Светофоры , светофоры или стоп-сигналы , также известные как роботы в Южной Африке [1] [2] и Намибии, представляют собой сигнальные устройства, расположенные на перекрестках дорог , пешеходных переходах и других местах для управления потоком транспорта. [3]
Светофоры обычно состоят из трех сигналов, передающих участникам дорожного движения значимую информацию с помощью цветов и символов, включая стрелки и велосипеды. Обычные цвета светофора — красный, желтый (также известный как желтый) и зеленый, расположенные вертикально или горизонтально именно в этом порядке. Хотя это стандартизировано на международном уровне, [4] существуют вариации в национальном и местном масштабе в отношении последовательности светофоров и законов. [5]
Этот метод был впервые применен в декабре 1868 года на Парламентской площади в Лондоне , чтобы уменьшить необходимость в контроле дорожного движения полицейскими. [6] С тех пор электричество и компьютеризированное управление усовершенствовали светофорные технологии и увеличили пропускную способность перекрестков. [7] Система также используется для других целей, например, для управления движением пешеходов, управления переменными полосами движения (например, системы приливных потоков или интеллектуальные автомагистрали ) и железнодорожных переездов .
Первая система светофоров была установлена как способ заменить полицейский контроль над транспортным движением возле здания Парламента в Лондоне 9 декабря 1868 года . в Лондоне использовались по всей территории Соединенных Штатов , причем каждый штат имел свою собственную конструкцию устройства. Во многих случаях им управлял сотрудник дорожного движения , который перед изменением команд по этому сигналу давал свисток, чтобы предупредить путешественников об изменении. [9]
В 1912 году первый электрический светофор разработал Лестер Уайр , полицейский из Солт-Лейк-Сити , штат Юта . [10] Он был установлен Американской компанией дорожных сигналов на углу 105-й Восточной улицы и Евклид-авеню в Кливленде , штат Огайо. [11] [12] [13] Первый четырехсторонний трехцветный светофор был создан Уильямом Поттсом в Детройте, штат Мичиган, в 1920 году . [14] Поттс был суперинтендантом сигналов полицейского управления Детройта. В 1921 году он установил автоматические четырехсторонние трехцветные светофоры на 15 башнях по всему Детройте. [15] [16] [14] К 1922 году дорожные вышки начали более широко контролироваться автоматическими таймерами. Основным преимуществом использования таймера было то, что он экономил деньги города за счет замены сотрудников дорожного движения. Город Нью-Йорк смог переназначить всех, кроме 500 из 6000 офицеров, работавших в дорожной службе; это сэкономило городу 12 500 000 долларов. [17]
Гаррет Морган получил патент на конструкцию трехстороннего светофора другого типа в 1923 году. [18] [19]
В управлении светофорами произошел большой поворот с появлением компьютеров в Америке в 1950-х годах. Один из лучших исторических примеров компьютеризированного управления освещением произошел в Денвере в 1952 году. В 1967 году город Торонто первым начал использовать более совершенные компьютеры, которые лучше обнаруживали транспортные средства. [7] Компьютеры поддерживали контроль над 159 сигналами в городах по телефонным линиям. [20]
Набор огней, известный как сигнальная головка, [21] : 3.2.4 , может иметь один, два, три или более аспектов. Самый распространенный тип сигнала имеет три аспекта, обращенные к встречному транспортному средству: красный сверху, желтый снизу и зеленый снизу. К сигналу могут быть добавлены дополнительные аспекты, обычно для указания конкретных ограничений или движений фильтра.
Глава III Венской конвенции о дорожных знаках и сигналах 1968 года содержит международные стандарты организации работы светофоров. Не все государства ратифицировали конвенцию. Трехцветная сигнальная головка должна иметь три немигающих огня: красный, желтый и зеленый, расположенные либо горизонтально (на стороне, противоположной направлению движения), либо вертикально (с красным вверху). Двухцветная сигнальная головка может использоваться во временном режиме и состоит из красных и зеленых немигающих огней. В обоих случаях все фонари должны быть круглыми или стреловидными. [4] Допустимые сигналы для регулирования движения транспортных средств (кроме общественного транспорта) указаны в статье 23: [4]
К сигналам добавляются зеленые стрелки, указывающие, что водители могут двигаться в определенном направлении, в то время как основные огни для этого подхода красные или что водители могут двигаться только в одном определенном направлении. В качестве альтернативы, в сочетании с другим зеленым сигналом, они могут указывать на то, что поворотный трафик имеет приоритет над встречным транспортом (известный как «стрелка фильтра»). [21] : 3.5 Мигающие желтые стрелки обычно указывают на то, что участники дорожного движения должны уступить дорогу (другим водителям и пешеходам), прежде чем двигаться в направлении стрелки. Они используются потому, что они безопаснее, вызывают меньшую задержку и более гибкие. Мигающие янтарные стрелки обычно располагаются под сплошным желтым цветом. [22]
Аспекты стрелок могут использоваться для разрешения определенных движений или передачи других сообщений участникам дорожного движения. Зеленая стрелка может отображаться, чтобы потребовать от водителей повернуть только в определенном направлении или разрешить водителям продолжать движение в определенном направлении, когда сигнал красный. [21] : 3.5 Обычно зеленая фаза загорается в начале зеленой фазы («опережающий поворот») или в конце зеленой фазы («запаздывающий поворот»). [ нужна цитата ] Рядом с зеленым светом может отображаться «указательная стрелка». Это указывает водителям на то, что встречное движение остановлено, и им не нужно уступать дорогу этому транспортному средству при повороте на перекресток. Поскольку правоповоротное движение (левостороннее движение) или левостороннее движение (правостороннее движение) обычно не имеет приоритета, эта стрелка используется, чтобы разрешить движение поворота до начала следующего этапа. [21] : 3,5
