТВП – табло вызова пешеходом; ТСОДД – технические средства организации дорожного движения; ТУ – технические условия; УДС – улично-дорожная сеть; УЗН – управляемый дорожный знак; УСК – указатель рекомендуемой скорости; ЦУП – центральный управляющий пункт. 3 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ 1.1. Введение ТСОДД предназначены для инженерного обустройства УДС с целью обеспечения заданной ОДД (схем движения, режимов движения, режимов поведения участников движения) и обеспечения БДД. Историческая справка: - первая установка для регулирования ДД была установлена в Лондоне в 1868 г (семафорная установка); - 1914 г Кливленд – первый электрический светофор; - 1920 г введение ПДД в СССР; - 1926 г разработаны первые ТУ на ДЗ в СССР; - 1930 г Москва и С-Петербург первые светофоры в СССР (стрелочного типа); - 1935 г стала применяться ДР в СССР; - конец 30-х гг введение управления по «зеленой волне» за рубежом; - 1949 г принят протокол о дорожных знаках и сигналах на Женевской конференции; - 1952 г введение АСУД в Торонто. Несмотря на стремление к унификации знаков в международном масштабе, многообразие местных условий привело к отличию ДЗ разных стран. Так к началу 50-х гг существовало несколько систем знаков: 1 – основана на рекомендациях Конвенции о ДД (1949 г). В ее основе – символические знаки (Европа и СССР); 2 – система, основанная на использовании знаков с текстовым содержанием (США, Австралия, Новая Зеландия); 3 – смешанная система, основанная на сочетании символов и текста (Азия, Южная Америка). 1.2. Классификация технических средств ТСОДД по назначению делятся на две группы: 1 – технические средства, непосредственно воздействующие на транспортные и пешеходные потоки с целью формирования их необходимых параметров (ДЗ, ДР, светофоры и направляющие устройства); 2 – средства, обеспечивающие работу средств 1-й группы по заданному алгоритму (ДК, ДТ, средства обработки и передачи информации, оборудование управляющих пунктов автоматизированной системы управления дорожным движением, средства диспетчерской связи и т.д.). Структурная схема общей классификации ТСОДД приведена на рисунке 1. По характеру воздействия на объект управления ТСОДД 1-й группы подразделяются: а) обеспечивающие постоянный порядок движения (ДЗ, ДР, ДО, НУ); б) обеспечивающие переменный порядок движения (светофоры, УЗН), их работа связана с использованием ТСОДД 2-й группы. 4 Рисунок 1 – Общая классификация ТСОДД ДЗ – применяют на автодорогах и улицах для ОДД и обеспечения БДД; они устанавливают определенный порядок или информируют водителей и пешеходов об условиях движения. ДР – линии, надписи и др. обозначения на проезжей части и элементах дорожных сооружений, устанавливающие порядок движения или информирующие водителей и пешеходов об условиях движения. НУ – предназначены для обеспечения видимости края обочины, опасных препятствий и разделения движения транспортных и пешеходных потоков. ДО – предназначены для предотвращения выезда транспортных средств с проезжей части, а также неконтролируемого выхода пешеходов на проезжую часть. Светофоры – предназначены для поочередного пропуска участников движения через участок УДС, а также для обозначения опасных участков дорог. УЗН – осуществляет смену символов ДЗ в зависимости от изменения условий движения. ДК – устройство предназначенное для переключения светофорных сигналов и символов УЗН в соответствии с действующим алгоритмом. ДКЛУ – управляют светофорной сигнализацией только с учетом условий движения на данном участке УДС, обмен информацией с ДК других светофорных объектов и ЦУПом не предусмотрен. ДКСУ – переключают сигналы светофоров по командам ЦУПа или какого-либо контроллера, включенного в систему и выполняющего роль координатора. ЦУП – центральный управляющий пункт. ДТ – предназначены для обнаружения транспортных средств и определения параметров транспортных потоков. Средства ТВ надзора – предназначены для визуализации информации о параметрах объекта управления. ТСОДД обеих групп имеют свою классификацию (например, деление ДЗ на группы и т.д.). 5 2. ЗНАКИ ДОРОЖНЫЕ 2.1. Классификация знаков дорожных ДЗ классифицируют по информационно-смысловому содержанию, а также по ряду других признаков, связанных с особенностями их конструктивного исполнения. В нашей стране принято 8 групп дорожных знаков: 1 гр. – Предупреждающие; 2 гр. – Приоритета; 3 гр. – Запрещающие; 4 гр. – Предписывающие; 5 гр. – Особых предписаний; 6 гр. – Информационные; 7 гр. – Сервиса; 8 гр. – Дополнительной информации (таблички). ДЗ в целях быстрого и надежного их восприятия характеризуются определенными формой, размером и цветом фона, зафиксированными в ГОСТ Р 52290-2004 «Технические средства организации дорожного движения. Знаки дорожные. Общие технические требования». Предупреждающие знаки (за редким исключением) – треугольная форма, фон белый, кайма красная, символ черный. Запрещающие и предписывающие знаки – круглая форма. Знаки особых предписаний, информационные и сервиса – квадратная или прямоугольная форма. Независимо от конструкции знака, времени суток, погодных и дорожных условий должно быть обеспечено своевременное восприятие водителем передаваемой знаком информации. Поэтому стандартом предусмотрены для дорожных знаков одной и той же группы (кроме табличек) четыре типоразмера (см. таблицу 1). Таблица 1 – Типоразмеры дорожных знаков ТипоУсловия применения знаков размер вне населенных в населенных знаков пунктов пунктах I II III IV Дороги с одной полосой движения Дороги с двумя и тремя полосами движения Дороги с четырьмя и более полосами движения Участки автомагистралей, где производятся ремонтные работы, а также опасные участки на других дорогах Улицы местного значения Магистральные улицы Скоростные дороги – 6 Сторона треугольника, мм 700 Диаметр круга, сторона квадрата, мм 600 Стороны прямоугольника, мм 600х900 900 700 700х1050 1200 900 900х1350 1500 1200 – В соответствии с ГОСТ Р 52290-2004 каждый ДЗ имеет свой номер, состоящий из двух или трех цифр (чисел). Первая цифра означает номер группы, вторая – номер знака в группе, третья – номер разновидности знака. 2.2. Знаки индивидуального проектирования В России, как и во многих других странах, присоединившихся к международным соглашениям, приняты символические дорожные знаки. Но вместе с тем, некоторые информационные знаки наряду с общепринятыми символами имеют текстовое содержание индивидуального характера. Такие знаки индивидуального проектирования информируют водителя о направлениях движения или расстояниях до объектов. В качестве объектов, указываемых на знаках, могут быть: - населенные пункты; - административные образования (районы, округа и т.п.); - географические объекты (реки, озера и т.п.); - элементы дорожной сети (улицы, площади, мосты, путепроводы и т.п.); - придорожные объекты (вокзалы, производственные, торговые предприятия и т.п.); - объекты сервиса (мотели, кемпинги, гостиницы, СТО и т.п.); - объекты туризма и спорта (музеи, стадионы и т.п.). Не допускается размещать на знаках текстовую или графическую информацию, содержащую признаки рекламы. Компоновочные размеры знаков индивидуального проектирования, изображений и надписей на них определяются высотой букв hп, из которых формируется надпись. Эта высота находится в пределах 75, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500 мм и выбирается при компоновке знака в зависимости от категории автомобильной дороги или улицы города. От высоты буквы, в свою очередь, зависит ширина литерной площадки, в которой размещена эта буква на масштабной сетке. Общая длина надписи определяется суммой литерных площадок. Остальные элементы знака: ширина каймы, расстояние между каймой и надписью, расстояния между строками зависят также от принятой высоты hп. Габаритные размеры знака определяются после его компоновки (см. рисунок 2). Рисунок 2 – Знак индивидуального проектирования 7 Процесс проектирования этих знаков является довольно трудоемким, поэтому разработаны специальные программы их расчета на ПЭВМ. В этом случае вводятся следующие исходные данные: - высота буквы hп для каждой надписи; - цвета фона; - кода стрелки; - наименование объекта; - информации о номере маршрута и расстоянии до объекта в километрах. При указании нескольких направлений движения их следует размещать в последовательности (сверху - вниз): 1 – прямо; 2 – налево; 3 – направо. При указании одного направления названия объектов, выполненные на фоне разного цвета, следует размещать в последовательности (сверху - вниз): 1 – зеленый (автомагистраль); 2 – синий (дорога вне населенного пункта); 3 – белый (дорога в населенном пункте). При указании на знаке названий нескольких пунктов маршрута или объектов, соответствующих одному направлению движения и расположенных на поле одного цвета, первым сверху указывают пункт, ближайший к месту установки знака. Имена собственные в названиях объектов выполняют прописными буквами, а служебные слова при них – строчными, допускается сокращать на знаках русские и английские слова (см. рисунок 2). При электронной верстке изображений знаков допускается применять шрифт Arial Cyr Bold. 2.3. Требования к конструкции дорожных знаков В соответствии с ГОСТ Р 52290-2004 знаки могут изготавливаться: 1 – с использованием световозвращающих материалов; 2 – с внутренним освещением; 3 – с внешним освещением. При этом элементы изображения черного и серого цветов знаков не должны обладать световозвращающим эффектом. Допускается изготавливать знаки как односторонними, так и двусторонними, а также размещать изображения знаков на щите прямоугольной формы. 2.3.1. Знаки с внешним освещением В качестве конструкционного материала применяют, как правило, листовую сталь толщиной 0,8-1,5 мм, а также может применяться алюминий, пластмасса, стеклопластик. Жесткость щитка знака обеспечивается ребрами жесткости по периметру или изгибанием кромок щитка. Для знаков с площадью поверхности более 1 м.кв. применяют специальные рамы и каркасы. Оборотная сторона знака, а также элементы его крепления окрашивают эмалью серого цвета. Знак освещают специальным фонарем или несколькими фонарями, расположенными над знаком. Источник света с отражателем размещают перед знаком на расстоянии от освещаемой поверхности, которое обеспечивает необходимую яркость и равномерность ее освещения. Для соединения фонаря со знаком обычно используют пустотелые кронштейны, через которые к источнику света подводится питание от осветительной сети (см. рисунок 3). 8 1 – символ знака; 2 – кронштейн; 3 – провод электропитания; 4 – фонарь освещения знака Рисунок 3 – Схема установки знака с внешним освещением 2.3.2. Знаки с внутренним освещением Корпус знаков изготавливают из полимерных материалов, окрашивают внутри белой краской для улучшения рассеивания света. К корпусу крепят осветительную арматуру. На выполненную из органического стекла переднюю панель с тыльной стороны наносят символ знака, а оставшуюся площадь закрашивают краской, соответствующей цвету фона (в соответствии с ГОСТ Р 52290-2004). С оборотной стороны корпус должен быть серого цвета. Все отверстия и соединения корпуса герметизируют резиновыми прокладками и уплотнителем. Переднюю панель, как правило, делают съемной. Для присоединения знака к питающей электросети внутри его корпуса предусматривается клеммная колодка. Внутренняя проводка выполняется из медного провода с минимальным сечением 1 мм.кв. и изоляцией, рассчитанной на напряжение более 660 В. Для заземления нетоковедущих частей на корпусе устанавливается контактный зажим (см. рисунок 4). Рисунок 4 – Знак с внутренним освещением 2.3.3. Знаки со световозвращением Лицевая сторона таких знаков имеет световозвращающую поверхность для обеспечения необходимой видимости знака в темное время суток. При этом черные и серые элементы изображения не должны обладать световозвращающим эффектом. Существует несколько световозвращающих систем: - кубическая (катафоты); - сферическая монолитная; 9 - пленочная (см. рисунок 5). а – кубические (катафоты); б, в – сферические монолитные; г, д, е – пленочные; 1 – пластический материал; 2 – отражающий слой; 3 – цветной замыкающий слой; 4 – микрошарики; 5 – фиксирующий слой; 6 – промежуточный слой; 7 – клеевой слой; 8 – глянцевый слой; 9 - подложка Рисунок 5 – Световозвращающие системы Наиболее широкое применение получили световозвращающие пленки. По сравнению с другими материалами они обладают такими преимуществами, как долговечность, простота закрепления на щитке знака, удобство ремонта и содержания. В качестве отражающего слоя может служить алюминиевая фольга или слой, образованный методом вакуумной металлизации. Главным элементом световозвращающей пленки являются микрошарики. Параллельные лучи света, попадая на прозрачный микрошарик, проникают в него и, собираясь в фокусе, располагаются на оси светового потока. Микрошарики изготавливают из высокооптического стекла или сополимера. Фиксирующие, промежуточные и замыкающие слои изготавливают из атмосфероустойчивых полимеров. Для верхнего слоя используют пигменты, не вступающие в реакцию с полимерами и обладающие достаточной яркостью, цветопрочностью, термо- и атмосфероустойчивостью. 