Преимущество светофора (также называемое определением приоритета светофора ) — это система, которая позволяет оператору игнорировать нормальную работу светофора . Чаще всего эти системы манипулируют сигналами светофора на пути автомобиля экстренной помощи , останавливая конфликтующее движение и предоставляя транспортному средству экстренной помощи право проезда, тем самым сокращая время реагирования и повышая безопасность дорожного движения. Преимущество сигнала также может использоваться в системах скоростного транспорта трамвая , легкорельсового транспорта и автобусов , чтобы обеспечить приоритетный доступ общественного транспорта через перекрестки, а также в железнодорожных системах на переездах для предотвращения столкновений.
Вытеснение трафика реализуется различными способами. Устройства активации светофора могут быть установлены на автотранспортных средствах, интегрированы с системами управления транспортной сетью или управляться с помощью дистанционного управления из фиксированного места, например, пожарной части , или диспетчера экстренного вызова . Светофоры оборудованы для приема сигнала активации, который прерывает нормальный цикл. Светофоры, не оборудованные для приема сигнала о преимуществе движения, не распознают активацию и продолжат работать в обычном цикле.
Автомобильные устройства можно включать и выключать по мере необходимости, но в случае машин экстренной помощи они часто интегрируются с аварийными сигнальными огнями автомобиля . При активации устройство прерывания движения немедленно заставит оборудованные соответствующим образом светофоры на пути движения транспортного средства немедленно включить цикл, предоставив право проезда в желаемом направлении, после того, как будут заданы запрограммированные задержки для необходимых изменений сигнала и освобождения пешеходных переходов. .
Системы упреждения светофоров, интегрированные с транспортными сетями поездов , обычно расширяют контроль над движением от типичных траверс и сигнальных огней до одного или нескольких близлежащих транспортных перекрестков, чтобы предотвратить приближение чрезмерного дорожного движения к переезду, а также получить право проезда для дорожное движение, чтобы быстро освободить переход. Это также позволяет автобусам и транспортным средствам, перевозящим опасные грузы , проезжать через перекресток, не останавливаясь на железнодорожных путях.
Системы с фиксированным местоположением могут сильно различаться, но типичная реализация - это одиночный светофор перед пожарной станцией или рядом с ней, чтобы остановить движение и позволить машинам экстренных служб беспрепятственно покинуть станцию. В качестве альтернативы, весь коридор светофоров вдоль улицы может управляться из фиксированного места, например, чтобы позволить пожарным машинам быстро реагировать в многолюдном центре города или обеспечить более быстрый доступ машине скорой помощи при транспортировке критического пациента в больницу в район с интенсивным движением транспорта.
Системы упреждения сигнала светофора иногда включают в себя метод сообщения оператору транспортного средства, которое запросило упреждение (а также другим водителям), о том, что сигнал светофора находится под контролем устройства упреждения, посредством уведомителя. В отрасли это устройство обычно называют «маяком подтверждения». Обычно это дополнительный свет, расположенный рядом со светофорами. Это может быть одна видимая всем светодиодная лампочка , которая мигает или горит постоянно, или это может быть свет, направленный в каждую сторону, с которой транспорт приближается к перекрестку. В случае наличия нескольких огней оповещения на контролируемом перекрестке они будут мигать или гореть постоянно в зависимости от местной конфигурации, чтобы сообщить всем водителям, с какого направления поступает упреждающий сигнал. Это информирует обычных водителей, какое направление, возможно, необходимо освободить, и информирует водителей, активирующих транспортные средства, контролируют ли они свет (особенно важно, когда к одному и тому же перекрестку приближается более одного активирующего транспортного средства). Типичная установка будет обеспечивать постоянное уведомление, указывающее, что активирующее транспортное средство приближается сзади, в то время как мигающее уведомление будет указывать на то, что транспортное средство экстренной помощи приближается сбоку или навстречу. Существуют варианты используемых методов уведомления, которые могут включать один или несколько цветных индикаторов в различных конфигурациях. Некоторые из новейших высокотехнологичных систем имеют дисплей в кабине, что устраняет необходимость в маяке подтверждения. Это также может значительно снизить стоимость проекта упреждения.