Существуют некоторые вариации этой установки. Одна версия представляет собой горизонтальную полосу с пятью индикаторами: зеленая и желтая стрелки расположены между стандартными зеленым и желтым индикаторами. Вертикальная полоса из пяти индикаторов удерживает стрелки под стандартным зеленым светом (в этом расположении желтая стрелка иногда опускается, оставляя только зеленую стрелку под постоянным зеленым светом или, возможно, светодиодное устройство , способное показывать как зеленый, так и зеленый свет). янтарные стрелки внутри одного корпуса лампы). [ нужна цитация ] Некоторые новые светодиодные стрелки поворота, которые можно увидеть в некоторых частях Канады, способны к разноцветной анимации. Такие огни часто отображают мигающую и анимированную зеленую или желтую стрелку, когда разрешен специальный поворот, но затем преобразуются в красную стрелку на белом фоне с красной линией, пересекающей ее, подчеркивая, что поворот больше не разрешен. На этих огнях также часто отображаются слова «поворот запрещен» или поясняющая причина, по которой поворот запрещен, например «поезд» в случае железнодорожного или легкорельсового переезда. [ нужна цитата ]
Третий тип известен как «собачья будка» или «голова кластера»: вертикальный столбец с двумя обычными огнями находится справа от сигнала, вертикальный столбец с двумя стрелками расположен слева, а обычный красный свет сигнал находится посередине над двумя столбцами. Кластерные сигналы в Австралии и Новой Зеландии используют шесть сигналов, шестой из которых представляет собой красную стрелку, которая может работать отдельно от стандартного красного света. [ нужна цитация ] В четвертом типе, который иногда можно увидеть на перекрестках в Онтарио и Квебеке , Канада, как такового нет специального фонаря левого поворота. Вместо этого обычная зеленая лампа быстро мигает, указывая на разрешение двигаться прямо, а также повернуть налево перед встречным транспортным средством, которое удерживается постоянным красным светом. (Этот «зеленый сигнал» или мигающий зеленый может несколько пугать и сбивать с толку водителей, не знакомых с этой системой. Это также может вызвать замешательство у посетителей Британской Колумбии, где мигающий зеленый сигнал обозначает пешеходный переход. По этой причине , Онтарио постепенно отказывается от использования мигающих зеленых сигналов и заменяет их стрелками.) [23] [24]
Популярные во Вьетнаме и Китае огни обратного отсчета представляют собой дополнительные огни, устанавливаемые рядом (или выше, или ниже) с основными сигнальными огнями. Индикатор обратного отсчета отображается в виде числа обратного отсчета разных цветов (обычно красного, желтого, синего), соответствующих цвету включенного света. Когда количество света достигает «0» (или 1), основной цвет света немедленно меняется. Индикаторы обратного отсчета могут иметь нули в десятках или вообще не иметь их; некоторые индикаторы обратного отсчета могут мигать при подготовке к нулю. Желтые огни также могут иметь огни обратного отсчета, но у большинства огней их нет. Обычно индикатор обратного отсчета имеет 2 цифры. Если время основного света (обычно красного, редко зеленого) превышает 100 секунд, в зависимости от типа света могут возникнуть следующие ситуации:
Без полностью красной фазы движение на перекрестке может попасть в желтую ловушку . Когда сигнал становится желтым (также известным как желтый), водитель, поворачивающий на поворот, может предположить, что встречное движение остановится, и это может привести к аварии. По этой причине в США запрещены эпизоды, которые могут вызвать желтую ловушку. [25] Это также может произойти, когда машины скорой помощи или железные дороги прерывают нормальную работу сигнала. [26] В Соединенных Штатах на перекрестках, где существует состояние «желтой ловушки», должны быть вывешены знаки с надписью «Встречное движение может продлить зеленый цвет» или «Встречное движение может продлить зеленый цвет». [27] [28]
Соединенные Штаты не являются участниками конвенции; скорее, в Руководстве по унифицированным устройствам управления дорожным движением (MUTCD) описывается правильная работа в этой стране. В США одна сигнальная головка может иметь три, четыре или пять аспектов (хотя может отображаться зеленая стрелка с одним аспектом, указывающая на непрерывное движение). Сигналы должны быть расположены красным, желтым и зеленым по вертикали (сверху вниз) или горизонтально (слева направо). [29] В США односторонний мигающий желтый сигнал может использоваться для привлечения внимания к предупреждающему знаку, а односторонний мигающий красный сигнал может использоваться для привлечения внимания к словам «остановиться», «не входить», или знак «неправильный путь». [29] Мигающие красные или желтые огни, известные как контрольные маяки на перекрестках , используются для усиления знаков остановки на перекрестках. [30] MUTCD определяет следующие автомобильные сигналы: [29]
В канадской провинции Квебек и приморских провинциях огни часто располагаются горизонтально, но каждый аспект имеет разную форму: красный представляет собой квадрат (больше обычного круга) и обычно располагается парами на обоих концах светильника, желтый — это ромб, а зеленый — круг. Во многих южных и юго-западных штатах США большинство светофоров расположены одинаково горизонтально, чтобы облегчить сопротивление ветра во время штормов и ураганов. [31] Японские светофоры в основном следуют тому же правилу, за исключением того, что зеленые сигналы «идти» обозначаются как 青 (ао), что обычно переводится как «синий», что отражает исторические изменения в японском языке . В результате в 1973 году японские официальные лица постановили, что световой сигнал «идти» должен быть изменен на максимально синий оттенок зеленого, что привело название в большее соответствие с цветом, не нарушая при этом международное правило «зеленый означает движение». [32]
В Великобритании обычные светофоры следуют следующей последовательности: [33]
Знак скорости — это специальный светофор, знак изменяющегося дорожного движения или знак с изменяемой информацией, указывающий водителям рекомендуемую скорость для приближения к следующему светофору в его зеленой фазе [34] и избежания остановки из-за достижения перекрестка, когда свет горит красным. [35] [а]
Пешеходные сигналы используются для информирования пешеходов о том, когда переходить дорогу. Большинство светофоров для пешеходов имеют два огня: свет «иди» (обычно идущая человеческая фигура, обычно зеленого или белого цвета) и свет «не ходи» (обычно красная или оранжевая фигура человека или рука). хотя существуют и другие варианты. [36]
.gif/1280px-Traffic_light_(animation).gif)