2.3.4. Управляемые знаки Необходимость использования многопозиционных знаков может быть обусловлена в случаях: - временное изменение скорости или порядка движения в зависимости от степени загрузки дороги; - временное ограничение скорости из-за неблагоприятных дорожных условий; - отвод транспортного потока или его части с отдельных участков автомагистрали на дублирующие дороги; - реверсивное движение; - информация водителей об условиях движения на маршруте; - оперативное изменение ОДД на перекрестках. Символы УЗН могут меняться вручную или автоматически. На УЗН может воспроизводиться поочередно от 2 до 10 символов. Способ изменения символа может быть механический и светотехнический. Знаки с механическим способом смены символа могут быть: 10 - щитковые; - призменные; - кассетные; - дисковые; - ленточные. Знаки со светотехническим способом смены символа: - световое табло; - матричное табло; - с использованием световодов (см. рисунок 6). а-д – щитковые; е, ж – призменные; з, и – кассетные; к – дисковые; л-н – ленточные; о – световые табло; п – матричные табло Рисунок 6 – Разновидности управляемых знаков При механическом способе изображение меняют путем вращения одного или нескольких щитков, пластин, призм вокруг вертикальных или горизонтальных осей, перемещения пластин из кассет в рабочее положение, выдвижения диска с символом или 11 защитного экрана через прорезь лицевого щитка знака, перематывания ленты с нанесенными на нее символами. Лента может быть свернута в несколько рулонов, в один общий рулон или быть непрерывной. При светотехническом способе включают отдельные группы ламп светового табло, подсвечивающих изнутри одну или несколько надписей, используют табло с матрицей из ламп накаливания или светодиодов, применяют световоды (гибкие оптически активные волокна, по которым передают изображение). 2.4. Опоры дорожных знаков Для установки знаков в качестве несущих элементов используют специальные стойки, выполненные из стали, железобетона или дерева. При размещении знаков над проезжей частью их монтируют на рамных (арочных) опорах или консолях. Широко применяется подвеска знаков на тросовых растяжках или их крепление на кронштейнах к стенам зданий и мачтам освещения. Необходимая длина опоры при различных схемах установки дорожных знаков определяется по формуле 1: L = h1 + h2 + h3 + d, (1) где h1 – высота части опоры, закрытой знаком, м; h2 – высота части опоры от нижнего края знака до поверхности дорожного покрытия, м; h3 – разница высот между поверхностью проезжей части и местом установки опоры, принимаемая равной вне населенных пунктов 0,2 м для одностоечных опор, 0,3 м – для двухстоечных и 0,35 м – трехстоечных; d – заглубление опоры в грунт, равное 1,5 м (см. рисунок 7). 1 – дорожный знак; 2 – опора; 3 – дорожное покрытие; 4 – присыпная берма Рисунок 7 – Расчетная схема опоры для установки дорожных знаков Размеры поперечного сечения и вид армирования опоры (для железобетонных опор) принимают в зависимости от расчетного изгибающего момента, возникающего от ветровой нагрузки на знак по формуле 2: М = 1,1Wh, (2) где 1,1 – коэффициент, учитывающий дополнительный изгибающий момент от ветровой нагрузки, действующий на опору (без знака); W – расчетная ветровая нагрузка на знак (знаки), Н; h – высота приложения ветровой нагрузки, м. Расчетную ветровую нагрузку определяют по скоростному напору ветра (принимают 539,4 Па), с учетом аэродинамического коэффициента 1,4 и коэффициента 12 снижения ветровой нагрузки из-за небольшой высоты опоры 0,75, а также расчетной площади знака (знаков) А изгибающий момент определится по формуле 3: М = 623,01Аh, (3) Высота L и расчетный изгибающий момент М являются исходными данными для выбора типоразмера опоры по таблицам, содержащимся в стандартах на опоры дорожных знаков. Применяются также ударобезопасные конструкции опор с ослабленным поперечным сечением. Опоры (кроме деревянных) устанавливают в выполненные из бетона фундаментные блоки. В блоке предусматривают гнездо для установки в нем и укрепления цементным раствором опор. Ширина фундамента 0,8 м, глубина заложения 1,0-1,3 м. Знаки крепят к стойкам опор с помощью хомутов из листовой стали с приваренными к ним уголками. Хомуты с уголками надевают на стойку стягивают болтами. К уголкам крепят дорожный знак. 2.5. Правила установки дорожных знаков Правила установки дорожных знаков регламентируются ГОСТ Р 52289-2004 «Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств». 2.5.1. Место установки При выборе места установки ДЗ учитывают характер передаваемой им информации, особенности зрительного восприятия знака водителями, а также интенсивность и скорость движения транспортных средств на этом участке. При этом предупреждающие знаки (за редким исключением) устанавливают на автомобильных дорогах вне населенных пунктов на расстоянии 150 – 300 м до опасного участка, а в населенных пунктах на расстоянии 50 – 100 м. Все запрещающие и предписывающие знаки, а также знаки приоритета (кроме ДЗ 2.3.1 – 2.3.7) устанавливают непосредственно перед участком дороги, на котором изменяется порядок движения или вводятся какие-либо ограничения. ДЗ 2.3.1 – 2.3.7 выполняют в том числе функцию предупреждения, поэтому их устанавливают так же, как и предупреждающие знаки. Большинство знаков особых предписаний, информационных и все знаки сервиса устанавливают перед началом участка дороги с характерными условиями движения или перед объектом, о которых эти знаки информируют. ДЗ устанавливаются с правой стороны проезжей части (за исключением знаков действие которых распространяется на ту сторону дороги, где они установлены, такие знаки могут устанавливаться и с левой стороны). В практике ОДД нередко возникает необходимость в установке двух и более одинаковых знаков. При этом один из них является основным, а остальные выполняют роль повторных, дублирующих или предварительных знаков (см. рисунок 8). Повторение знака – это установка знака, одноименного с основным, на некотором расстоянии за ним по ходу движения. Дублирование знака – это установка знака, одноименного с основным, в одном створе слева от дороги, на разделительной полосе или над проезжей частью. Предварительная установка знака – это установка знака, одноименного с основным, на некотором расстоянии до него. За некоторым исключением предварительные знаки устанавливают с табличкой 8.1.1. 13 Рисунок 8 – Варианты взаимного расположения одинаковых знаков Перед каждым перекрестком в населенном пункте на главной дороге должен быть установлен знак 2.1, при этом на второстепенной дороге устанавливаются знаки 2.4 или 2.5. Вне населенных пунктов на главной дороге целесообразно применять знаки 2.3. 2.5.2. Способы установки знаков Высоту и способ установки ДЗ в каждом конкретном случае выбирается из условий наилучшей видимости знака. Расстояние видимости знака должно быть не менее 100 м. Способы установки знаков на автомобильных дорогах вне населенных пунктах показаны на рисунке 9. а – на берме; б – на откосе насыпи; в – на полосе отвода; г – над обочиной; д – на обочине; е-з – на разделительной полосе Рисунок 9 – Способы установки знаков на автомобильных дорогах вне населенных пунктов На автомобильных дорогах стойки знаков устанавливают за бровкой земляного полотна – на бермах, присыпанных к обочине, и откосах насыпи, а также на полосе отвода за боковой канавой или над обочинами. При этом расстояние от края обочины до 14 ближайшего края знака должно составлять 0,5 – 2,0 м, а до края знаков индивидуального проектирования – 0,5 – 5,0 м. В стесненных условиях стойки знаков устанавливают на обочинах или разделительной полосе при соблюдении минимально допустимого расстояния 1 м между проезжей частью и краем знака. В этих случаях знаки не должны ограничивать видимость, а их стойки должны быть ударобезопасными или иметь защитные ограждения. В населенных пунктах знаки устанавливают: на индивидуальных стойках или колонках; на одной колонке со светофором; на кронштейнах, прикрепленных к осветительным мачтам, опорам контактной сети трамваев и троллейбусов или стенам зданий, на тросах-растяжках. Допускается установка знаков над тумбами, расположенными на островках безопасности. В этих случаях установочные размеры знаков должны находиться в пределах, указанных на рисунке 10. а, б – на специальных стойках; в, г – на мачтах освещения; д – на стене здания; е-з – на тросах-растяжках; и – на круглой тумбе Рисунок 10 – Способы установки знаков в населенных пунктах Очередность размещения знаков разных групп на одной опоре (сверху вниз, слева направо), за редким исключением, должна быть следующей: 1 – знаки приоритета; 2 – предупреждающие знаки; 3 – предписывающие знаки; 4 – знаки особых предписаний; 5 – запрещающие знаки; 6 – информационные знаки; 7 – знаки сервиса. 15 Расстояние между ближайшими краями соседних знаков, размещенных на одной опоре и распространяющих свое действие на одну и ту же проезжую часть, должно быть 50 – 200 мм. В одном поперечном сечении дороги устанавливают не более трех знаков без учета знаков 5.15.2, дублирующих знаков и знаков дополнительной информации. Знаки, кроме установленных на перекрестках и на остановочных пунктах МТС, располагают вне населенных пунктов на расстоянии не менее 50 м, в населенных пунктах – не менее 25 м друг от друга. 16 3. РАЗМЕТКА ДОРОЖНАЯ 3.1. Виды дорожной разметки и ее назначение Разметкой называются линии, надписи и другие обозначения на проезжей части и элементах дорожных сооружений, устанавливающие порядок движения или информирующие водителей и пешеходов об условиях движения. Разметка делится на горизонтальную и вертикальную. Каждому виду разметки присвоен номер, состоящий из цифр, означающих первое число – номер группы (1 – горизонтальная, 2 – вертикальная), второе – номер разметки в группе, третье – разновидность разметки. Горизонтальная разметка может быть постоянной (белого и желтого цвета) и временной (оранжевого цвета). Горизонтальная разметка, как правило, применяется на дорогах с усовершенствованными покрытиями, имеющих проезжую часть шириной 6 м и более при интенсивности движения 1000 авт./сутки и более. В населенных пунктах горизонтальная разметка применяется на скоростных дорогах, магистральных улицах, а также других улицах, где проходят МТС. К вертикальной разметке относятся линии, наносимые на элементы дорожных сооружений, обстановки дорог и различных предметов, которые представляют опасность для движения, с целью предупреждения наезда на них транспортных средств. ДР является одним из простых и действенных средств управления движением. Ее применение способствует повышению пропускной способности дороги и улучшению видимости проезжей части и придорожной обстановки, особенно в темное время суток. К горизонтальной разметке относятся продольные сплошные, продольные прерывистые, поперечные линии; надписи; указательные стрелы; символы ДЗ. При этом важной характеристикой продольных прерывистых линий является отношение длин штриха и разрыва, а также их общая длина. Наибольшее влияние на режим движения оказывает разметка с соотношением 1:1, наименьшее 1:3. Поскольку увеличение частоты мелькания за счет общей длины штриха и разрыва и за счет их соотношения приводит к снижению скорости. Форму, цвет, размеры и технические требования к разметке устанавливает ГОСТ Р 51256-99 (см. таблицы 2 и 3). Таблица 2 – Виды горизонтальной разметки Номер 1.1 Форма, цвет, размеры в м Назначение Разделение транспортных потоков противоположных направлений. Обозначение полос движения. Обозначение границ участков проезжей части, на которые въезд запрещен. Обозначение границ мест стоянки транспортных средств Обозначение края проезжей части 1.2.1 17 Номер 1.2.2 Форма, цвет, размеры в м Назначение Обозначение края проезжей части на двухполосных дорогах v 60 км/ч, l1 = 1,00 l2 = 2,00; v > 60 км/ч, l1 = 2,00, l2 = 4,00; l1:l2 = 1:2. v - скорость движения* * Здесь и далее под скоростью движения v следует считать скорость, установленную Правилами дорожного движения на данной дороге 1.3 Разделение транспортных потоков противоположных направлений 1.4 Обозначение мест, где запрещена остановка транспортных средств 1.5 Разделение транспортных потоков противоположных направлений. Обозначение полос движения v 60 км/ч, l1 = 1,00 - 3,00, l2 = 3,00 - 9,00; v > 60 км/ч, l1 = 3,00 - 4,00, l2 = 9,00 - 12,00. l1:l2 = 1:3 18 Номер 1.6 Форма, цвет, размеры в м Назначение Обозначение приближения к сплошной линии продольной разметки v 60 км/ч, l1 = 3,00 - 6,00, l2 = 1,00 - 2,00; v > 60 км/ч, l1 = 6,00 - 9,00, l2 = 2,00 - 3,00. l1:l2 = 3:1 1.7 Обозначение полос пределах перекрестка движения в 1.8 Обозначение границы между полосой разгона или торможения и основной полосой проезжей части P = 0,4 - на автомагистралях Р = 0,2 - на прочих дорогах Обозначение границ полос движения, на которых осуществляете» реверсивное регулирование. Разделение транспортных потоков противоположных направлений на дорогах, где осуществляется реверсивное регулирование (при выключенных реверсивных светофорах) 1.9 v 60 км/ч, l1 = 3,00 - 6,00, l2 = 1,00 - 2,00; v > 60 км/ч, l1 = 6,00 - 9,00, l2 = 2,00 - 3,00. l1:l2 = 3:1 Обозначение мест, где запрещена стоянка транспортных средств 1.10 19 Номер 1.11 Форма, цвет, размеры в м Назначение Разделение транспортных потоков противоположных или попутных направлений в местах, где необходимо ограничить маневрирование на проезжей части. Обозначение мест, где необходимо разрешить движение только со стороны прерывистой линии (в местах разворота, въезда и выезда со стояночных площадок, АЗС, остановочных пунктов маршрутных транспортных средств и В местах разворота, въезда и выезда с прилегающей т.