События, приводящие к активации и уведомлению, не наблюдаются водителями ежедневно, и обучение водителей и осведомленность об этих системах могут сыграть роль в том, насколько эффективно системы сокращают время реагирования. Могут также возникнуть необычные обстоятельства, которые могут сбить с толку водителей транспортных средств, оснащенных оборудованием для предотвращения дорожного движения, не имеющих надлежащей подготовки. Например, 2 января 2005 года пожарная машина успешно обогнала светофор на перекрестке, где проходил легкорельсовый поезд (LRT) в Хиллсборо, штат Орегон , однако на переезде пожарная машина была сбита LRT. Последующее расследование установило, что виноват оператор ЛРТ. Авария произошла посреди сети близко расположенных регулируемых перекрестков, где знаки и сигналы одновременно предоставляли право проезда LRT, на ВСЕХ перекрестках. Оператор ЛРТ следил за указаниями полосы отвода по сигналам нисходящего потока и не заметил, что на ближайшем перекрестке произошло упреждение. Пожарная машина, получившая зеленый свет еще до прибытия на перекресток, проехала, а оператор ЛРТ, не заметив неожиданный сигнал об остановке, наехал на пожарную машину и уничтожил ее. [ нужна цитата ]
В некоторых системах используется акустический датчик , связанный с системой упреждения. Его можно использовать отдельно или в сочетании с другими системами. Системы этого типа игнорируют сигнал светофора, когда обнаруживается определенный образец твитов или завывания сирены автомобиля службы экстренной помощи. Преимущества такой системы заключаются в том, что ее довольно недорого интегрировать в существующие светофоры, а также в возможности использовать сирену, уже установленную в машинах экстренных служб, что позволяет обойтись без специального оборудования. Основным недостатком является то, что звуковые волны могут легко отражаться от зданий или других крупных транспортных средств, находящихся на перекрестке или рядом с ним, в результате чего «отраженная» волна вызывает событие упреждения в неправильном направлении. Отраженные волны также могут создавать ненужные побочные события вдоль улиц, расположенных рядом с маршрутом автомобиля скорой помощи. Еще одним недостатком является то, что акустические датчики иногда могут быть достаточно чувствительными, чтобы активировать упреждающее действие в ответ на сирену, доносящуюся слишком далеко, или на звук несанкционированного транспортного средства, громкость которого превышает 120 дБ (многие грузовики и автобусы сирены превышают этот порог «на близком расстоянии»). диапазон'). [1]
Транспортное средство, в котором используется система упреждения сигналов светофора в пределах прямой видимости, оборудовано излучателем, который обычно посылает узконаправленный сигнал вперед, к светофорам перед транспортным средством, в попытке получить право проезда через управляемую полосу движения. перекрёсток перед приездом. Эти системы прямой видимости обычно используют невидимый инфракрасный сигнал или видимый стробоскопический свет в качестве излучателя. В случае стробоскопа он также может служить двойной цели в качестве дополнительного сигнального света. Для связи со светофором излучатель передает видимые вспышки света или невидимые инфракрасные импульсы с заданной частотой . Для реагирования светофоры должны быть оснащены совместимым приемником упреждающего сигнала светофора. Как только транспортное средство с активным излучателем проедет перекресток, приемное устройство больше не воспринимает сигнал излучателя и возобновляется нормальная работа. Некоторые системы могут быть реализованы с различными частотами, назначенными для конкретных типов использования, что затем позволит упреждающему оборудованию перекрестка различать пожарную машину и автобус, одновременно отправляющие сигнал, а затем предоставлять приоритетный доступ сначала пожарной машине.
К недостаткам систем прямой видимости относятся препятствия, освещение и условия окружающей среды , а также нежелательные активации. Препятствиями могут быть здания на извилистой дороге, которые блокируют визуальный контакт со светофором до самого близкого расстояния, или, возможно, большой грузовой грузовик . В случае с полицейской машиной такая блокировка будет препятствовать тому, чтобы сигнал светофора получал сигнал излучателя полицейской машины. Изменение положения приемника или даже размещение его отдельно от оборудования светофоров иногда может решить эту проблему. Прямые солнечные лучи, попадающие в приемник, могут помешать ему обнаружить излучатель, а суровые условия окружающей среды, такие как сильный дождь или снег, могут уменьшить расстояние, на котором будет работать система прямой видимости. Нежелательные активации могут произойти, если сигнал передатчика улавливается множеством светофоров на участке дороги, и все они направлены на изменение цвета на красный в этом направлении до того, как активирующее транспортное средство свернет с дороги или будет припарковано без деактивации его передатчика. Сигнал автобуса позволяет автобусам включать зеленый свет, чтобы быстрее добраться до места назначения.