Там, где пешеходам необходимо перейти дорогу между перекрестками, в качестве альтернативы пешеходному переходу или нерегулируемому переходу может быть предусмотрен регулируемый переход. Светофоры обычно используются на перекрестках, где скорость движения транспортных средств высока, где потоки транспортных средств или пешеходов высоки, а также вблизи регулируемых перекрестков. [21] : c.18 В Великобритании этот тип скрещивания называется скрещиванием пеликанов , хотя более современными вариантами являются скрещивания тупиков и педексов. В Великобритании для таких переходов обычно требуется как минимум четыре светофора обычного типа (красный, желтый и зеленый), по два в каждом направлении. Кроме того, пешеходам будут предоставлены кнопки и сигналы для пешеходов в виде красного и зеленого человечка. Дальние сигналы расположены поперек переезда, а ближние сигналы расположены под светофорами и обращены в сторону встречного транспорта. [21] : c.18 Маяк HAWK — это особый тип дорожного движения, используемый в США на переходах в середине квартала. Они состоят из двух красных сигналов над одним желтым сигналом. Световой сигнал не горит до тех пор, пока пешеход не нажмет крестовую кнопку. Затем загорится желтый свет, а затем оба красных света, после чего для пешеходов загорится символ «Идите». В конце этапа перехода будет мигать символ «Не ходить» и желтый свет светофора. [40]
.jpg/1280px-Shibuya_Crossing_(25790725888).jpg)
Пешеходы обычно размещаются на городских сигнализированных перекрестках одним из четырех способов: без удобств, параллельное движение, движение вместе с движением транспорта или полностью красные этапы. есть метро или эстакада. Отсутствие официальных удобств означает, что пешеходам придется самостоятельно оценивать, безопасно ли переходить дорогу, что может отпугивать пешеходов. [21] : 71 При конструкции «параллельного движения» пешеходы идут вдоль транспортного потока. Может быть предусмотрен ведущий пешеходный интервал , при котором пешеходы получают сигнал «идти» до того, как транспортному средству загорится зеленый свет, что позволяет пешеходам занять место на переходе до того, как транспортные средства начнут поворачивать, чтобы побудить водителей уступить дорогу. [41] Функция «идти с потоком машин» позволяет пешеходам двигаться одновременно с другими транспортными потоками без каких-либо конфликтов между движениями. Это может хорошо работать на дорогах с односторонним движением, где повороты запрещены или где движение прямо происходит на другой стадии, чем поворот. Также может быть предусмотрен разделительный остров. Движение транспорта будет проходить по обе стороны острова, и пешеходы смогут безопасно переходить дорогу между другими потоками. [21] : 72
Полностью красная сцена, также известная как полностью пешеходная сцена, пешеходная схватка или танец Барнса, [b] задерживает все движение транспортных средств на перекрестке, чтобы дать пешеходам время безопасно перейти дорогу, не создавая конфликтов с транспортными средствами. Это позволяет использовать диагональные пересечения. Это может потребовать увеличения времени цикла и увеличения периодов ожидания пешеходов, хотя последнее можно облегчить, предусмотрев две пешеходные ступени. [21] : 71–72
Пешеходные таймеры обратного отсчета становятся обычным явлением на городских светофорных переходах. Там, где отображается обратный отсчет для пешеходов, он обычно используется вместе с мигающим сигналом руки (в США и Канаде) или периодом затемнения (Великобритания), показывая количество времени, оставшееся в секундах до конца мигающей стрелки или отключения электроэнергии. [21] [42] Пешеходные таймеры обратного отсчета существенно не увеличивают и не уменьшают количество водителей, едущих на красный и желтый свет. Исследования показали, что таймеры обратного отсчета для пешеходов значительно улучшают соблюдение пешеходами требований по сравнению с традиционными сигналами для пешеходов; однако результаты неоднозначны. [42] [43]
В некоторых юрисдикциях, таких как Австралия, пешеходные фонари связаны со звуковым устройством для удобства слепых и слабовидящих пешеходов. Они издают медленный звуковой сигнал, когда свет пешеходов горит красным, и непрерывный или быстрый звуковой сигнал, когда свет горит зеленым. В австралийских штатах Квинсленд , Новый Южный Уэльс , Виктория и Западная Австралия звук воспроизводится тем же устройством, что и кнопки. В круге над кнопкой издается звук, который можно почувствовать вместе с поднятой стрелкой, указывающей направление движения. [44] Эта система вспомогательных технологий также широко используется на оживленных перекрестках в канадских городах. В Соединенном Королевстве переход «Тупики» и его предшественник, переход «Пеликан» , издают быстрый звуковой сигнал, указывая на то, что переходить дорогу безопасно. В ночное время звуковой сигнал отключен, чтобы не беспокоить жителей поблизости. [45] В некоторых штатах США на оживленных перекрестках кнопки издают звуковой сигнал для слепых. Когда свет меняется, встроенный в кнопку динамик воспроизводит запись, чтобы уведомить слепых людей о том, что переходить дорогу можно. Когда сигнал мигнет красным, запись начнет обратный отсчет с помощью таймера обратного отсчета. В некоторых странах, таких как Новая Зеландия, технологии также позволяют глухим и слепым людям чувствовать, когда свет меняется, чтобы обеспечить безопасный переход. Небольшая подушечка, расположенная в углублении в основании коробки, в которой находится кнопочный механизм, перемещается вниз, когда свет меняется, позволяя перейти дорогу. Это предназначено для того, чтобы ощутить каждый, кто ожидает перехода и имеет ограниченную способность различать изображение или звук. В Японии светофор издает электронный звук, имитирующий пение птиц, чтобы помочь слабовидящим. Некоторые светофоры фиксируют порядок и тип звука, чтобы можно было определить, в каком направлении горит зеленый свет. В общем, с этой системой связаны « Пийо » (писк) и « Пийо-пийо », который представляет собой крик маленькой птицы, а также « Какко » и « Ка-какко », который представляет собой крик кукушки. [46] На некоторых пешеходных переходах в Литве издается медленный звуковой сигнал, означающий, что светофор вот-вот погаснет.
Если на подъезде к регулируемому перекрестку имеются велосипедные полосы или велосипедные дорожки, необходимо подумать о том, как безопасно разместить велосипедистов на перекрестке, чтобы уменьшить конфликты между автотранспортными средствами и велосипедистами.