п.) территории l1 = 0,9, l2 = 0,3 v 60 км/ч, l1 = 3,00 - 6,00, l2 = 1,00 - 2,00; v > 60 км/ч, l1 = 6,00 - 9,00, l2 = 2,00 - 3,00; l1:l2 = 3:1 1.12 Обозначение места остановки транспортных средств - стоп-линия 1.13 Обозначение места, где водитель обязан уступить дорогу 1.14.1 Обозначение пешеходного перехода при 6,00 Р 4,00 1.14.2 Обозначение пешеходного перехода при Р > 6,00 20 Номер 1.15 Форма, цвет, размеры в м Назначение Обозначение переезда велосипедистов для 1.16.1 Обозначение островков, разделяющих транспортные потоки противоположных направлений 1.16.2 Обозначение островков, разделяющих транспортные потоки одного направления 1.16.3 Обозначение островков в слияния транспортных потоков местах 1.17 Обозначение остановок маршрутных транспортных средств и стоянок автомобилей такси 1.18 Обозначение направлений движения по полосам 21 Номер 1.19 Форма, цвет, размеры в м Назначение Обозначение приближения к сужению проезжей части или к сплошной линии продольной разметки 1.1 1.20 Обозначение приближения поперечной линии разметки 1.13 к 1.21 Обозначение приближения поперечной линии разметки 1.12 к 1.22 Обозначение номера дороги Обозначение полосы проезжей части предназначенной исключительно для движения маршрутных транспортных средств (автобусы, троллейбусы) 1.23 22 Номер 1.24.1 Форма, цвет, размеры в м Назначение Дублирование предупреждающих дорожных знаков 1.24.2 Дублирование дорожных знаков 1.24.3 Дублирование «Инвалиды» 1.25 Обозначение неровностей запрещающих дорожного знака искусственных Таблица 3 – Виды вертикальной разметки Номер 2.1.1 2.1.2 2.1.3 Форма, цвет, размеры в м Назначение Обозначение вертикальных поверхностей дорожных сооружений (опор мостов, путепроводов, торцевых частей парапетов и т.п.). 2.1.1 - слева от проезжей части; 2.1.2 - на проезжей части; 2.1.3 - справа от проезжей части данного направления движения 23 Номер Форма, цвет, размеры в м Н < 2,00, В 0,30, а = 0,10; Н < 2,00, В > 0,30, а = 0,15; Н 2,00, В > 0,30, а = 0,20 Назначение 2.2 Обозначение нижнего края пролетного строения путепроводов, мостов, тоннелей 2.3 Обозначение круглых тумб на островках безопасности В 0,30, а = 0,10; В > 0,30, а = 0,15 2.4 Обозначение сигнальных столбиков, надолб, опор тросовых ограждений и т.п. 2.5 Обозначение боковых поверхностей ограждений дорог на опасных участках 2.6 Обозначение ограждений дорог 2.7 Обозначение бордюра на опасных участках и боковых поверхностей возвышающихся островков безопасности l1 = 0,20 - 1,00; l2 = 0,40 - 2,00; l1:l2 = 1:2 24 боковых поверхностей 3.2. Материалы и оборудование для нанесения разметки 3.2.1. Применяемые материалы В настоящее время для разметки используют: - краски; - термопластик; - ленты-полуфабрикаты; - цветные асфальто- и цементобетоны; - кнопки; - металлические и керамические плиты. Требования, предъявляемые к материалам ДР: - малая стоимость; - высокая адгезия (прилипаемость к дорожному покрытию); - шероховатость; - высокая износоустойчивость; - морозо- и теплостойкость; - цветостойкость; - хорошая отражательная способность; - малое время готовности после нанесения; - простота подготовки проезжей части под разметку. Краска для разметки, как и любой лакокрасочный материал, представляет собой комплексный состав, основными компонентами которого являются: - наполнитель (создает необходимую шероховатость, улучшает прочностные и адгезионные свойства); - пигмент (придает нужный цвет); - связующее вещество (связывает пигмент с наполнителем и образует при высыхании пленку); - растворитель (придает краске необходимую вязкость для нанесения на покрытие). Наибольшее распространение для разметки получила нитроэпоксидная эмаль (ЭП5155, НЦ-11 и др.). Время высыхания при температуре окружающего воздуха 18…22°С ограничивается 0,5 часа. Средний расход краски при нанесении разметки 0,4 кг/кв.м. В зависимости от интенсивности движения такую разметку необходимо обновлять через 2 – 4 месяца эксплуатации. Термопластик представляет собой композицию из нескольких составляющих: - связующее вещество (основано на синтетических или природных смолах); - пигмент; - светлые наполнители. Термопластичные массы укладывают на дорожное покрытие в горячем состоянии при температуре 160…180°С. После нанесения термопластика на покрытие при температуре окружающего воздуха 20°С движение может быть открыто уже через 15-20 мин. Расход смеси при толщине разметки 4 мм около 7 кг/кв.м. Срок службы 2-3 года. Для улучшения видимости в темное время разметку выполняют с применением световозвращающих материалов (керамические осколки, крупнозернистый песок, стеклянные микрошарики). Применяют также разметку из белого известняка, который наносят на покрытие методом поверхностной обработки (втапливают в свежий асфальтобетон). Большая трудоемкость, срок службы 3-4 года. Световозвращающие разметочные кнопки целесообразно устанавливать на многополосных дорогах для обозначения границы между встречными потоками или края проезжей части. Кнопки выполняют из металла или износоустойчивого пластика, снабжают катафотами и крепят к проезжей части с помощью штыря или приклеивают с помощью эпоксидного клея к покрытию (см. рисунок 11). 25 а – кнопка, крепящаяся к проезжей части с помощью штыря; б, в – кнопки, приклеивающиеся к покрытию с помощью клея Рисунок 11 – Примеры световозвращающих кнопок, применяемых для дорожной разметки Для повышения эффективности вертикальной разметки применяют световозвращающую пленку, используемую в производстве дорожных знаков. ДО и НУ, размечаемые ДР 2.4, 2.5 и 2.6 должны иметь световозвращающие элементы, которые справа (по ходу движения) должны быть красного цвета, а слева белого. 3.2.2. Машины для нанесения разметки ДР может наноситься вручную (кисть по шаблону; пистолет-краскораспылитель; ручной термоукладчик) или механическим путем (с помощью маркировочной машины). Маркировочные машины классифицируют по признакам: 1 – по назначению; 2 – по типу ходовой части; 3 – по применяемому материалу; 4 – по способу нанесения. По назначению подразделяются: - для городских улиц; - для автомагистралей; - для аэродромов. По типу ходовой части: - ручные механизмы; - ручные самоходные машины; - самоходные машины на автомобильных шасси; - прицепные агрегаты; - навесное оборудование и т.д. По применяемому материалу: - для нанесения краски; - для нанесения термопластика; - для укладки термопластичной пленки; - для установки кнопок,плиток. По способу нанесения краски: - бескомпрессорный способ (самотеком); - пневматическим способом; - кинетическим (безвоздушным) способом. По способу нанесения термопластика: 26 - пневматический; - кинетический; - гравитационный. Старую разметку удаляют методом фрезерования или выжигания струей горящего газа. При нанесении линий разметки краской необходимы следующие операции: 1 – очистка дорожного покрытия от пыли, грязи, следов старой краски, масляных пятен и т.д.; 2 – предварительная разметка линий с помощью намелованного шнура; 3 – подготовка краски (перемешивание, определение вязкости, фильтрация, заправка баков); 4 – нанесение краски на покрытие. Краску наносят в один слой при температуре окружающего воздуха не ниже +5°С. Второй слой наносят через 2 ч после нанесения первого. 27 4. ДОРОЖНЫЕ ОГРАЖДЕНИЯ И НАПРАВЛЯЮЩИЕ УСТРОЙСТВА 4.1. Правила применения дорожных ограждений Дорожные ограждения согласно ГОСТ Р 52289-2004 могут быть удерживающими и ограничивающими. Удерживающие ограждения могут быть барьерного типа и парапетного, их устанавливают: - на обочинах автомобильных дорог; - на газоне, полосе между тротуаром и бровкой земляного полотна, тротуаре городской дороги или улицы; - с обеих сторон проезжей части мостового сооружения; - на разделительной полосе автомобильной дороги, городской дороги или улицы, мостового сооружения. На обочине автомобильной дороги барьерное ограждение устанавливают на расстоянии 0,50 – 0,85 м от бровки земляного полотна до стойки барьерного ограждения; парапетное ограждение – на расстоянии 0,50 м от бровки земляного полотна до ближнего края парапетного ограждения и не менее 1,00 м от кромки проезжей части до лицевой поверхности балки ограждения или до ближнего края парапетного ограждения (см. рисунки 12 а, е). 1 – проезжая часть; 2 – укрепительная полоса; 3 – недеформированное барьерное ограждение; 4 – деформированное барьерное ограждение; 5 – парапетное ограждение; 6 – основание ограждения; 7 – массивная опора; 8 – плита мостового сооружения Рисунок 12 – Правила установки удерживающих ограждений на автодорогах 28 При наличии на обочине или откосе насыпи массивного препятствия парапетное ограждение устанавливают на расстоянии 0,30 – 0,50 м от него (см. рисунок 12 ж). На боковых сторонах городской дороги и улицы ограждения устанавливают на газоне между проезжей частью и тротуаром (см. рисунок 13 а, б), а если невозможно установить ограждение на газоне или если он отсутствует – между бровкой земляного полотна и внешним краем тротуара (см. рисунок 13 в-е). Если и такая возможность отсутствует – на тротуаре, примыкающем к проезжей части (см. рисунок 13 ж). 1 – проезжая часть; 2 – бортовой камень; 3 – недеформированное барьерное ограждение; 4 – деформированное барьерное ограждение; 5 – подземные инженерные сети; 6 – тротуар; 7 – массивная опора; 8 – бровка земляного полотна Рисунок 13 – Правила установки удерживающих ограждений на городских дорогах Высота удерживающих ограждений должна быть: - на автомобильных дорогах, городских дорогах и улицах, разделительных полосах мостового сооружения (при отсутствии тротуаров и служебных проходов) – 0,75 – 1,10 м; - на мостовых сооружениях на автомобильных дорогах, городских дорогах и улицах (при отсутствии тротуаров и служебных проходов) – 1,10 – 1,50 м; - на мостовых сооружениях на автомобильных дорогах, городских дорогах и улицах (при наличии тротуаров и служебных проходов) – 0,60 – 1,30 м. Световозвращатели размещают: - на барьерных ограждениях с балкой волнистого профиля (в углублении в средней части поперечного профиля балки); 29 - на барьерных ограждениях с балкой неволнистого профиля (над верхней гранью верхней балки или на опоре над ней); - на парапетных ограждениях (на верхней плоскости ограждений). Световозвращатели устанавливают по всей длине ограждения с интервалом 4 м. Удерживающие пешеходные ограждения (перила) применяют у внешнего края тротуара на мостовом сооружении или на насыпи высотой более 1 м на расстоянии не менее 0,3 м от бровки земляного полотна, высота перил должна быть не менее 1,1 м. Ограничивающие пешеходные ограждения применяют: - перильного типа или сетки на разделительных полосах шириной не менее 1 м между основной проезжей частью и местным проездом – напротив остановок МТС с подземными или надземными пешеходными переходами в пределах длины остановочной площадки, на протяжении не менее 20 м в каждую сторону; - перильного типа – у наземных пешеходных переходов со светофорным регулированием с двух сторон дороги, на протяжении не менее 50 м в каждую сторону от пешеходного перехода, а также на участках, где интенсивность пешеходов превышает 1000 чел./ч на одну полосу тротуара при разрешенной остановке или стоянке транспортных средств и 750 чел./ч – при запрещенной остановке или стоянке. Ограничивающие пешеходные ограждения устанавливают: - перильного типа или сетки – на разделительной полосе между основной проезжей частью и местным проездом на расстоянии не менее 0,3 м от кромки проезжей части; - перильного типа – у внешнего края тротуара у наземных пешеходных переходов со светофорным регулированием, на расстоянии не менее 0,3 м от лицевой поверхности бортового камня. Высота ограничивающих пешеходных ограждений должна быть: - 0,8 – 1,0 м – перильного типа; - 1,2 – 1,5 м – сеток. 4.2. Правила применения направляющих устройств Сигнальные столбики устанавливают на автомобильных дорогах без искусственного освещения при условиях, не требующих установки удерживающих ограждений: - в пределах кривых в продольном профиле (радиус от 500 до 8000 м) и на подходах к ним при высоте насыпи не менее 2 м, интенсивности движения не менее 1000 ед./сут. (см. рисунок 14); - в пределах кривых в плане (радиус от 50 до 600 м) и на подходах к ним при высоте насыпи не менее 1 м (см. рисунок 15); - на прямолинейных участках дорог при высоте насыпи не менее 2 м и интенсивности движения не менее 1000 м ед./сут – через 50 м; - на кривых сопряжений пересечений и примыканий автомобильных дорог в одном уровне – через 3 м; - на железнодорожных переездах – с обеих сторон переезда на участке от 2,5 до 16,0 м от крайних рельсов через каждые 1,5 м; - у водопропускных труб – по три столбика с каждой стороны дороги через каждые 10 м до и после трубы; - на дорогах I категории – на всем протяжении через 50 м. Сигнальные столбики устанавливают на обочине на расстоянии 0,35 м от бровки земляного полотна, при этом расстояние от края проезжей части до столбика должно составлять не менее 1,00 м. 30 Рисунок 14 – Установка сигнальных столбиков в пределах кривых в продольном профиле Рисунок 15 – Установка сигнальных столбиков в пределах кривых в плане Тумбы с искусственным освещением устанавливают в населенных пунктах в начале разделительной полосы и перед торцевыми частями подпорных стенок транспортного тоннеля, а также на приподнятых островках безопасности и приподнятых направляющих островках. Высота тумб должна составлять 0,75 – 0,80 м. Направляющие островки, выделенные на проезжей части разметкой или бордюрным камнем, устраивают на дорогах при суммарной интенсивности движения на перекрестках не менее 1000 ед./ сут, когда число поворачивающих транспортных средств составляет 10% и более на дорогах вне населенных пунктов, 20% и более – в населенных пунктах. Высота приподнятого направляющего островка должна быть 15 см. Островки безопасности, выделенные на проезжей части разметкой или бордюрным камнем, устраивают на наземных пешеходных переходах при интенсивности движения транспортных средств не менее 400 ед./ч на одну полосу и на расстоянии между тротуаром и краем островка не менее 10,5 м. Высота приподнятого островка безопасности должна быть 10 см. 31 5. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЗАЦИИ ДВИЖЕНИЯ ПЕШЕХОДОВ 5.1. Обустройство пешеходных переходов При устройстве пешеходных переходов в качестве ТСОДД могут применяться: - дорожные знаки; - дорожную разметку; - островки безопасности; - пешеходные ограждения; - искусственные дорожные неровности; - транспортные и пешеходные светофоры. Пешеходный переход на проезжей части обозначают знаками 5.19.1 и 5.19.2, а также разметкой 1.14.1 или 1.14.2. ДЗ 5.19.1 устанавливают справа от дороги, ДЗ 5.19.2 – слева. На дорогах с разделительной полосой знаки 5.19.1 и 5.19.2 устанавливают на разделительной полосе соответственно справа или слева от каждой проезжей части. ДЗ 5.19.1 устанавливают на ближней границе перехода, ДЗ 5.19.2 – на дальней (по ходу движения транспорта). Знаки на размеченном пешеходном переходе устанавливают на расстоянии не более 1 м от границы перехода. ДЗ 5.19.2 допускается размещать на оборотной стороне ДЗ 5.19.1. На пешеходных переходах, расположенных в зоне регулируемых перекрестков, при наличии разметки перехода установка знаков 5.19.1 и 5.19.2 не обязательна. Ширина перехода определяется с учетом интенсивности пешеходного движения из расчета 1 м на каждые 500 пешеходов в час, но не должна быть менее 4 м. При ширине перехода менее 6 м применяется разметка 1.14.1, при большей ширине – ДР 1.14.2. Для предупреждения водителей о предстоящем пешеходном переходе применяют ДЗ 1.22. Вне населенных пунктах этот знак устанавливают перед каждым пешеходным переходом, а в населенных пунктах его устанавливают, когда расстояние видимости перехода менее 150 м. Внеуличный пешеходный переход (подземный или надземный) обозначают знаками 6.6 или 6.7. Знаки устанавливают изображением навстречу движению основных пешеходных потоков у лестничных сходов пешеходных тоннелей, мостов и путепроводов. На пешеходных переходах большого протяжения (шириной проезжей части более 14 м) целесообразно устройство островков безопасности. Ширину островка определяют шириной центральной разделительной полосы, а при ее отсутствии принимают не менее 2 м. На островке безопасности наносят разметку 1.16.1. На защитных элементах устанавливают колонки светофоров или тумбы с ДЗ 4.2.1 – 4.2.3. На боковую поверхность защитных элементов наносят вертикальную разметку 2.7 (см. рисунок 16). Рисунок 16 – Оборудование островка безопасности 32 Для предотвращения неконтролируемого выхода пешеходов на проезжую часть применяют направляющие пешеходные ограждения. Длину пешеходных ограждений на перегонах улиц принимают не менее 50 м в каждую сторону от пешеходных переходов. На перекрестках, если переход выполняется как продолжение тротуара, ограждение устанавливают на расстоянии не менее 30 м от перехода в глубь квартала. При отнесенном пешеходном переходе (в глубь квартала) ограждение устанавливают на закруглении тротуара на углу перекрестка. Регулируемый пешеходный переход помимо транспортных и пешеходных светофоров может быть оборудован ТВП. Обычно ТВП крепится на специальных опорах, устанавливаемых перед пешеходным переходом, или может располагаться на опорах светофоров. При нажатии пешеходом кнопки на лицевой панели ТВП заявка в виде импульса посылается в ДК, где анализируется состояние светофорной сигнализации и определяется момент включения разрешающего сигнала на вызываемом пешеходном направлении. В исходном состоянии на табло постоянно включена надпись «Для перехода нажмите кнопку». При подаче заявки это табло гаснет и включается табло «Ждите зеленый сигнал светофора». При включении разрешающего для пешеходов сигнала светофора это табло также гаснет. Транспортный поток останавливается лишь по истечении расчетной длительности зеленого сигнала светофора на магистрали. В силу этой же причины не мог быть немедленно реализован повторный вызов пешеходной фазы, если он следовал непосредственно за первым. В этом случае на табло, расположенном рядом с кнопкой вызова пешеходной фазы, высвечивалась надпись «Ждите». Рисунок 17 – Регулируемый пешеходный переход 5.2. Правила применения искусственных неровностей Для повышения безопасности движения перед нерегулируемым пешеходным переходом целесообразно устройство искусственной неровности по ГОСТ Р 52605-2006. Конструкции ИН в зависимости от технологии изготовления подразделяют на монолитные и сборно-разборные. Длина ИН должна быть не менее ширины проезжей части. Монолитные конструкции ИН должны быть изготовлены из асфальтобетона. В зависимости от поперечного профиля ИН подразделяют на два типа: - волнообразные (см. рисунок 18 а); - трапециевидные (см. рисунок 18 б). 33 а - волнообразная ИН б - трапециевидная ИН Рисунок 18 – Поперечные профили искусственных неровностей Сборно-разборная конструкция ИН может состоять из ряда однотипных геометрических совместимых и краевых элементов (см. рисунок 19). а - ИН из одной части основного б - ИН из двух частей основного и краевого и краевого элементов элементов Рисунок 19 – Конструкция сборно-разборной искусственной неровности ИН устраивают на дорогах с асфальтобетонным и цементобетонным покрытием на участках с искусственным освещением. ИН устраивают: 1 – перед детскими и юношескими учебно-воспитательными учреждениями, детскими площадками, местами массового отдыха, стадионами, вокзалами, магазинами и другими объектами массовой концентрации пешеходов, на транспортно-пешеходных и пешеходно-транспортных магистральных улицах районного значения, на дорогах и улицах местного значения, на парковых дорогах и проездах; 2 – перед опасными участками дорог, на которых введено ограничение скорости движения до 40 км/ч и менее, установленное ДЗ 3.24 или ДЗ 5.31; 3 – перед въездом в жилую зону, обозначенную ДЗ 5.21; 4 – перед нерегулируемыми перекрестками с обеспеченной видимостью транспортных средств, приближающихся по пересекаемой дороге, на расстоянии от 30 до 50 м до ДЗ 2.5; 5 – от 10 до 15 м до начала участков дорог, являющихся участками концентрации ДТП; 6 – от 10 до 15 м до наземных нерегулируемых пешеходных переходов у детских и юношеских учебно-воспитательных учреждений, детских площадок, мест массового отдыха, стадионов, вокзалов, крупных магазинов, станций метро; 7 – с чередованием через 50 м друг от друга в зоне действия ДЗ 1.23. 34 Не допускается устраивать ИН в следующих случаях: 1 – на дорогах федерального значения; 2 – на дорогах регионального значения с числом полос движения 4 и более (кроме участков, проходящих по территории городов и населенных пунктов с числом жителей более 1000 человек); 3 – на остановочных площадках МТС или соседних с ними полосах движения и отгонах уширений проезжей части; 4 – на мостах, путепроводах, эстакадах, в тоннелях и проездах под мостами; 5 – на расстоянии менее 100 м от железнодорожных переездов; 6 – на магистральных дорогах скоростного движения в городах и магистральных улицах общегородского значения непрерывного движения; 7 – на подъездах к больницам, станциям скорой медицинской помощи, пожарным станциям, автобусным и троллейбусным паркам, гаражам и площадкам для стоянки автомобилей аварийных служб; 8 – над смотровыми колодцами подземных коммуникаций. Нерегулируемый пешеходный переход может быть совмещен с ИН. В этом случае применяется трапециевидная неровность (см. рисунок 20), высота гребня неровности 0,1 м, длина наклонного участка при ограничении скорости до 20 – 30 км/ч составляет 1,0 – 1,15 м и до 40 км/ч – 1,75 – 2,0 м.На гребень ИН наносится ДР 1.4.1, на наклонную часть ДР 1.25. Рисунок 20 – Нерегулируемый пешеходный переход, совмещенный с ИН 35 6. СВЕТОФОРЫ ДОРОЖНЫЕ 6.1. Типы светофоров и их назначение Светофоры предназначены для поочередного пропуска участников движения через определенный участок УДС, а также для обозначения опасных участков дорог. В зависимости от условий светофоры применяются для управления движением в определенных направлениях или по отдельным полосам данного направления: - в местах, где встречаются конфликтующие транспортные, а также транспортные и пешеходные потоки (перекрестки, пешеходные переходы); - по полосам, где направление движения может меняться на противоположное (реверсивное движение); - на железнодорожных переездах, разводных мостах, причалах, паромах, переправах; - при выездах автомобилей спецслужб на дороги с интенсивным движением; - для управления движением МТС. В зависимости от назначения светофоры по ГОСТ Р 52282 – 2004 подразделяются на две группы: Т – транспортные; П – пешеходные. В каждой группе светофоры подразделяются на типы и исполнения. Светофорам присвоены индексы, в которых первая буква соответствует группе, цифра – типу светофора, последующие буквы – его исполнению, следующая цифра – варианту конструкции. Обозначения исполнения светофора: п – с правой дополнительной секцией; л – то же, с левой; пл – с правой и левой дополнительными секциями; г – с горизонтальным расположением сигналов; ж – с дополнительным сигналом желтого цвета; д – с двойным сигналом. Например, Т.1.п – транспортный светофор типа 1 с правой дополнительной секцией. Стандарт предусматривает десять типов транспортных светофоров и два типа пешеходных (см. рисунки 21 – 40). Транспортные светофоры типов 1 (без учета сигналов дополнительных секций) и 2 имеют три сигнала круглой формы диаметром 200 или 300 мм, расположенных вертикально (допускается горизонтальное расположение для типа 1). Дополнительные секции применяются только со светофорами типа 1 с вертикальным расположением сигналов и имеют сигнал в виде стрелки на черном фоне круглой формы. Для улучшения распознавания водителем дополнительной секции на рассеивателе основного зеленого сигнала светофора наносят контуры стрел, указывающих разрешенных этим сигналом направления движения. С этой же целью при наличии дополнительных секций светофор оборудуют белым прямоугольным экраном, выступающим за габариты светофора. Светофоры типа 1 применяют для регулирования всех направлений движения на перекрестке. 36 Рисунок 21 – Светофор транспортный Т.1 Рисунок 22 – Светофор транспортный Т.1.п Рисунок 23 – Светофор транспортный Т.1.л Рисунок 24 – Светофор транспортный Т.1.пл Рисунок 25 – Светофор транспортный Т.1.г 37 Для транспортных светофоров типа 2 стрелки, указывающие разрешенное (запрещенное) направление движения, наносят на всех рассеивателях. Светофоры типа 2 применяют для регулирования движения в определенных направлениях и только в тех случаях, когда транспортный поток в этих направлениях не имеет пересечений или слияний с другими транспортными или пешеходными потоками (бесконфликтное регулирование). При достаточно широкой проезжей части с числом полос на подходе к перекрестку более четырех целесообразно светофоры этого типа использовать для регулирования движения по полосам. Рисунок 26 – Светофор транспортный Т.2 Транспортные светофоры типа 3 применяют в качестве повторителей сигналов светофоров типа 1. По своему внешнему виду они напоминают светофоры этого типа, однако в отличие от них имеют меньшие габаритные размеры и диаметры сигналов 100 мм. Светофор типа 3 размещают под основным светофором на высоте 1,5 – 2 м от проезжей части, если затруднена видимость сигналов основного светофора для водителя, остановившегося у стоп-линии. Светофоры этого типа могут применяться также для управления велосипедным движением в местах пересечения дороги с велосипедной дорожкой. В этом случае под ними укрепляют табличку белого цвета с изображением символа велосипеда. Рисунок 27 – Светофор транспортный Т.3 Рисунок 28 – Светофор транспортный Т.3.п Рисунок 29 – Светофор транспортный Т.3.л 38 Транспортные светофоры типа 4 применяют для управления въездами на отдельные полосы движения (при организации реверсивного движения). Светофоры этого типа устанавливают над каждой полосой в ее начале. Символы (красный крест, зеленая стрелка вниз и желтая наклонная стрелка) выполняются на черном фоне. Габаритные размеры каждого символа 450х500 мм. Светофоры типа 4 могут применяться вместе со светофорами типа 1, если реверсивное движение организовано не по всей ширине проезжей части. В этом случае действие светофоров типа 1 не распространяется на полосы с реверсивным движением. Рисунок 30 – Светофор транспортный Т.4 Рисунок 31 – Светофор транспортный Т.4.Ж Транспортный светофор типа 5 имеет четыре сигнала бело-лунного цвета круглой формы диаметром 100 мм. Данный светофор применяют в случаях бесконфликтного регулирования движения МТС, движущихся по специально выделенной полосе. Рисунок 32 – Светофор транспортный Т.5 Транспортные светофоры типа 6 имеют два (реже один) красных сигнала круглой формы, расположенных горизонтально и работающих в режиме попеременного мигания. При разрешении движения транспортных средств сигналы выключаются. Светофоры данного типа устанавливают перед железнодорожными переездами, разводными мостами, причалами паромных переправ. Рисунок 33 – Светофор транспортный Т.6 39 Рисунок 34 – Светофор транспортный Т.6.Д Светофор типа 7 имеет один сигнал желтого цвета, постоянно работающий в режиме мигания. Его применяют на нерегулируемых перекрестках повышенной опасности. Рисунок 35 – Светофор транспортный Т.7 Транспортные светофоры типа 8 имеют два расположенных вертикально сигнала красного и зеленого цветов круглой формы диаметром 200 или 300 мм. Их применяют при временном сужении проезжей части, когда организуют попеременное движение по одной полосе. Кроме того, светофоры типа 8 применяют также для управления малоинтенсивным движением на внутренних территориях предприятий, организаций и т.