Излучатели прямой видимости могут использовать ИК-диоды. Импульсно подается сигнал низкого приоритета (10 Гц) или сигнал высокого приоритета (14 Гц). [2]
Радиосистемы прерывания трафика, использующие локальный радиосигнал ближнего радиуса действия в диапазоне 900 МГц , обычно могут избежать недостатков систем прямой видимости ( 2,4 ГГц и оптических ). Радиосистема по-прежнему использует направленный сигнал, передаваемый от излучателя, но, поскольку она основана на радиосвязи, ее сигнал не блокируется визуальными препятствиями, освещением или погодными условиями. До недавнего времени основным недостатком радиосистем подавления трафика была возможность помех со стороны других устройств, которые могли использовать ту же частоту в данное время и в данном месте. Появление радиовещания FHSS (расширение спектра со скачкообразной перестройкой частоты) позволило радиосистемам не только преодолеть это ограничение, но и вышеупомянутые ограничения, связанные с акустическими системами и системами прямой видимости (оптическими). Лишь недавно были внедрены экономически эффективные системы упреждения GPS, вытеснившие радиоупреждение FHSS в качестве предпочтительного метода упреждения, особенно для городов, которые столкнулись с множеством проблем, связанных с другими (акустическими и оптическими) системами упреждения.
Радиосистемы также начали предлагать некоторые дополнительные преимущества — регулируемый диапазон и предотвращение столкновений. Дальность действия регулировалась путем изменения мощности радиосигнала так, чтобы светофоры можно было активировать только вблизи (при желании) или на больших расстояниях. Недостатком этих систем упреждения (которые также выполняли функцию предотвращения столкновений) было то, что они отображали направление надвигающихся столкновений, но не были в состоянии эффективно (или точно) рассчитать расстояние до столкновения любым другим методом, кроме мощности радиочастотного сигнала, который был в лучшем случае лишь приблизительная оценка.
С появлением широко распространенных приложений системы глобального позиционирования (GPS) появилась система предупреждения дорожного движения на основе GPS, способная предотвращать столкновения. Недавно некоторые системы упреждения GPS нашли способ преодолеть насущную проблему, которая «ослепляет» многие системы GPS: как предотвратить «ослепление» системы из-за потери сигнала GPS. В густонаселенных городах с высокими зданиями у приемников GPS могут возникнуть трудности с получением четырех необходимых спутниковых сигналов GPS, необходимых для трилатерации для определения местоположения. Если системы автомобиля не оснащены резервным «IMU» (инерциальным измерительным блоком), отсутствие доступности GPS может отрицательно повлиять на производительность системы. Чрезвычайно сильная облачность или суровая погода также могут отрицательно повлиять на способность приемника GPS обнаружить четыре необходимых спутника.
Некоторые системы предлагают оптически совместимую систему GPS с функциями, которые также включают инерциальный измерительный блок (IMU). Цена некоторых сравнима с оптическими системами. Таким образом, города, в которых нет преимущественного права, могут получить систему на основе GPS по цене оптических систем (обычно 1/3 цены многих систем GPS). Кроме того, города, в которых есть существующие оптические системы, могут начать переход на систему на основе GPS, сохраняя при этом совместимость с существующими оптическими излучателями транспортных средств. Эти системы также оснащены системой предотвращения столкновений.
Системы GPS обычно передают информацию одним из трех способов: через FHSS 900 МГц, FHSS 2,4 ГГц или через сотовый модем. Каждая из этих методологий имеет свой набор преимуществ/недостатков. FHSS 900 МГц кажется лучшим вариантом, поскольку он обеспечивает максимальную дальность действия (часто более 4,8 км или 3 мили для приемопередатчика мощностью 1 Вт). Частота 2,4 ГГц способна передавать больше данных, но обычно считается более «направленной» или «прямой видимости». Его максимальная дальность действия составляет всего около 1,2 км ( 3 ⁄ мили ). Это часто может помешать системе своевременно выполнить упреждение, чтобы обеспечить свободный перекрёсток по прибытии. Сотовая связь решает проблему «расстояния», но может быть довольно дорогостоящей, если принять во внимание плату за сотовую связь. Во время чрезвычайной ситуации в масштабе региона специалистам в отрасли также хорошо известно, что сотовая сеть часто выходит из строя. Это может затруднить упреждение (если только нет других резервных систем) во время (кризиса), когда упреждение может быть необходимо больше всего. Сотовая связь также имеет определенную «задержку». Было задокументировано, что иногда системам сотовой связи может потребоваться 10 секунд или более, чтобы отключить приоритет светофора, даже если автомобиль экстренной помощи уже покинул перекресток.