Усовершенствованную стоп-линию можно разместить после стоп-линии на светофоре. Это позволяет велосипедистам занять позицию перед потоком машин на красный свет и получить преимущество. [47]
В США рекомендации по проектированию обычно советуют продолжать велосипедную полосу через перекресток слева от полосы правого поворота; однако это создает конфликт, когда автомобили желают выехать на правую полосу движения, поскольку им приходится пересекать велосипедную полосу под плохим углом. [48]
Согласно голландским инженерным принципам, велосипедисты размещаются справа от перекрестка с защищенными бордюрами. Это повышает безопасность, поскольку велосипедисты оказываются на линии взгляда автомобилей на стоп-линии, что дает велосипедистам преимущество перед поворотом. Эта конструкция также позволяет велосипедистам совершать повороты на дальней стороне без необходимости ждать в центре перекрестка. [48] Британские инженеры внесли новшества в эту конструкцию, создав узел Cycle Optimized Protected Signals (CYCLOPS), например, в Манчестере . Благодаря этому велосипедная дорожка размещается по краю светофорного перекрестка и дает велосипедистам и пешеходам единую полностью красную фазу, полностью отдельную от автомобильного движения, и сокращает время пешеходного перехода. [49]
В качестве альтернативы велосипедисты могут считаться пешеходами при приближении к перекрестку или там, где велосипедная дорожка пересекает дорогу, и могут быть предусмотрены комбинированные пешеходно-велосипедистские светофоры (известные как переходы Тукан в Великобритании). [50]
Светофоры для общественного транспорта часто используют сигналы, отличные от сигналов для частного транспорта. Это могут быть буквы, стрелки или полосы белого или цветного света.
MUTCD определяет стандартный вертикально ориентированный сигнал с двумя или тремя линзами, отображающий белые линии на черном фоне. [51] : Рис.8C-3.
В некоторых системах буква B используется для автобусов и T для трамваев. Система легкорельсового транспорта METRO в Миннеаполисе, штат Миннесота , система метро Valley в Финиксе, штат Аризона , и система трамваев RTA в Новом Орлеане используют упрощенный вариант бельгийской/французской системы в центральном деловом районе соответствующего города, где только «движение» и «стоп» конфигурации. Третий сигнал желтого цвета достигается миганием сигнала «начать».
В некоторых странах Европы и России выделенные сигналы светофора для общественного транспорта (трамвая, а также любого, который использует выделенную полосу ) имеют четыре белых огня, образующих букву Т. Если горят три верхних фонаря, это означает, что "останавливаться". Если горит нижний фонарь и некоторые фонари верхнего ряда, это означает разрешение двигаться в указанном направлении. В случае трамвайного сигнала, если на перекрестке нет трамвайных развязок или поворотов, вместо этого используется более простая система с одним желтым сигналом в виде буквы Т; трамвай должен двигаться только при горящем сигнале.
В странах Северной Европы трамвайные сигналы имеют белые огни разной формы: «S» означает «стоп», «—» означает «осторожно» и стрелки, разрешающие проезд в заданном направлении. [52] В Швеции во всех сигналах используется белое освещение и специальные символы («S», «–» и стрелка), чтобы отличить их от обычных сигналов.
В Нидерландах используется характерный дизайн «негеног» (девятиглазый), показанный в верхнем ряду диаграммы; [53] сигналы нижнего ряда используются в Бельгии , Люксембурге, Франции и Германии. Сигналы означают (слева направо): «иди прямо», «иди налево», «иди направо», «иди в любом направлении» (как «зеленый» свет обычного светофора), «стой, если только не необходим экстренный тормоз» (равен «желтому») и «стоп» (равен «красному»).
В Японии сигналы трамвая находятся под обычным сигналом транспортного средства; однако цвет сигнала, предназначенного для трамваев, оранжевый. Небольшой световой индикатор вверху сообщает водителю, когда светофор принимает сигнал транспондера автомобиля. В Гонконге для трамваев используется желтый Т-образный сигнал вместо зеленого. Кроме того, на любом трамвайном перекрестке доступен еще один набор сигналов, указывающих направление путей. В Австралии и Новой Зеландии белый свет «B» или «T» иногда заменяет зеленый свет, указывая, что автобусы или трамваи (соответственно) имеют право проезда.
В некоторых регионах есть прерываемые сигналы, отдающие приоритет специальному движению, обычно машинам экстренных служб , таким как пожарная техника , машины скорой помощи и полицейские машины . [54] [55] Большинство систем работают с небольшими передатчиками, которые посылают радиоволны, инфракрасные сигналы или стробоскопические сигналы, которые принимаются датчиком на светофоре или рядом с ним. Некоторые системы используют обнаружение звука, при этом необходимо использовать сирену определенного типа, которая обнаруживается приемником на конструкции светофора.
При активации обычный цикл светофора приостанавливается и заменяется «последовательностью упреждения»: светофоры на всех подъездах к перекрестку переключаются на «красный», за исключением света транспортного средства, которое запустило последовательность упреждения. Иногда рядом размещают дополнительный сигнальный огонь, чтобы указать транспортному средству, осуществляющему упреждение, что активирована последовательность упреждения, и предупредить других автомобилистов о приближении автомобиля экстренной помощи. Обычный цикл светофора возобновляется после того, как автомобиль, вызвавший упреждение, проехал мимо датчика.
Вместо упреждающих механизмов в большинстве юрисдикций машины экстренных служб не обязаны соблюдать правила светофора. Однако транспортные средства экстренных служб должны снизить скорость, двигаться осторожно и включить аварийные огни, чтобы предупредить водителей встречного движения о необходимости упреждающего движения при пересечении перекрестка против светофора. [56] [57]
В отличие от упреждения, которое немедленно прерывает нормальную работу сигнала для обслуживания вытесняющего транспортного средства и обычно зарезервировано для экстренного использования, « приоритет » представляет собой набор стратегий, предназначенных для уменьшения задержки для конкретных транспортных средств, особенно транспортных средств общественного транспорта, таких как автобусы. Существует множество стратегий, позволяющих отдать приоритет транзиту, но все они обычно работают, обнаруживая приближающиеся транзитные транспортные средства и внося небольшие корректировки во время сигнала. Эти корректировки предназначены либо для уменьшения вероятности прибытия транзитного транспортного средства во время красного интервала, либо для уменьшения длины красного интервала для остановленных транспортных средств. Приоритет не гарантирует, что транзитным транспортным средствам всегда будет дан зеленый свет в момент прибытия, как это происходит в случае упреждения.