д. Рисунок 36 – Светофор транспортный Т.8 Светофоры типа 9 имеют три сигнала круглой формы красного, желтого и зеленого цветов с нанесенными на рассеиватели сигналов контурами велосипедов. Их применяют для регулирования движения велосипедистов в местах пересечения велосипедной дорожки с проезжей частью дороги или регулируемым пешеходным переходом. Рисунок 37 – Светофор транспортный Т.9 40 Светофор типа 10 имеет один сигнал круглой формы бело-лунного цвета и может применяться со светофорами Т.6. В период их работы светофор Т.10 выключен. Рисунок 38 – Светофор транспортный Т.10 Пешеходные светофоры имеют два вертикально расположенных сигнала круглой или квадратной формы с диаметром круга или стороной квадрата 200 или 300 мм. Верхний сигнал – красный силуэт стоящего пешехода, нижний – зеленый силуэт идущего пешехода. Пешеходными светофорами оборудуют все пешеходные переходы на управляемом светофорами перекрестке или регулируемом пешеходном переходе. Рисунок 39 – Светофор пешеходный П.1 Рисунок 40 – Светофор пешеходный П.2 6.2. Конструкция светофоров и требования к светотехническим параметрам 6.2.1. Светотехнические параметры Дальность видимости сигнала светофора определяется из условий своевременной остановки транспортных средств на запрещающий сигнал. При этом остановочный путь рассчитывают исходя не из аварийного, а из служебного торможения (замедление 2 – 4 м/с2). Принятое в настоящее время в качестве нормативного минимальное расстояние видимости сигнала – 100 м. Расстояние видимости сигнала определяет светотехнические параметры светофора (см. формулу 4): Lс = √lα/Еп, 41 (4) где Lс – расстояние видимости сигнала, м; lа – сила света оптической системы под углом α к ее оси, Кд; Еп – пороговая освещенность на зрачке глаза водителя, при которой он уверенно опознает сигнал, лк (Еп = 6∙10-4…12∙10-4 в дневное время и Еп = 0,8∙10-6…2∙10-6 в темное время суток). Исходя из высоты установки светофора, ширины проезжей части и особенности бокового зрения водителя ширина светового пучка сигнала: - ±10º в горизонтальной плоскости; - 8º вниз от нулевого значения в вертикальной плоскости. Осевая сила света современных светофоров в среднем составляет 200 Кд. 6.2.2. Устройство светофора Светофор состоит из отдельных секций, каждая из которых предназначена для определенного сигнала. В зависимости от типа светофора секции могут иметь различные конструктивные особенности. Общим для всех секций является наличие оптического устройства (см. рисунок 41). Рисунок 41 – Устройство светофора Секции светофора соединены между собой резьбовыми пустотелыми втулками 1, через которые пропущены провода. Секция представляет собой корпус 8 с крышкой 6 и противосолнечным козырьком 4 из листовой стали или ударопрочной пластмассы. В крышке смонтировано оптическое устройство, состоящее из отражателя 7, цветного светофильтра 3, резинового кольца-уплотнителя 5 и подвижного стакана 10 с электролампой. Оптическое устройство крепится к крышке четырьмя лапками 2. В закрытом положении крышка удерживается двумя пружинными замками. В нижней секции установлена распределительная колодка 9 для подключения питания и электромонтажа внутри светофора. Отражатели должны иметь заземление. 6.2.3. Источники света В качестве источников света применяют лампы накаливания общего и специального назначения. Основные недостатки ламп накаливания: - большая протяженность нити (плохо поддается фокусировке); - низкая виброустойчивость; - небольшой срок службы (500 – 800 ч). В некоторых конструкциях светофоров в качестве источника света используют низковольтные галогенные лампы. Обладая при малых размерах повышенной удельной 42 светоотдачей и компактной нитью, эти лампы хорошо фокусируются (однако широкого распространения не получили из-за сравнительно высокой стоимости и необходимости применения понижающих трансформаторов). Иногда в целях повышения надежности светофора для одного сигнала используют две одновременно работающие лампы накаливания. Это требует установки специального отражателя и бифокальной линзы (однако это связано с усложнением и удорожанием конструкции). В качестве источника света в светофорах французской фирмы «Силек» используется изогнутая газосветная трубка. В ней содержится наполнитель красного, желтого или зеленого цвета, что исключает необходимость использования цветного светофильтра (однако не смотря на сравнительно большой срок службы они уступают по силе света лампам накаливания). Широкое распространение получили светоизлучающие диоды (СИД). СИД одного цвета смонтированы в светоблоках. Благодаря их параллельному включению перегорание нескольких СИД (до 25%) не нарушает информационную характеристику сигнала светофора. Использование СИД исключает применение отражателей и светофильтров. Плата закрыта лишь прозрачным рассеивателем (у них высокая долговечность, до 15 лет; снижено потребление электроэнергии по сравнению с лампами накаливания, в 5 – 12 раз; отсутствие фантомного эффекта). Варианты источников света в светофорах показаны на рисунке 42. а – две лампы накаливания; б – газосветная трубка; в – светодиод; г – использование светодиодов в светофоре Рисунок 42 – Варианты источников света 6.2.4. Светофильтры В светофорах применяются светофильтры-рассеиватели и светофильтры-линзы. Светофильтры-рассеиватели обеспечивают необходимое перераспределение светового потока в пространстве. Для этих целей на их внутренней стороне формируется узорчатый, ромбический, призматический или каплевидный рисунок. Важной характеристикой является угол рассеяния – наибольший угол, в пределах которого сила света уменьшается вдвое по сравнению с ее осевым значением. Для современных 43 светофильтров этот угол находится в пределах 5 - 15º, что обеспечивает нормативную дальность видимости сигнала на многополосных дорогах 100 м. Светофильтры-линзы способствуют концентрации светового потока. Их использование позволяет отказаться от отражателя и уменьшить диаметр сигнала до 100 мм. Светофоры с такими светофильтрами применяют, когда видимость сигнала должна быть обеспечена в достаточно узких пределах – на одной-двух полосах движения. Светофильтры могут изготавливаться из стекла или пластмассы. 6.2.5. Отражатели Конструкция отражателя характеризуется двумя основными внутренними поверхностями: 1 – параболоидной (обеспечивает концентрацию светового потока); 2 – конической или цилиндрической (предназначена для увеличения глубины отражателя и тем самым уменьшает выгорание красителя светофильтра). При коротком фокусном расстоянии f (см. рисунок 43) появляется опасность возникновения фантомного эффекта, когда луч от постороннего источника света, попадая на отражатель вновь возвращается к наблюдателю. Уменьшение расстояния l от линзы до фокуса К за счет ликвидации конической части отражателя способствует снижению фантомного эффекта, но требует применения специальных малогабаритных ламп. Рисунок 43 – Отражатель оптического устройства светофора В конструкциях современных отражателей фокальную плоскость АА максимально приближают к плоскости светового отверстия, за которой начинается коническая поверхность. При этом выдерживаются следующие соотношения: l/f = 1,4 и f = 0,25D, где D – диаметр светового отверстия отражателя, мм. Отражатель может изготавливаться из: - алюминиевых сплавов; - пластмассы с напылением отражающего слоя; - прозрачной пластмассы с впрессованной зеркальной фольгой. 44 (5) 6.2.6. Антифантомные устройства Возникновение ложного сигнала светофора (фантомный эффект) может наблюдаться при низком положении солнца (происходит одновременно свечение всех сигналов светофора). Методы, позволяющие устранить фантомный эффект связаны с некоторыми изменениями конструкции отражателя или светофильтра: - отражатель с антифантомным крестом (см. рисунок 44 а) представляет собой взаимно перпендикулярные сегментные пластины с прорезями для размещения галогенной лампы. Луч света, попадающий от постороннего источника на отражатель, отклоняется и поглощается зачерненными поверхностями пластин. В то же время пластины практически полностью пропускают лучи от лампы светофора; - установка специальной антифантомной линзы перед светофильтромрассеивателем 1 (см. рисунок 44 б), состоящей из двух частей 2 и 3, каждая из которых имеет пилообразный профиль. Луч солнца, попадая на наклонную поверхность 4, отбрасывается на горизонтальную зачерненную ступеньку 5 и поглощается; - установка перед внутренней поверхностью светофильтра перегородки сотовой конструкции, которая пропускает горизонтальный световой поток оптического устройства светофора, однако задерживает солнечные лучи, если они имеют хотя бы небольшое отклонение от горизонтали. а – антифантомный крест; б – линза, поглощающая солнечные лучи Рисунок 44 – Устройства, устраняющие фантомный эффект 6.3. Правила установки светофоров Способы установки светофоров: - на трубчатых колонках; - на ударобезопасных колонках; - на ослабленных колонках; - на консолях; - на арках; - на фермах; - на подвесках (тросовых растяжках); - на кронштейнах, прикрепляемых к существующим опорам или стенам зданий. Светофоры располагают таким образом, чтобы обеспечить наилучшую видимость их сигналов участниками движения. С этой же целью применяют, помимо основных, светофоры – дублеры и светофоры – повторители. Дублируются, как правило, транспортные светофоры типов 1, 2 и 8, если управляемое ими движение осуществляется по двум полосам и более. 45 а – на перекрестке; б – на разделительной полосе и над проезжей частью Рисунок 45 – Пример размещения светофоров Наилучшая видимость сигналов достигается при установке светофоров над проезжей частью на высоте 5 – 6 м или сбоку от нее на высоте 2 – 3 м (для пешеходов 2 – 2,5 м) см. рисунок 46. Рисунок 46 – Правила установки светофоров различных типов исполнений В плане транспортные светофоры устанавливают за стоп-линией. Расстояние от нее до светофора не должно быть менее 10 м, если светофор расположен над проезжей частью, и 3 м при его установке сбоку. Уменьшить эти расстояния можно до 5 и 1 м, соответственно, используя светофоры-повторители. Пешеходные светофоры не должны отстоять от ближайшей границы пешеходного перехода более чем на 1 м. 46 7. ДОРОЖНЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ 7.1. Назначение и классификация дорожных контроллеров ДК предназначены для переключения сигналов светофоров и символов УЗН. Помимо этого, в зависимости от конструкции ДК могут сигнализировать о выполнении поступающих команд из ЦУПа и исправности самого ДК, а также выступать в роли командного устройства для групп других ДК при объединении нескольких перекрестков в единую систему управления. ДК делятся на локальные и системные. ДКЛУ управляют светофорной сигнализацией только с учетом условий движения на данном перекрестке (обмен информацией с ДК других перекрестков и ЦУП не предусмотрен). К ДКЛУ относятся следующие типы: 1. ДК жесткого управления с фиксированными длительностями фаз или разрешающих сигналов по отдельным направлениям перекрестка; 2. Вызывные устройства, которые обеспечивают переключение светофорных сигналов по вызову пешехода или транспортными средствами, прибывающими с прилегающих к магистрали улиц; 3. ДК адаптивного управления, обеспечивающие непостоянную длительность фаз (разрешающих сигналов). Они предназначены для управления движением на перекрестках, где интенсивность движения не высока и часто изменяется в течение суток. Длительность сигналов так же, как и всего цикла регулирования, меняется в заранее заданных пределах от минимального до максимального значения. ДКСУ переключают сигналы светофоров по командам ЦУПа или какого-либо ДК, включенного в систему и выполняющего роль координатора. К ДКСУ относятся следующие типы: 1. Программные контроллеры жесткого управления. Они управляют движением по одной из нескольких заранее заданных временных программ, заложенных в ДК. Все входящие в систему ДК подключены к магистральному каналу связи (каналам). Программа и момент ее включения выбираются по команде одного из контроллеров или ЦУПа; 2. Контроллеры непосредственного подчинения жесткого и адаптивного управления. Каждый из них, как правило, имеет отдельный канал связи с ЦУП. Момент включения и длительность сигналов зависят от команд, поступающих из ЦУП по указанным каналам связи. В свою очередь, каждый ДК по этим же каналам информирует ЦУП о режиме функционирования и исправности своего оборудования. ДК адаптивного управления имеют возможность коррекции управляющих воздействий ЦУП. Каждый такой ДК имеет, как правило, одну заложенную в него программу, выполняющую роль резервной. Они реализуются при нарушении связи с ЦУП, когда ДК временно переходит на локальный режим управления; 3. Контроллеры для переключения символов УЗН, УСК и динамических информационных табло. Такие ДК, как правило, применяются в рамках АСУД, поэтому они относятся к классу системных. По конструктивному признаку ДК могут быть выполнены: - на базе электромеханических схем (в настоящее время не производятся); - на базе электронно-релейных схем; - на базе электронных схем (микропроцессоры). 