Для плавного управления циклами сигналов используются различные системы управления: от простых часовых механизмов до сложных компьютеризированных систем управления. Компьютеризированные системы обычно активируются , т.е. контролируются датчиками контура или другими датчиками на подходах к перекрестку. Координация на всей территории может позволить установить системы «зеленых волн» для транспортных средств или велосипедных дорожек. [58] Интеллектуальные светофорные системы сочетают в себе традиционное срабатывание, более широкий набор датчиков и искусственный интеллект для дальнейшего повышения эффективности сигнальных систем. [59] Перекресток или светофорный перекресток обычно контролируется контроллером, установленным внутри шкафа неподалеку. [60]
«Фазы» (или «группы сигналов» в Австралии и Новой Зеландии) — это указатели, показывающиеся одновременно, например, несколько зеленых огней, которые контролируют один и тот же подход к движению. «Движение» — это любой путь через перекресток, по которому разрешено движение транспортных средств или пешеходов, который является «конфликтующим», если эти пути пересекаются. Стадия (или «фаза» в ANZ) — это группа неконфликтующих фаз, которые движутся одновременно. Этапы вместе известны как «цикл». [61] Время между двумя конфликтующими зелеными фазами называется «межзеленым периодом», который устанавливается на соответствующую продолжительность для безопасного освобождения перекрестка, особенно для поворотного транспорта, который может ожидать в центре перекрестка. Это часто приводит к полностью красному этапу, когда на всех подходах горит красный свет и ни одно транспортное средство не может продолжить движение. Этот красный цвет иногда расширяется, чтобы позволить пешеходам карабкаться , когда пешеходы могут сразу пересечь пустой перекресток в любом направлении. [62] Некоторые сигналы не имеют фазы «полностью красный»: при перекрестном движении свет загорается зеленым в тот момент, когда другой свет загорается красным. [с]
Многие светофорные установки оснащены системой активации транспортных средств, т.е. обнаружения, для повышения гибкости систем дорожного движения, позволяющих реагировать на изменяющиеся транспортные потоки. Детекторы представляют собой цифровые датчики , прикрепленные к сигнальным головкам или индукционным петлям на поверхности дороги. Индукционные петли выгодны из-за меньшей вероятности поломки, но их простота может ограничить их способность справляться с некоторыми ситуациями, особенно с участием более легких транспортных средств, таких как мотоциклы или велосипедные педали. [63] Такая ситуация чаще всего возникает в то время суток, когда движение других транспортных средств редкое, а также когда небольшое транспортное средство движется со стороны, где нет большого трафика. [64]
Время межзеленого перехода обычно зависит от размера перекрестка, который может варьироваться от двух до пяти секунд. [ нужна цитация ] Программы моделирования включают возможность автоматического расчета времени между зелеными переходами. Межзеленые периоды определяются путем расчета расстояния пути для каждой конфликтной точки на перекрестке, которое представляет собой расстояние, пройденное до конфликтной точки движением, теряющим право проезда, минус расстояние, пройденное до той же самой конфликтной точки движением, получившим право проезда, используя возможные точки конфликта (в том числе с пешеходами) и расчет времени, которое потребуется последнему транспортному средству, чтобы преодолеть самую дальнюю точку столкновения, и первому транспортному средству со следующего этапа, чтобы добраться до точки конфликта. На активированных перекрестках интегрины могут меняться с учетом условий дорожного движения. [21]
Инженерам также необходимо установить время желтого цвета (и красно-желтого, если необходимо), которое обычно стандартизируется службой дорожного движения. Например, в Великобритании желтое время на национальном уровне установлено на уровне трех секунд, а красно-желтое время - на уровне двух секунд, что приводит к минимальному межзеленому времени в пять секунд (плюс любое полностью красное время). [21] В США также используется минимум три секунды, но местные органы дорожного движения могут увеличить время, особенно на более широких пригородных дорогах. Этот вариант вызвал разногласия, когда муниципалитеты с более коротким желтым временем использования используют камеры на красный свет. [65] При использовании сигналов для пешеходов необходимо рассчитать время «приглашения к переходу» (период, в течение которого подается устойчивый сигнал ходьбы), и периоды освобождения (время, когда сигнал ходьбы мигает или сигнал не подается). Обычно она устанавливается в соответствии с расчетной скоростью, например 1,2 м/с (3,9 фута/с). Аналогичным образом, их можно сделать расширяемыми с помощью датчиков, что даст медленно движущимся пешеходам больше времени для перехода улицы. [21]
Национальные или субнациональные автодорожные власти часто выпускают руководящие документы по определению сигналов светофора и проектированию регулируемых перекрестков в соответствии с национальными или местными правилами. Например, в Соединенных Штатах Федеральное управление шоссейных дорог выпускает «Руководство по единым устройствам управления дорожным движением» и « Информационное руководство по регулируемым перекресткам» , которые представляют собой синтез передового опыта и методов лечения, помогающих специалистам-практикам принимать обоснованные решения. [66]
Управление переменной полосой движения - это форма интеллектуальных транспортных систем, которые включают использование сигналов управления использованием полосы движения, обычно на портале над проезжей частью. Эти огни используются в системах приливных потоков , чтобы разрешить или запретить транспортному средству использовать одну или несколько доступных полос с помощью зеленых огней или стрелок (для разрешения) или красных огней или крестов (для запрета). [67] На пунктах взимания платы может использоваться система управления переменной полосой движения для обозначения открытых или закрытых кабин; во время интенсивного движения, чтобы облегчить выезд транспорта с объездной дороги. [67]
В США, особенно на юго-востоке, часто существует полоса с «непрерывным потоком». Эта полоса защищена единственной постоянно зеленой стрелкой, указывающей вниз на полосу(ы), обеспечивающую непрерывное движение транспорта, независимо от состояния сигналов других полос или перекрестков. Сплошные полосы движения ограничены тем, что транспортные средства, поворачивающие с боковой улицы, не могут пересекать двойную белую линию для въезда в непрерывную полосу движения, а перестроение в непрерывную полосу движения с соседней полосы движения или с непрерывной полосы движения на соседнюю полосу движения запрещено до тех пор, пока двойная белая линия пройдена. Некоторые непрерывные полосы движения защищены приподнятым бордюром, расположенным между непрерывной полосой движения и полосой обычного движения, с белой и/или янтарной светоотражающей краской или лентой, запрещающей въезд на полосу для поворачивающих или соседних транспортных средств. Полосы непрерывного движения встречаются только на Т-образных перекрестках, где нет въезда на переулок или подъездную дорогу с правой стороны главной улицы; кроме того, пешеходам не разрешается пересекать главную улицу на пересечении с полосой движения с постоянным движением, хотя переход в переулке может быть разрешен. На перекрестках с полосами с непрерывным потоком движения примерно за 500 футов (150 м) до перекрестка будет установлен белый регулирующий знак с фразой «непрерывное движение по правой полосе» или другой подобной формулировкой. Если стрелка погаснет по какой-либо причине, будь то из-за неисправности или конструкции, движение по непрерывной полосе вернется к нормальной схеме движения для соседних полос, за исключением того, что поворот или выезд на полосу с ограниченным доступом или выезд из нее по-прежнему запрещены.
Трехугольный стандарт также используется на шлюзах на реке Верхняя Миссисипи . Красный означает, что проходит другое судно. Желтый означает, что шлюзовая камера опорожняется или заполняется до уровня приближающегося сосуда. После открытия ворот зеленый цвет означает, что судно может войти.
Железнодорожные сигналы для остановки поездов на своем пути обычно используют противоположное расположение цветов; то есть для сигналов выше линии глаз машиниста зеленый сверху и красный снизу - это стандартное размещение цветов сигналов на железнодорожных путях. Для такого изменения есть три причины: нет риска, что железнодорожные сигналы будут замаскированы высоким транспортным средством между машинистом и сигналом; скорость поездов в тумане значительно выше, чем у автомобильного транспорта, поэтому важно, чтобы наиболее ограничивающий сигнал находился ближе всего к линии глаз машиниста; а поскольку железнодорожные сигналы часто находятся в незащищенных сельских районах, существует риск того, что любой сигнал, кроме нижнего, будет замаскирован снегом, скопившимся на капоте сигнала ниже.
Светофоры контролируют потоки транспорта, используя социальные нормы и правовые правила. В большинстве юрисдикций неподчинение сигналам светофора противоречит закону, и полиция или такие устройства, как камеры на красный свет , могут налагать штрафы или другие наказания – а в некоторых случаях преследовать по суду – водителей, нарушающих эти законы. [68] Исследования, проведенные в США, показали, что большинство водителей считают, что проезжать на красный свет на скорости опасно, а наиболее распространенной причиной проезда на красный свет является невнимательное вождение, преследование крупногабаритного транспортного средства или ненастная погода. [69] [70]
Правила, регулирующие переходы транспортных средств на светофорах, различаются в зависимости от юрисдикции. Например, в Северной Америке водители часто могут поворачивать с бордюра на бордюр (т. е. поворачивать направо на большинстве перекрестков), даже когда горит красный свет. [71] [72] С другой стороны, это правило поворота на красный редко встречается в Европе, если только стрелочный сигнал или дорожный знак специально не разрешают это. [73] [74] [75] [76]
В обычном светофорном освещении, которое все еще распространено в некоторых районах, используется стандартная лампочка. Затем свет отражается от зеркального стекла или полированного алюминиевого рефлектора и проходит через сигнальную линзу из поликарбонатного пластика или стекла. В некоторых сигналах эти линзы были вырезаны так, чтобы иметь определенный рисунок преломления. Традиционно использовались лампы накаливания и галогенные лампы. Из-за низкой эффективности светоотдачи и единой точки отказа (перегорания нити накаливания) некоторые органы дорожного движения предпочитают модернизировать светофоры светодиодными матрицами, которые потребляют меньше энергии, имеют повышенную светоотдачу и служат значительно дольше. [ нужна цитата ] Более того, в случае выхода из строя отдельного светодиода аспект все равно будет работать, хотя и с пониженной светоотдачей. Световой рисунок светодиодной матрицы можно сравнить с узором лампы накаливания или галогенной лампы, оснащенной призматической линзой .
Низкое энергопотребление светодиодных фонарей может представлять опасность для вождения в некоторых регионах зимой. В отличие от ламп накаливания и галогенных ламп, которые обычно нагреваются достаточно, чтобы растопить снег, который может оседать на отдельных светильниках, светодиодные дисплеи, потребляющие лишь часть энергии, остаются слишком холодными, чтобы это произошло. [77] [78] В ответ на соображения безопасности был разработан нагревательный элемент на линзе. [79] [80]
В таких сигналах, как сигнал высокой видимости 3M , для создания индикации сигнала используется светорассеивающая оптика и линза Френеля . Свет от лампы закрытого типа PAR46 мощностью 150 Вт в этих сигналах «программируемой видимости» проходит через набор из двух стеклянных линз в задней части сигнала. Первая линза, рассеивающая линза из матового стекла, рассеивает свет в однородный световой шар диаметром около пяти дюймов. Затем свет проходит через почти идентичную линзу, известную как оптический ограничитель (определение самой линзы по версии 3M), также известную как «программирующая линза», также диаметром пять дюймов. [ нужна цитата ]
С помощью специальной клейкой ленты на основе алюминиевой фольги эти сигналы «маскируются» или программируются программирующей линзой так, что индикацию видят только определенные полосы движения. Перед этими программируемыми сигналами видимости находится 12-дюймовая линза Френеля, каждая линза тонирована в соответствии со стандартами цветности и яркости Института инженеров транспорта США (ITE). Линза Френеля коллимирует световой поток, создаваемый лампой, и создает однородное изображение. света для полосы, для которой он предназначен.