47 7.2. Структурная схема контроллера и режимы работы Общая структурная схема контроллера приведена на рисунке 47. Рисунок 47 – Обобщенная структурная схема контроллера Основные устройства ДК: - блок управления (предназначен для формирования длительности основных и промежуточных тактов регулирования); - силовая часть (предназначена для переключения сигналов светофоров), работает по командам блока управления. При необходимости ручного управления перекрестком (спецрежимы, наладка ДК), используется пульт управления, который может быть встроенным или выносным. Современные ДКЛУ содержат все блоки, показанные на рисунке 47, кроме блока 1, который используется, если ДК подключается к системе управления. В этом случае блок 1 расшифровывает поступающую с ЦУПа информацию, формирует ответную телесигнализацию для передачи ее в линию связи. Блок опорных импульсов формирует импульсы, необходимые как для работы самого ДК, так и его телеуправления. Блок контроля следит за правильностью отработки тактов светофорной сигнализации, а также за исправностью силовых цепей ДК. Кроме того, каждый ДК имеет защиту от коротких замыканий и схему заземления. Контроллеры могут работать в режимах, указанных в таблице 3. В этой же таблице указаны приоритеты каждого режима и их источники управления. Таблица 3 – Приоритеты режимов управления ДК Приоритет Наименование режима Источник управления 1 Аварийный режим ЖМ или ОС Система контроля силовых цепей 2 Встроенный режим ЖМ или ОС Встроенные органы управления 3 Ручное управление Выносной пульт управления (ВПУ-ПК) 4 Зеленая улица ЦУП 5 Диспетчерское управление ЦУП 6 Координированное управление ЦУП 7 Локальный режим Программное устройство от часов реального времени 7.3. Принцип работы блока управления Блок управления формирует длительности основных и промежуточных тактов, по окончании которых поступает команда в исполнительное устройство ДК о переключении сигналов светофора. Для отсчета длительности и числа тактов необходим генератор 48 импульсов, частота которого подбирается в зависимости от заданной точности отсчета времени (1 Гц = 1 с). Необходимая частота генератора формируется в блоке опорных импульсов. В качестве генератора импульсов используется схема, формирующая сигналы из частоты промышленной сети переменного тока 50 Гц (см. рисунок 48 а). Если точность отсчета времени 1 с, то с выхода формирователя импульсы поступают на вход счетчика, который имеет предельное число счета, равное 50. При достижении этого числа он выдает импульс в счетчик импульсов. Теперь частота этих импульсов будет равна 1 Гц. а - генератор секундных импульсов; б – структурная схема программнологического устройства Рисунок 48 – Обобщенная схема работы блока управления контроллера Основой устройства является счетно-переключающая схема (см. рисунок 48 б). С выхода генератора импульсов они (импульсы) поступают с необходимой частотой на вход счетчика импульсов блока управления. Число, до которого в данном такте счетчик должен досчитать, задается заранее задатчиком времени. Как только счетчик импульсов досчитает до заданного числа, схема формирования сигналов переключения, связанная со счетчиком, вырабатывает импульс, который поступает в счетчик тактов. Текущее число, записанное в этот счетчик, означает номер действующего в данный момент на перекрестке такта. С каждым новым импульсом, поступающим на вход счетчика тактов, его показатель увеличивается на 1, следовательно, изменяется такт. Изменение происходит только в тот момент, когда счетчик времени заканчивает отсчет длительности очередного такта. Задатчик времени поочередно задает счетчику импульсов в зависимости от текущего номера такта то число импульсов, до которого он должен досчитать. Например, при двухфазной схеме ОД имеются четыре такта, поэтому счетчик тактов в этом случае досчитывает до четырех, а затем вновь сбрасывается до исходного положения. Для определения текущего состояния счетчика тактов используется специальная схема – дешифратор. Он выдает сигналы, соответствующие каждому состоянию, в исполнительные устройства и в задатчик времени. 7.4. Принцип работы микропроцессорного контроллера Начиная со второй половины 90-х гг прошлого века все ДК построены на базе микропроцессоров. Каждый микропроцессор представляет собой миниатюрную ЭВМ с энергозависимой памятью, в которой записывается вся программа управления ДК. Поэтому весь принцип работы основных устройств реализуется программным путем. В память также записывается конфигурация ДК, схема подключения ламп светофоров, работа с линией связи и внешними устройствами и т.п. 49 Команды управления, пришедшие одновременно от нескольких внешних устройств (ЦУП, ВПУ, ТВП, ДТ), разделяются в зависимости от приоритетности этих устройств. Управляющие светофорами ДКМП отличаются более высокой надежностью. Эксплуатация ДК упрощается, т.к. изменение программы его работы не связано с перепайкой перемычек в коммутаторах блоков или заменой самих блоков. В состав ДКМП входят (см. рисунок 49): - вычислительный модуль; - узел ввода-вывода; - силовой узел; - периферийный узел обмена информацией (если ДК работает в составе АСУД); - узел синхронизации программ (если ДК работает в составе АСУД). Рисунок 49 – Структурная схема контроллера микропроцессорного ДКМП Узел синхронизации программ необходим при подключении к ДКМП таких же ДК с целью организации магистральной бесцентровой системы координированного управления. Узел обмена информацией применяется при подключении ДКМП к централизованной системе управления движением (когда группой ДК управляют из ЦУПа). Кроме того, этот же узел используется для связи ДКМП с УЗН или аппаратурой приоритетного пропуска спецтранспорта. Вычислительный модуль включает в себя центральный процессор (ЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и энергонезависимое полупостояноое запоминающее устройство (ППЗУ). ЦП выполняет логические и арифметические операции по формированию команд на переключение сигналов светофора и по обработке информации, поступающей от ДТ и других внешних устройств. В ОЗУ хранятся данные, которые меняются в процессе обработки информации – промежуточные результаты вычислений, входная информация и т.д. В ППЗУ хранятся постоянные или редко меняющиеся массивы информации, необходимые для управления движением на перекрестке. Связь вычислительного модуля со всеми узлами ДКМП обеспечивается через интерфейсную магистраль – средство сопряжения ЭВМ с внешними устройствами. Узел ввода-вывода связывает вычислительный модуль с органами управления ДК и ДТ. К этому узлу подключается инженерная панель (ИП), с которой можно осуществить ввод ОЗУ новых параметров управления, а также ручное включение режимов в соответствии с их приоритетом, заложенным в ДК. На ИП с помощью соответствующей индикации выводится информация о режиме функционирования ДК и его исправности. Силовой узел ДКМП передает информацию от вычислительного модуля к тиристорам и обратно, обеспечивает запоминание информации о включенных тиристорах и бесконтактное переключение ламп светофоров. 50 7.5. ДКС-Д) Устройство и технические характеристики контроллеров (на примере В зависимости от времени выпуска ДК и элементной базы можно выделить три поколения контроллеров: - первое поколение – конец 60-х – 1980 г (только пофазное управление, две-три фазы); - второе поколение (АСС УД) – 1980 – 1985 гг (возможно пофазное и потактное управление. ДК на унифицированных блоках. Применение микросхем.) АСС УД – агрегатная система средств управления дорожным движением. Включает в себя агрегатный комплекс ТСОДД, математическое обеспечение и программное обеспечение. - третье поколение – с 1985 г (возможна работа ДК на любой программе. В ДК применяются микропроцессоры). Контроллер ДКС-Д предназначен для работы на городских перекрестках с малой и средней сложностью организации движения и осуществляют: координированное управление транспортными и пешеходными светофорами в составе АСУД; локальное управление движением транспорта и пешеходов по жесткой временной программе, выбираемой в зависимости от времени суток, дня недели, месяца; оперативное задание режима «Желтое мигание» от встроенного тумблера ЖМ. ДКС-Д могут работать в составе АСУ дорожным движением разных поколений, таких как АСС-УД, АСУД «Сигнал», АСУД-С, КТС-М. ДКСД рассчитаны на непрерывную круглосуточную работу в стационарных условиях на открытом воздухе при температуре от -40 до +50 С. Внешний вид ДКС-Д Технические характеристики ДКС-Д. Максимальное число выходных силовых цепей для подключения групп светофорных ламп – 16. При подключении светодиодных секций сохраняются все функции контроля. Максимальное количество направлений – 6. Максимальное количество регулируемых фаз – 6. Максимальный ток нагрузки, коммутируемый в любой момент времени, – 15 А. Максимальный ток нагрузки одной силовой цепи – не более 3 А для ламповой нагрузки и не более 1,2 А для светодиодной нагрузки. Минимальный ток нагрузки одной силовой цепи соответствует току лампы накаливания мощностью 60 Вт, для светодиодной нагрузки – 40 мА. Контроллеры ДКС-Д обеспечивают возможность щадящего включения ламп, увеличивающего ресурс их работы в 1,5 – 2 раза. ДКС-Д обеспечивают возможность работы ламп при пониженном напряжении питания (режим «полнакала») в вечернее и ночное время суток по команде из ЦУПа. ДКС-Д обеспечивают контроль на перегорание красных ламп. Также ДКС-Д обеспечивают контроль на включение до шести групп зеленых ламп. ДКС-Д обеспечивают контроль перегрузки и короткого замыкания по каждой силовой цепи и при их обнаружении – отключение данной силовой цепи с возможностью сохранения режима переключения фаз либо режима «ЖМ» в случае перегорания с коротким замыканием последней контролируемой красной лампы в группе. 51 ДКС-Д обеспечивают гибкую схему организации движения в следующих сочетаниях: максимальное количество транспортных направлений – 5, шестое направление – «стрелка»; транспортных направлений – 4, пешеходных – 2; любое количестве транспортных, пешеходных направлений и «стрелок» с учетом распределения их по пяти транспортным направлениям. Привязка силовой цепи (тиристора) к цвету осуществляется предварительным программированием специальной микросхемы с помощью стационарной ПЭВМ и может быть частично изменена на месте эксплуатации с помощью пульта инженерного (ПИ). Число вызывных фаз от ТВП – не более 2. Контроллеры ДКС-Д обеспечивают следующие основные временные параметры: - интервал изменения длительности основных тактов – от 1 до 120 с; - интервал изменения длительности промежуточных тактов – от 3 до 20 с; - длительность одновременного включения красного и желтого сигналов светофоров перед включением зеленого сигнала – 3 с; - длительность мигания зеленого сигнала светофоров непосредственно перед его выключением – 3 с; - интервал изменения длительности минимального времени зеленого сигнала светофоров по любому направлению транспорта – от 3 до 60 с; - дискретность изменения временных установок – 1 с; - погрешность отсчета интервалов времени – не более 0,003 %. При отработке «Зеленого мигания» и «Желтого мигания» ДКС-Д обеспечивают следующие параметры мигающих сигналов: число миганий в минуту – 60; длительность включенного состояния ламп светофоров в течение одного мигания – 0,5 с. Дорожные контроллеры ДКС-Д обеспечивают работу в локальном режиме по одной из временных программ, задаваемых внутренним таймером реального времени в зависимости от времени суток, дня недели, месяца. Одна из программ – «Желтое мигание». Максимальное количество временных программ – 8. В течение всего срока службы ДКС-Д обеспечивается сохранение показаний таймера при кратковременном отключении сетевого напряжения. К ДКС-Д возможно подключение пульта инженерного, с помощью которого осуществляется контроль состояния контроллера, ручное управление его работой, установка таймера реального времени и ряд сервисных функций, обеспечивающих возможность запуска ДКС-Д на перекрестке и дальнейшего обеспечения и проверки его работоспособности. Устройство ДКС-Д. ДКС-Д содержит основные составные части, приведенные на рисунке 50 для ДКСД, ДКС-Д16, а также соединительные элементы. Модели ДКС-Д отличаются друг от друга модификацией используемого блока ДКС-Д (наличием или отсутствием в нем платы Ц и модификацией панели ПЛ и платы Р16), а также типом соединительных элементов (под винт или под пружину), типом подключаемой нагрузки (лампы или светодиоды) и размерами компоновочного шкафа, в котором располагаются все составные части контроллера. 52 Рисунок 50 – Состав ДКС-Д Конструктивно ДКС-Д выполнены в виде навесного металлического шкафа, имеющего дверь, закрываемую на секретные замки. На задней стенке шкафа имеются вентиляционные отверстия, защищенные от попадания воды, на днище – отверстия для ввода кабелей. Внутри шкафа в его верхней части установлен по направляющим блок ДКС-Д, в нижней части на кронштейне расположены розетка и предохранитель для подключения к сети внешних потребителей и ответная часть разъема для стыковки с блоком. С лицевой стороны блока слева находится панель ПЛ, справа – силовой узел. Блок имеет мезонинную архитектуру расположения основных составных частей: к панели ПЛ, позади нее, укреплена плата Р16, к тыльной стороне блока укреплена плата ДКС-Д. Указанные части соединяются между собой разъемными жгутами. С тыльной стороны платы ДКС-Д блок защищен экраном. Структура построения ДКС-Д приведена на рисунке 51. Силовой узел предназначен для ввода, распределения и подачи вручную сетевого напряжения, кроме того, он содержит плату УСМ и источник питания ИП-ДКС-Д. Плата УСМ обеспечивает отключение сетевого напряжения (отключение светофоров) по сигналу «ОС конфл.» при возникновении конфликтной ситуации. Источник питания ИПДКС-Д формирует напряжение +5 В для питания остальных узлов, а также формирует признак перехода синусоиды через ноль «Синхр.1» и «Синхр.2». На лицевой панели силового узла расположен автоматический выключатель «СЕТЬ», тумблер для включения источника питания «СЕТЬ ИП», предохранитель «СЕТЬ 2А» и индикатор напряжения «+5 В». Панель ПЛ выполнена в четырех модификациях. С лицевой стороны панели ПЛ и ПЛ-02 расположены: индикаторы единичные «Р» и «Н», которые включаются соответственно при работе и неисправности; предохранители («5 А» для ПЛ и «2 А» для ПЛ-02), обеспечивающие защиту выходных силовых цепей от перегрузок и короткого замыкания; тумблер ЖМ для включения режима ЖМ; розетка «ПИ RS485» для подключения пульта инженерного ПИ по стыку RS485. 