Помимо того, что некоторые светофоры расположены и установлены так, чтобы обеспечить желаемую видимость для соответствующего движения, они также направлены, закрыты жалюзи или затенены, чтобы свести к минимуму неправильное толкование с других полос движения. Например, линза Френеля на соседнем светофоре может быть направлена на то, чтобы не дать левоповоротному транспорту предвидеть свою собственную зеленую стрелку. Intelight Inc. производит программируемый светофор, в котором используется светодиодная матрица с программным управлением и электроника для направления светового луча в нужном направлении. [81] Сигнал программируется в отличие от моделей 3M и McCain. Требуется подключение к ноутбуку или смартфону с установленным программным обеспечением производителя. Подключения могут осуществляться напрямую с помощью комплекта прямого последовательного интерфейса или беспроводным способом с помощью радиокомплекта через WIFI к сигналу. Помимо прицеливания, линзы Френеля и жалюзи, козырьки и задние панели также полезны в местах, где солнечный свет может снизить контрастность и видимость сигнального лица. Типичным применением этих сигналов были перекошенные перекрестки, особый контроль многополосного движения, карманные сигналы левого поворота или другие области, где существовали сложные дорожные ситуации.
В Соединенных Штатах светофоры в настоящее время имеют диаметр примерно 12 дюймов (300 мм). Раньше стандартом было 8 дюймов (200 мм); однако от них постепенно отказываются в пользу более крупных и заметных 12-дюймовых фонарей. Используемые варианты также включали гибридную конструкцию, в которой был один или несколько фонарей диаметром 12 дюймов, а также один или несколько фонарей диаметром 8 дюймов (200 мм) на том же фонаре.
В Соединенном Королевстве 12-дюймовые фонари были реализованы только с головками Mellor Design Signal, разработанными Дэвидом Меллором . Они были разработаны для символической оптики, чтобы компенсировать потери света, вызванные символом. Однако после исследования, спонсируемого Агентством автомобильных дорог Великобритании и завершенного Астонским университетом в Бирмингеме, Великобритания, в середине 1990-х годов была представлена улучшенная оптическая конструкция. Критика размытия солнечного света (невозможно увидеть освещенный сигнал из-за падения на него солнечного света) и солнечного фантома (сигнал кажется освещенным, даже если это не связано с солнечным светом, отражающимся от параболического зеркала под малыми солнечными углами), привела к разработке сигнал, в котором использовались линзы для фокусировки света от традиционной лампы накаливания через отверстия в матовой черной передней маске. Это решило обе проблемы с помощью легко изготавливаемого решения. Эта конструкция оказалась очень успешной и была принята в производство рядом производителей светофоров благодаря инженерным разработкам доктора Марка Астона, работавшего сначала в SIRA Ltd в Кенте, а затем в качестве независимого оптического разработчика. Производители получили лицензию на типовой дизайн от Агентства автомобильных дорог, а доктор Астон разработал уникальное решение для каждого производителя. Эти сигналы, выпускающие как ламповые, так и светодиодные версии сигналов, по-прежнему являются наиболее распространенным типом светофоров на дорогах Великобритании. С изобретением антифантомных, хорошо видимых линз Aston, фонари диаметром 8 дюймов (200 мм) можно было сконструировать так, чтобы они давали ту же мощность, что и простые линзы, поэтому большая площадь поверхности стала ненужной. Следовательно, фонари диаметром 12 дюймов (300 мм) больше не одобрены для использования в Великобритании, и все фонари, установленные на новых установках, должны иметь размер 200 мм (8 дюймов) в соответствии с TSRGD (Правилами и общими указаниями в отношении дорожных знаков). Исключения сделаны для временных или заменяющих сигналов. [ нужна цитата ]
MUTCD определяет пять типов креплений светофоров. На постаментах сигнальные головки крепятся на один столб (это обычный метод установки для Великобритании). [83] [21] На мачтах сигнальные головки крепятся на жестком рычаге над дорогой, выступающем из столба. На натянутых столбах сигналы подвешиваются над проезжей частью на тросе, прикрепленном к столбам у противоположных бордюров. Это наиболее распространенный метод установки в США. Униполи похожи на натяжные столбы, но представляют собой единую конструкцию над дорогой, а не два столба, соединенных проволокой. Наконец, сигналы можно прикрепить к существующим конструкциям, таким как эстакада. [83] Фиктивные огни — это дорожные знаки, расположенные в центре перекрестка и работающие по фиксированному циклу. Обычно они были выведены из эксплуатации из соображений безопасности; однако некоторые из них остались из-за исторической ценности. [84]
Сигналы могут быть размещены либо сбоку (между стоп-линией и бордюром пересекающейся дороги), либо сзади (на противоположной стороне перекрестка). В европейских странах сигналы часто размещают на ближней стороне. [85] В Великобритании требуется как минимум две сигнальные головки (известные как первичная и вторичная головки), одна из которых обычно является ближней, а другая может быть ближней или дальней. [21] В США сигналы обычно располагаются на дальней стороне, хотя в некоторых штатах также используются ближние сигналы. Ближние сигналы могут быть полезны для безопасности дорожного движения, поскольку у водителей есть больше времени, чтобы увидеть красный свет, и они с меньшей вероятностью посягают на пешеходный переход. [85]
Водители тратят в среднем около 2% времени в пути, проезжая через регулируемые перекрестки. [86] Светофоры могут увеличить пропускную способность на перекрестках и сократить задержки при движении по боковым дорогам, но также могут привести к увеличению задержки при движении по основным дорогам. [87] Ганс Мондерман , новаторский голландский инженер-транспортник и пионер схем совместного использования пространства , скептически относился к их роли и, цитируется, сказал о них: «Нам нужны светофоры только там, где они полезны, и я не нашел везде, где они еще могут быть полезны». [88]
Исследование Всемирного экономического форума показало, что сигнальные перекрестки связаны с более высокими уровнями локального загрязнения воздуха. Водители часто ускоряются и останавливаются на светофоре, поэтому пиковая концентрация частиц может быть примерно в 29 раз выше, чем в условиях свободного потока. ВЭФ рекомендует органам дорожного движения синхронизировать сигналы светофора, рассмотреть альтернативные системы управления дорожным движением и рассмотреть возможность размещения светофоров вдали от жилых районов, школ и больниц. [86]
Разделение конфликтующих потоков во времени может снизить вероятность столкновений под прямым углом при повороте и перекрестке, но может увеличить частоту наездов сзади до 50%. [89] Поскольку столкновения под прямым углом и при повороте против движения чаще приводят к травмам, зачастую это приемлемый компромисс. Они также могут отрицательно повлиять на безопасность велосипедного и пешеходного движения. В период с 1979 по 1988 год город Филадельфия , штат Пенсильвания, отключил сигналы на 199 перекрестках, которые не были оправданы. В среднем после удаления ненужных сигналов на перекрестках произошло на 24% меньше аварий. [89] Светофоры были установлены в 1960-х годах из-за разрешенных с тех пор протестов по поводу дорожного движения. К 1992 году на 426 перекрестках было убрано более 800 светофоров, а количество аварий на этих перекрестках снизилось на 60%. [90]
Критерии были разработаны, чтобы обеспечить установку новых светофоров только там, где они принесут больше пользы, чем вреда, и оправдать удаление существующих светофоров там, где их использование не оправдано. Чаще всего их размещают на магистральных дорогах на пересечениях с другой магистральной дорогой или коллекторной дорогой, а также на скоростных автомагистралях, где развязка не требуется. В некоторых ситуациях светофоры также можно найти на коллекторных дорогах в оживленных районах.