53 Рисунок 51 – Структурная схема ДКС-Д С лицевой стороны панелей ПЛ-01 и ПЛ-03 расположены: - индикаторы единичные «Р», «Н» и «ЛС», которые включаются соответственно при работе, неисправности и обмене по линии связи с ЦУП; - предохранители, обеспечивающие защиту выходных силовых цепей от перегрузок и короткого замыкания; - тумблер ЖМ для включения режима ЖМ; - розетка «ПИ RS485» для подключения пульта инженерного ПИ по стыку RS485 и розетка «ИЦ» для подключения имитатора центра ИЦ. С монтажной стороны панели любой модификации слева на стойках размещены: - розетка А3-XS3 «FU1-FU16» для связи панели с платой ДКС-Д по цепям «1F» – «16F»; - вилка А1-ХР1 «Л1-Л8» для связи платы Р16 с платой ДКС-Д по цепям «Л1» – «Л8». Плата ДКС-Д выполняет функции узла управления и контроля, обеспечивающего программно-аппаратным путем реализацию заданных алгоритмов взаимодействия ДКС-Д с внешними устройствами и задач управления светофорной сигнализацией, а также контроль работоспособности. Плата Р16 содержит токосъемные резисторы для контроля перегорания ламп нагрузки (модификация Р16) или светодиодных секций (модификация Р16-01). Принципиальное построение модификаций ДКС-Д приводится на электрической схеме. Сетевое напряжение подается на вилку XP1 силового узла, откуда поступает на тумблер «СЕТЬ ИП» для питания источника ИП-ДКС-Д и на автоматический выключатель «СЕТЬ». 54 Тумблером G1 «СЕТЬ» сетевое напряжение подается через розетку XS2 силового узла на вилку А3-XP2 панели ПЛ (ПЛ-02), откуда общий провод сетевого напряжения подается на плату Р16 (Р16-01) и плату ДКС-Д. Тумблером S1 «СЕТЬ ИП» сетевое напряжение через вставку плавкую FU1 «СЕТЬ 2 А» подается на розетку XS1 силового узла, к которой подключена вилка XP1 источника ИП-ДКС-Д. С вилки XP1 источника ИП-ДКС-Д снимается напряжение «+5 В», которое через розетку XS1 силового узла поступает для включения индикатора «+5 В». Формируемые источником ИП-ДКС-Д напряжения питания через розетку XS1 источника подаются на вилку А3-XP1 панели ПЛ (ПЛ-02), откуда через розетку А3-ХS1 панели ПЛ (ПЛ-02) поступает на вилку XP3 платы ДКС-Д напряжение «+5 В», а на розетку XS5 панели ПЛ (ПЛ-02) – напряжение «+ 5 В ПИ» для питания пульта ПИ. На эту же розетку с вилки ХР2 платы ДКС-Д через розетку А3-ХS4 панели приходят цепи «А» и «B» для обмена по стыку RS485. На вилку XP3 платы ДКС-Д от источника ИП-ДКС-Д передаются через розетку XS1 источника, вилку А3-XP1 и розетку А3-XS1 панели сигналы «Синхр.1» и «Синхр.2». С вилки А4-ХР1 платы ДКС-Д через розетку А3-XS3 и вилку А3-XP2 панели ПЛ (ПЛ-02) транслируются на розетку XS32 силового узла сигналы «ОС конфл.» и «+5 В», поступающие на плату УСМ для отключения питания при возникновении конфликтной ситуации. Связь между платой ДКС-Д и платой Р16 (Р16-01) осуществляется по цепям «Л1» – «Л8» через розетку А4-XS1 платы ДКС-Д и вилку А1-XP1 платы Р16 (Р16-01). Связь между платой ДКС-Д и панелью ПЛ (ПЛ-02) по цепям «FU1» – «U16» осуществляется через вилку А4-XP1 платы ДКС-Д и розетку А3-XS3 панели ПЛ (ПЛ-02). Силовые цепи и цепи связи с ТВП платы ДКС-Д выведены на розетку А4-XS2 платы ДКС-Д. Напряжение питания «+5 В Ц» и «0 В Ц» поступает на розетку XS7 платы Ц (от источника ИП-ДКС-Д через розетку XS1 источника и вилки А3-XP1, А3-ХР5 панели ПЛ01 и ПЛ-03). Цепи обмена информацией по стыку RS485 выведены на розетку XS1 платы Ц и через вилку А3-XP3 панели ПЛ-01 и ПЛ-03 подсоединяются к розетке XS5 панели. 7.6. Адаптивное управление. Основные алгоритмы Параметры управления должны учитывать как суточное изменение интенсивности, так и ее колебания в один и тот же период времени (случайное прибытие транспортных средств к перекрестку). Это возможно при использовании адаптивного управления, имеющего обратную связь с транспортным потоком. Она реализуется с помощью детекторов транспорта, расположенных в зоне перекрестка и обеспечивающих непрерывную информацию о параметрах потока. По способу переработки этой информации алгоритмы адаптивного управления делятся на три группы: 1. Алгоритмы, предусматривающие переключение сигналов светофора по информации о состоянии перекрестка в данном цикле регулирования. 2. Алгоритмы статистической оптимизации, позволяющие по информации о состоянии перекрестка в данный момент определить параметры управления на следующий момент времени на основе вероятного прогнозирования этого состояния. 3. Алгоритмы случайного поиска. Параметры управления изменяются случайно с одновременным анализом критерия эффективности (например, задержки). Управление считается оптимальным при достижении максимума или минимума критерия эффективности (минимума задержки). Для локального управления получили распространение алгоритмы 1-й группы, которые отличаются сравнительной простотой. К ним относятся: 55 1. Алгоритм поиска разрыва в транспортном потоке в направлении действия разрешающего сигнала при фиксированных значениях управляющих параметров (время, определяющее разрыв в потоке, минимальная и максимальная длительность разрешающего сигнала). Сигнал переключается с разрешающего на запрещающий при обнаружении временного интервала между прибывающими к перекрестку автомобилями, большего или равного заданному. В противном случае длительность разрешающего сигнала продлевается на длительность заданного интервала. 2. Алгоритм поиска разрыва при переменных управляющих параметрах, зависящих от условий движения. Такой способ управления является более гибким, т.к. при этом используется большая информация о параметрах потока. В частности, интервал времени, определяющий разрыв в потоке, задается в зависимости от скорости прибывающих к перекрестку автомобилей, минимальная и максимальная длительности разрешающего сигнала зависят от очереди автомобилей соответственно в рассматриваемом и конфликтующем направлениях. 3. Алгоритмы сравнения транспортной задержки на подходе к перекрестку в направлении разрешающего сигнала с транспортной задержкой в конфликтующем направлении. Разрешающие сигналы пропорциональны задержкам в прямом и конфликтующем направлениях. Минимизация общей задержки на перекрестке. 4. Алгоритм, предусматривающий лишь пропуск очередей, образовавшихся в период действия запрещающего сигнала. Сигналы переключаются сразу после проезда стоп-линии последним автомобилем очереди. Реализация алгоритма основана на информации о потоках насыщения на всех подходах к перекрестку. По потоку насыщения определяют временной интервал между автомобилями очереди, покидающей перекресток. Превышение этого интервала означает, что интенсивность движения стала меньше потока насыщения, следовательно, наступил момент смены сигналов. 5. Алгоритм, предусматривающий перераспределение длительности фаз внутри цикла на основе анализа текущих фазовых коэффициентов в конфликтующих направлениях. Длительность разрешающих сигналов при этом способе управления соответствует фактической загрузке направлений движения. Возможно применение этого алгоритма как с постоянным циклом регулирования, так и с переменным, рассчитываемым заново на каждом шаге управления. 56 8. ДЕТЕКТОРЫ ТРАНСПОРТА 8.1. Назначение и классификация ДТ предназначены для обнаружения транспортных средств и определения параметров транспортных потоков. ДТ включает в себя три основных элемента (см. рисунок 52): 1 – чувствительный элемент (ЧЭ); 2 – блок усиления-преобразования; 3 – выходное устройство (ВУ). Рисунок 52 – Общая структурная схема детектора транспорта ЧЭ непосредственно воспринимает факт прохождения или присутствия транспортного средства в контролируемой ДТ зоне в виде изменения какой-либо физической характеристики и вырабатывает первичный сигнал. Усилитель-преобразователь усиливает, обрабатывает и преобразовывает первичные сигналы к виду, удобному для регистрации изменяемого параметра транспортного потока. Он может состоять из двух узлов: первичного и вторичного преобразователей. Первичный преобразователь усиливает и преобразует первичный сигнал к виду, удобному для дальнейшей обработки. Вторичный преобразователь обрабатывает сигналы для определения измеряемых параметров потока, представления их в той или иной физической форме. Выходное устройство предназначено для хранения и передачи по специально выделенным каналам связи в ЦУП или ДК сформированной ДТ информации. По назначению ДТ делятся на: 1 – проходные; 2 – присутствия (полного и ограниченного). Проходные детекторы выдают нормированные по длительности сигналы при появлении транспортного средства в контролируемой ДТ зоне. Параметры сигнала не зависят от времени нахождения в этой зоне транспортного средства (фиксируется только факт появления автомобиля). Детекторы полного присутствия выдают сигналы в течение всего времени нахождения транспортного средства в зоне, контролируемой ДТ (определяют длины очередей, транспортных задержек, занятость проезжей части). Детекторы ограниченного присутствия при длительном нахождении автомобиля в зоне действия «забывают» о нем и сигнал на выходе исчезает, а ДТ продолжает измерения для остальных транспортных средств, появляющихся в зоне измерения. По принципу действия ЧЭ ДТ подразделяются: 1 – контактного типа; 2 – излучения; 3 – измерения параметров электромагнитных систем. ЧЭ контактного типа бывают: - электромеханические; - пневмоэлектрические; - пьезоэлектрические. 57 ЧЭ излучения бывают: - фотоэлектрические; - радиолокационные; - ультразвуковые; - телевизионные. ЧЭ измерения параметров электромагнитных систем бывают: - ферромагнитные; - индуктивные. 8.2. Размещение детекторов Эффективность адаптивного управления во многом определяется местом установки ЧЭ ДТ. Оно определяется характером задач, решаемых в рамках локального и системного управления. При локальном управлении ЧЭ ДТ устанавливают на подходе к перекрестку, обеспечивая реализацию алгоритма МГР. При системном управлении – ДТ необходимы для автоматического выбора необходимой программы координации по транспортной ситуации в районе, определении скорости движения, включения ЗУ, обнаружения заторов. Для реализации алгоритма МГР необходимо установить ЧЭ на таком расстоянии от перекрестка, чтобы автомобиль после обнаружения разрыва, пройдя контролируемую ДТ зону, смог своевременно остановиться перед стоп-линией. Расстояние от ЧЭ ДТ до стоп-линии определяется по остановочному пути: Sдт = vatpк/3,6+v2a/(26aт), (6) где tpк – время реакции водителя на смену сигналов светофора; aт – замедление автомобиля при торможении на запрещающий сигнал, м/с2. По расстоянию Sдт определяют остальные параметры МГР. Подобный подход практически исключает проезд автомобилем перекрестка на желтый сигнал и повышает безопасность движения. Для автоматического выбора программы координации по транспортной ситуации в районе необходимо определить характерные сечения на УДС с установкой в этих местах ДТ. Информация от них должна дать объективную оценку изменения транспортной ситуации во всем районе управления. При этом рассматриваются два типа сечений: - первый тип – сечения в тех местах, где параметры потоков близки по значению параметрам в близлежащей окрестности (определяется интенсивность и скорость движения); - второй тип – сечения в местах, где параметры резко изменяются (потоки сливаются или ответвляются), измеряется только интенсивность движения см. рисунок 53. К местам, где устанавливаются ДТ скорости, предъявляются особые требования: - ЧЭ должны располагаться на второй полосе движения на среднем участке длины перегона; - расстояние от ЧЭ до перекрестка должно быть таковым, чтобы исключались изменения скорости за счет торможения или разгона автомобилей. Скорость определяется по времени проезда автомобилем расстояния между двумя последовательно установленными ЧЭ (обычно принимают 5 м). 58 Рисунок 53 – Пример схемы размещения детекторов для выбора программы координации Наиболее широкое распространение на практике получили пассивные инфракрасные ЧЭ (ДТ-ИК). Их установка не требует вскрытия дорожного полотна, они устанавливаются фиксировано над поверхностью дороги. На объекте устройство ДТ-ИК может монтироваться на светофорной колонке, мостах, эстакадах, столбах освещения (см. рисунок 54). Рисунок 54 – Пример установки ДТ на столбе освещения 8.3. Устройство и основные характеристики детекторов Основные параметры транспортного потока, которые регистрируются с помощью ДТ являются: 1 – моменты времени проезда автомобилями заданных сечений дороги; 2 – интенсивность транспортного потока и объем движения; 3 – средняя пространственная скорость потока на заданном участке дороги и за заданное время измерения; 4 – плотность потока на заданном участке дороги за заданное время измерения; 5 – длина очереди автомобилей у перекрестка в заданном направлении движения. Современные ДТ могут иметь следующие характеристики параметров измерения: - число полос измерения – до 8; - наличие автомобиля в зоне измерения, % - 0 – 100; - занятость, % - 0 – 100; 59 - средняя скорость 0 – 160 км/ч. Устройство ДТ на примере ДТ-ИК показано на рисунке 55. Рисунок 55 – Структурная схема ДТ-ИК На плате ПИК-1 в качестве чувствительного элемента в инфракрасном датчике ИКД применён пассивный пироэлектрический элемент, который обеспечивает необходимое измерение выходного сигнала при изменении температуры в контролируемой зоне на 5 С. Спектр принимаемого ИК излучения исключает влияние на работу датчика чада от выхлопных газов, тумана и водяных паров и обеспечивает независимость от атмосферных условий. Интенсивность контролируемого излучения зависит от температуры объекта, его размеров и структуры поверхности, но не от её цвета или условий освещённости. Поэтому датчик работает круглосуточно. Плата УП-1 содержит процессор, задачей которого является определение наличия ТЕ в контролируемой зоне на основании анализа сигналов, поступивших с ИКД. Светодиод HL2 индицирует поступление стартовых импульсов на устройство. Светодиод HL1 индицирует сигнал прохождения ТЕ, формируемый процессором. ИПТ-3 – источник питания, обеспечивающий работу ПИК-1 и УП-3. Технические характеристики ДТ-ИК. Принцип обнаружения транспортных единиц (ТЕ) – пассивное инфракрасное детектирование. Тип работы – детектор прохождения. Дальность обнаружения ТЕ – 12 м. Максимальный размер контролируемой зоны (КЗ) – 2 м 2 м по одной полосе в одном направлении движения. Диапазон рабочих температур – от - 40 до + 50 С. Питание – напряжение переменного тока 220 В. Потребляемый ток – 30 мА (max). Протокол передачи информации – АСС-УД. 60 9. ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА АСУД 9.1. Классификация систем и технических средств АСУД АСУД – это комплекс технических, программных и организационных мер, обеспечивающих сбор и обработку информации о параметрах транспортных потоков и на основе этого оптимизирующий управление движением. АСУД в зависимости от их назначения и степени технической оснащенности подразделяются на несколько видов: 1. Магистральные координированного управления: - бесцентровые; - централизованные; - централизованные интеллектуальные. 2. Общегородские: - упрощенные; - интеллектуальные; - с управлением на городских дорогах непрерывного движения; - с управлением на дорогах с реверсивным движением. В классификацию технических средств АСУД по функциональным возможностям входят следующие группы: - периферийные технические средства (дорожные контроллеры, детекторы транспорта, контроллер зонального центра); - устройства центрального управляющего пункта (контроллер районного центра, дисплейный пульт оперативного управления, табло коллективного пользования); - контрольно-проверочная аппаратура (имитатор центра, инженерный пульт). Структура АСУД показана на рисунке 56. Рисунок 56 – Обобщенная структурная схема АСУД 9.2. Технические характеристики средств АСУД 9.2.1. Устройства ЦУП АСУД Устройства ЦУПа выполняют функции координации и диспетчерского управления светофорными объектами и в зависимости от назначения могут быть следующих видов: 1 - специальные устройства – контроллер районного центра (КРЦ), выполняющий функции координации светофорной сигнализации в район управления. КРЦ на базе ПЭВМ устанавливаются в помещении центрального управляющего пункта и служат для выполнения функций управляющего вычислительного комплекса (УВК). Данные устройства обладают программным обеспечением и хранят библиотеку программ 61 координации; 2 - дисплейный пульт оперативного управления (ДПОУ). Пульты управления, предназначены для диспетчерского управления светофорной сигнализацией в АСУ дорожным движением. Пульты оперативного управления выполняют функции набора определённых команд управления и визуальной индикации о выполнении посланных команд. Пульты систем, в состав которых входит УВК (АСУД-С), обладают качественно более высокими функциональными возможностями. Это позволяет диспетчеру не только контролировать состояние всех периферийных объектов, но и вмешиваться в управление как отдельным перекрестком, так и группой перекрёстков, организуя специальные режимы: «Зелёная улица», «Жёлтое мигание» и т.д.; 3 - специальные табло коллективного пользования (ТКП), отражающие конфигурацию управляемого района, места установки технических средств и индикацию, позволяющую контролировать их работоспособность. Функциональная нагрузка, выполняемая ТКП, заключается в выдаче диспетчеру информации об отработке и неисправностях технических средств; 4 - аппаратура обмена информацией, построение которой обусловлено алгоритмами сопряжения периферийных устройств с устройствами центрального управляющего пункта системы. Необходимость уменьшения количества линий связи привела к созданию блоков, имеющих возможность обмена информацией по магистральному каналу связи. Однако сложность узлов ввода-вывода информации, их недостаточная надёжность обусловили разработку данных узлов параллельно с использованием радиального канала связи. К устройствам этого типа относятся устройства согласования УС. Структурная схема ЦУП АСУД показана на рисунке 57. Рисунок 57 – Структурная схема ЦУП АСУД Комплекс вычислительных средств ЦУПа включает следующие устройства: - СЕРВЕР – ПЭВМ, обслуживающая локальные сети №1 и 2 и модемную связь; - АРМ ТП – ПЭВМ для сбора и анализа статистических данных о транспортных потоках; - АРМ деж. – ПЭВМ для оперативного дежурного ЦУПа (получение справок, ввод данных, поступающих по телефону); - АРМ прог. – ПЭВМ программиста системы для изменения файлов привязки и перекомпоновки ПО; 62 - ПЭВМ-У – управляющая ПЭВМ на базе КРЦ; - ТКП – табло коллективного пользования (диагональ 116 см) на базе ПЭВМ; - М – модем для выхода в ГТС; - ДПОУ – дисплейный пульт оперативного управления. Необходимо учитывать, что приведенная структура ЦУПа позволяет проводить расширение района управления АСУД добавлением КРЦ. Такая мера позволяет без изменений и реконструкций увеличивать количество охватываемых перекрестков на 48 с каждым КРЦ. Проверка технических средств производится с помощью контрольнодиагностической аппаратуры (КДА), применяемой для контроля работоспособности в процессе функционирования КТС, настройки и программирования периферийных устройств. В состав КДА входят следующие устройства: - инженерный пульт для проверки, настройки и частичного программирования контроллеров серии ДКС; - имитатор центра для проверки подчинения дорожных контроллеров командам из центра. 9.2.2. Контроллер районного центра (КРЦ) КРЦ предназначен для управления дорожными контроллерами, подключаемыми как непосредственно по радиальным каналам связи, так и через контроллеры КЗЦ. Конструктивно КРЦ выполнен в корпусе MIDI TOWER системного блока ПЭВМ. В стандартный блок добавляется субблок ДПА, устанавливаемый на свободное место с подключением к шине ISA. В свободных отсеках, отведенных для дисководов, размещаются субблоки ЛУ16, МБИ и СС. Связь субблоков между собой осуществляется с помощью ленточных жгутов. Системный блок персонального компьютера является покупным изделием и кроме стандартных функций выполняет также функции по обмену информацией с субблоком ДПА в соответствии со специальной программой, занесенной в компьютер. Субблок ДПА предназначен для ежесекундного обмена информацией и ТУ-ТС с персональным компьютером, а также с субблоками ЛУ16 и субблоками МБИ. Субблок ЛУ16 осуществляет ежесекундный обмен информацией ТУ-ТС с субблоком ДПА и с 32-мя дорожными контроллерами по 16-ти каналам связи. Субблок МБИ предназначен для ежесекундного обмена информацией ТУ-ТС с субблоком ДПА и двумя контроллерами КЗЦ. Субблок СС содержит источник питания, формирующий низковольтные напряжения для субблоков ЛУ16, а также обеспечивает защиту от перегрузок и перенапряжений. На рисунке 58 приведено построение модификации КРЦ, содержащей 3 субблока ЛУ16. 63 Рисунок 58 – Структурная схема КРЦ Сетевое напряжение питания подается на вилку XP1 системного блока персонального компьютера А16, с которой оно поступает через жгут А17 «А1-А16» на вилку ХР1 субблока СС. Вырабатываемые СС низковольтные напряжения питания подаются через вилку ХР3 СС на розетку XS1 жгута А2 «ЛУ-ДПА». Розетки XS1-XS5 жгута «ЛУ-ДПА» соединяются между собой, обеспечивая связь между субблоками ЛУ16 и ДПА и подачу на них напряжений питания. Подключение субблоков ЛУ16 к дорожным контроллерам производится через жгуты «ЛС-ЛУ16». Подключение субблока ДПА к системному блоку осуществляется через розетку шины ISA. 9.2.3. Дисплейный пульт оперативного управления (ДПОУ) Дисплейный пульт оперативного управления (ДПОУ) является основной составной частью ЦУПа. В состав ДПОУ входят типовая ПЭВМ и специальное ПО под управлением операционной системы Windows. Подключение ДПОУ к КРЦ осуществляется через локальную сеть ЦУПа. ДПОУ предназначен для диспетчерского управления движением транспорта на выбранном перекрестке или на группе перекрестков и выполняет следующие функции: - диспетчерское управление отдельным перекрестком; - диспетчерское управление группой перекрестков; - набор маршрута «Зеленая улица»; - сопровождение по заранее набранному маршруту «Зеленая улица»; - сопровождение по произвольному маршруту «Зеленая улица». Дисплейный пульт обеспечивает следующие дополнительные возможности: - процесс управления на фоне карты города в одном из трех масштабов; - вывод справочной информации о конфигурации перекрестка и предусмотренных на нем направлений движения; - вывод общей информации о работе дорожных контроллеров; - вывод развернутой информации о состоянии дорожных контроллеров; 64 - вывод служебной строки с обобщенной информацией о работе дорожных контроллеров, на которые отправлены команды управления; - переход на отдельном перекрестке из режима «зеленой улицы» в режим диспетчерского управления конкретными фазами; - вывод справочной информации о функционировании периферийного оборудования и другой информации, необходимой дежурному (список телефонов и т.п.); - вывод на карту города информации о состоянии участков дорожной сети – ремонтных работах, реконструкциях, разрытиях и др.; - вывод информации о размещении постов ГИБДД. 65 10. МОНТАЖ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ 10.1. Задачи монтажно-эксплуатационной службы Монтажно-эксплуатационная служба выполняет следующие оснловные задачи: 1 – разработку совместно с ГИБДД планов внедрения ТСОД, определение потребности в необходимых материалах и оборудовании; 2 – осуществление функций заказчика на проектирование светофорных объектов и систем управления движением; 3 – комплектацию ТСОД, подготовку и представление заявок на эти средства, необходимые материалы, оборудование и т.п.; 4 – изготовление необходимой арматуры, заготовок и деталей для крепления ТСОД; 5 – прокладку кабельных трасс, аренду телефонных линий связи и их подключение; 6 – производство строительно-монтажных работ по установке светофоров, ДК, ДТ, ДЗ; оборудование ЦУП АСУД, а также установку ДО, НУ и нанесение ДР; 7 – пусконаладочные работы; 8 – контроль за состоянием ТСОД, находящихся в эксплуатации, их профилактическое обслуживание и ремонт. Монтажно-эксплуатационная служба может иметь в своем составе: - группы по профилактике светофоров и знаков; - группы аварийно-восстановительные; - дежурные группы; - контрольно-испытательный пункт. Если действует или внедряется АСУД, то предусматриваются специальные группы по ее обслуживанию. План работы монтажно-эксплуатационной службы согласовывают с ГИБДД. Вопросы внедрения, эксплуатации и ремонта ТСОД, применяемых на автомобильных дорогах, находятся в ведении дорожных организаций. 10.2. Строительно-монтажные работы На основании схемы светофорного объекта, плана расстановки ТСОДД и трассы прокладки кабеля на геодезическом плане составляют генплан расстановки ТСОД и прокладки кабелей в масштабе 1:500 см. рисунок 59 и кабельное расписание см. таблицу 4. Таблица 4 – Кабельное расписание № кабеля Откуда идет Куда поступает 1 Ввод горэнерго Коробка с автоматическим выключателем (КАВ) 2 КАВ ДК 3 Колонка А Колонка Б 4 Колонка Б ДК 5 Колонка В Колонка Г 6 Колонка Г ДК 7 Колонка Е Колонка Д 8 Колонка Д ДК 9 Колонка З Колонка Ж 10 Колонка Ж ДК 11 ВПУ 2 ДК 66 Марка кабеля АКРВГ 4х6 АКРВГ 4х6 КРВБ 14х1,5 КРВБ 19х1,5 КРВБ 7х1,5 КРВБ 19х1,5 КРВБ 19х1,5 КРВБ 19х1,5 КРВБ 19х1,5 КРВБ 19х1,5 КРВБ 19х1,5 Длина, м 10 210 15 40 15 5 15 30 15 60 5 Рисунок 59 – Пример генплана расстановки ТСОД и прокладки кабелей На генплане дается спецификация на все оборудование и материалы см. таблицу 5. Таблица 5 – Спецификация Позиция Наименование 1 Коробка с автоматическим выключателем 2 Колонка для светофора 3 Пешеходный светофор типа П.1 4 Транспортный светофор типа Т.1 5 Контроллер ДКМ 5-4 6 Контур заземления 7 Выносной пульт управления ВПУ 2 8 Асбоцементная труба диаметром 100 мм и длиной 60 м Число 1 8 8 8 1 1 1 3 Каждому кабелю присваивают номер, который на генплане обозначают арабской цифрой, заключенной в кружок. Концы кабельных лучей обозначают заглавными буквами русского алфавита. При прокладке кабеля глубина траншеи на проезжей части должна составлять не менее 1,1 м, а на тротуарах, газонах – 0,8 м. Все установленные ТСОД подлежат окраске. 67 Список литературы 1. Кременец Ю.А., Печерский М.П., Афанасьев М.Б. Технические средства организации дорожного движения: Учебник для вузов. – М.: ИКЦ «Академкнига», 2005. – 279 с. 2. Автоматизированные системы управления дорожным движением в городах/ В.В. Петров: Учебное пособие. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2007. – 104 с. 3. ГОСТ Р 52289-2004. 4. ГОСТ Р 52290-2004. 5. ГОСТ Р 52605-2006. 6. ГОСТ Р 52282-2004. 7. ГОСТ Р 51256-99. 68