Международная ассоциация муниципальных сигналов предоставляет информацию о стандартах, касающихся светофоров и устройств управления. Одним из примеров является вклад, предоставленный ассоциацией для Руководства по унифицированным устройствам управления дорожным движением (MUTCD). [91] MUTCD выдается Федеральным управлением автомобильных дорог (FHWA) Министерства транспорта США (USDOT). [92]
В Соединенных Штатах критерии установки сигнала управления дорожным движением предписаны Руководством по унифицированным устройствам управления дорожным движением (MUTCD), которое определяет критерии в девяти ордерах : [93]
В США перекресток обычно должен соответствовать одному или нескольким из этих ордеров, прежде чем будет установлен сигнал. Однако выполнение одного или нескольких предписаний не требует установки светофора, а лишь предполагает, что они могут подойти. Возможно, кольцевая развязка будет работать лучше. Могут существовать и другие неучтенные условия, из-за которых инженеры-транспортники приходят к выводу, что сигнал нежелателен. Например, может быть принято решение не устанавливать сигнал на перекрестке, если остановившийся на нем транспорт будет двигаться задним ходом и блокировать другой перекресток с более интенсивным движением транспорта. Кроме того, если сигнал удовлетворяет требованиям только часа пик, преимущества в это время могут не перевесить недостатки в оставшуюся часть дня.
Символика светофора (и значения трех основных цветов, используемых в светофоре) часто встречается во многих других контекстах. Поскольку они часто используются как отдельные цветные пятна без контекста вертикального положения, они обычно непонятны примерно одному из десяти мужчин, страдающих дальтонизмом . [ нужна цитата ]
Светофоры также использовались в компьютерном программном обеспечении, таком как пользовательский интерфейс macOS , и в произведениях искусства, в частности в «Дереве светофора» в Лондоне, Великобритания.
На автомобильных гоночных трассах также могут использоваться стандартные сигналы светофора, чтобы указывать водителям гоночных автомобилей статус гонок. На овальной дорожке можно использовать четыре комплекта: два обращены к прямой и две обращены к середине поворота на 180 градусов между прямыми. Зеленый цвет означает, что гонка идет, а желтый означает, что нужно замедлиться или следовать за пейс-каром; красный будет означать остановку, вероятно, в экстренных случаях.
Scuderia Ferrari , гоночная команда Формулы-1 , раньше использовала систему светофоров во время пит-стопов, чтобы сигнализировать своим гонщикам, когда им пора покинуть боксы. [ нужна цитата ] Красный свет горел, когда меняли шины и добавляли топливо, желтый свет горел, когда шины менялись, а зеленый горел, когда все работы были завершены. Система (обычно) полностью автоматическая. Однако после Гран-при Сингапура 2008 года система была снята из-за того, что она сильно задержала Фелипе Массу во время гонки, когда он лидировал. Обычно система была автоматической, но плотное движение на пит-лейн вынудило команду управлять ею вручную. Механик случайно нажал кнопку зеленого света, когда топливный шланг все еще был прикреплен к машине, в результате чего Масса уехал, буксируя за собой топливный шланг. Кроме того, Масса встал на пути Адриана Сутиля , за что ему был назначен пенальти. Наконец он остановился в конце пит-лейна, вынудив механиков Ferrari бежать через весь пит-лейн, чтобы снять шланг. В результате этого, а также понесенного им штрафа Масса финишировал 13-м. Феррари решила использовать традиционный «леденец» до конца сезона 2008 года.
Еще один тип светофора, который используется в гонках, — это «Рождественская елка», которая используется в дрэг-рейсинге . У рождественской елки шесть огней: синий, три янтарных, зеленый и красный. Синий сценический свет разделен на две части: предсцену и сцену. Иногда их обозначают два набора лампочек, расположенных друг над другом. Как только гонщик выходит на стартовую линию, стартер включает световой сигнал, чтобы начать гонку, что можно сделать двумя способами. Если используется дерево Pro, три желтых индикатора будут мигать одновременно. На дереве спортсмена желтый свет будет мигать сверху вниз. Когда загорается зеленый свет, гонка официально начинается, но если гонщик пересечет линию до того, как это произойдет, то загорится красный свет, и это будет нарушением. [ нужна цитата ]
Красный, янтарный и зеленый цвета часто используются как простая для понимания система оценки продуктов и процессов. По аналогии его можно расширить, чтобы обеспечить более широкий диапазон промежуточных цветов с крайними красным и зеленым. [94]
В Юникоде — символ U+1F6A5 🚥. это ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ СВЕТОФОР и U+1F6A6 🚦 ВЕРТИКАЛЬНЫЙ СВЕТОФОР.
2444 — Вожня десно об рдечи лучи на семафорью
![Фиктивный фонарь в Канахохари, Нью-Йорк. Его удалили в 2021 году.[82]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/Dummy_Light.jpg/1280px-Dummy_Light.jpg)