معرفی انواع سيستم های كنترل چراغ های راهنمايی از دستگاه های فرماندهی ساده تا سيستم های هوشمند مركزی
شركت مهندسی بهينه سنج با برخورداری از 25 سال كار مداوم در زمينه طراحی و ساخت انواع دستگاه ها و سيستم های فرماندهی هوشمند چراغ های راهنمايی و با تكيه بر توان فنی و اجرايی پرسنل خود و دانش روز موجود در كشورهای پيشرفته ، تا كنون خدمات متنوع و گسترده ای را در جهت بهبود بخشيدن به زمان بندی چراغ هاي راهنمايی و کنترل ترافیک ارائه نموده و قدم های بزرگی را در حل مشكلات عبور و مرور در تقاطع ها و كاهش تأخير و اتلاف وقت رانندگان و مسافرين بر داشته است .
در ادامه بطور خلاصه انواع دستگاه های كنترل پيشرفته چراغ های راهنمايی از ديد كاربردی و تأثير هر يك در وضعيت ترافيك ، معرفی و مقایسه می شوند .
پری تايم دستگاه فرماندهی ساده
امروزه ساده ترین كنترل كننده های الكترونیكی از نوع پیش زمان بندی (Pretimed) هستند . در این دستگاه بر اساس پیش بینی از شرایط و حجم ترافیك در طول یك شبانه روز ، زمان بندی های مناسب برای هر مسیر از قبل به حافظه دستگاه وارد می گردد .
تجربه های بدست آمده حاكی است كه در بسیاری از تقاطع ها با حجم ترافیك سنگین ، شرایط عبور و مرور در طی ساعات یك روز تغییرات مشخصی را دنبال می كند بطوری كه در ساعات اولیه صبح ، ترافیك سنگین از سمت مناطق مسكونی به مركز شهر و در ساعات آخر بعد از ظهر عكس این قضیه اتفاق می افتد . در اواسط روز نیز دو حالت ترافیك متوسط و ترافیك سبك پیش می آید. چنانچه این پیش بینی ها بدرستی انجام شود و زمان بندی چراغ سبز هر مسیر متناسب با حجم ترافیك تعیین گردد ، میتوان این زمان بندی ها را به حافظه دستگاه سپرد .این دستگاه ها دارای یك ساعت زمان سنج دقیق هستند بطوریكه در هر یك از ساعات شبانه روز ، زمانهای سبز مربوط به آن ساعت را از
حافظه می خواند و اجرا می كند . تجربه نشان می دهد كه در پیشرفته ترین كشورها علیرغم دست یابی به فن آوری های كنترل هوشمند ترافیک ، هنوز دستگاه های پری تایم دارای جایگاه ویژه ای هستند خصوصاً كه مسائلی همچون آموزش كار با دستگاه ، هزینه های نصب و هزینه های نگهداری و تعمیرات آنها بمراتب نسبت به سایر دستگاه ها ساده تر و كمتر است .
در مدل های اخیر دستگاه های پری تایم ، میتوان برای روز های مختلف هفته و هفته های مختلف سال الگوهای متفاوتی از زمان بندی را پیش بینی و به دستگاه اعمال نمود بطوریكه میزان نیاز مراجعه به دستگاه ها برای تغییر زمان بندی ها در طول یكسال نیز به حداقل برسد .
دستگاه فرماندهی هوشمند محلی
در برخورد با زمان بندی چراغ های راهنمایی در یك تقاطع ، اولین چیزی كه به ذهن می رسد این است كه اگر دستگاه بتواند مانند یك نیروی پلیس با تجربه بصورت هوشمند عمل نماید ، زمان بندی ایده آل را در تقاطع می توان اجرا كرد و زمان های توقف را به حداقل رساند . بدیهی است كه اینكار مستلزم داشتن چشم الكترونیكی ( سنسور ) در مسیرهای منتهی به تقاطع است بطوریكه بتواند حجم ترافیك ورودی و یا توقف كرده در هر طرف را تشخیص دهد و متناسب با آن زمان های سبز را اعمال نماید . دستگاه های فرماندهی هوشمند محلی دارای چنین قابلیتی هستند . این دستگاه ها در هر لحظه متناسب با حجم ترافیك تصمیم می گیرند ، و البته دقت كارشان وابسته به دقت چشم الكترونیكی است كه حجم ترافیك را می خواند .
یكی از بهترین و رایج ترین چشمهای الكترونیكی برای ترافیك ، سنسورهایی است كه بشكل مربع یا مستطیل با ابعاد تقریبی 2x2 متر ، در زیر آسفالت نصب می شود و با عبور هر ماشین از روی آن ، یك
پالس برای دستگاه می فرستد و بر اساس فاصله پالس های متوالی كه بیانگر میزان فشردگی ترافیك است ، زمان سبز چراغ كم و زیاد می شود .
دستگاه های فرماندهی هوشمند محلی در تقاطع هایی كه دارای نوسانات زیاد در حجم ترافیك هستند بطوریكه وضعیت ترافیك قابل پیش بینی نباشد و همچنین در تقاطع هایی كه یك طرف خلوت و طرف دیگر شلوغ است بسیار خوب عمل می كنند . با این حال هزینه نصب و اجرا و نگهداری این دستگاه ها نسبت به دستگاه ساده بسیار بیشتر است و این هزینه ها بیشتر بخاطر حجم عملیات اجرایی است كه در ارتباط با نصب سنسورها و سیم كشی آنها مورد نیاز می باشد .
در یك بررسی آماری از میزان تاثیر سیستم هوشمند نسبت به سیستم های قدیمی كه در یكی از تقاطع های حساس شهر اصفهان انجام گرفت ، میزان بهبود ناشی از سیستم هوشمند ، 25% كاهش در زمان تاخیر وسائط نقلیه در آن تقاطع بوده كه با در نظر گرفتن كاهش چشمگیر در مصرف سوخت و كاهش اتلاف وقت افراد ، رقم قابل ملاحظه ای صر فه جویی شده است .
دستگاه فرماندهی هوشمند با قابلیت اتصال به مركز كنترل
با بزرگ شدن شهر ها و افزایش روز افزون حجم وسائط نقلیه ، تعداد خیابان ها و تقاطع ها بسرعت افزایش می یابد و تقاطع ها نیز به یكدیگر نزدیك می شوند . نزدیك شدن تقاطع ها باعث می شود كه حجم ترافیك یك تقاطع دقیقاً روی تقاطع های قبلی و بعدی اثر بگذارد .
در اینجا این نكته به ذهن می آید كه شاید دیگر كنترل تك تك تقاطع ها به تنهایی كار ساز نباشد و زمان بندی های تقاطع ها مجاور باید با یكدیگر ارتباط داشته باشند .
از سوی دیگر بزرگ شدن شهرها و گسترش شبكه ترافیك ، نیاز به مدیریت یكپارچه و هماهنگ بر روی كل ترافیك شهر را تقویت می كند . مدیریتی كه در آن در كنار چراغهای راهنمایی ، وضعیت حمل و نقل عمومی ، وسائط نقلیه اورژانس ، عابرین پیاده ، بزرگراه ها و پاركینگ ها را مد نظر قرار دهد و همه اینها و سایر موارد مرتبط با عبور و مرور را یكجا سازماندهی كند . تفكر احداث مركز كنترل حمل و نقل و ترافیك شهری در طی چند دهه گذشته در شهرهای بزرگ جهان به واقعیت تبدیل شده است .
در بعضی از شهرها تعداد تقاطع ها به حدود 2000 تقاطع می رسد . در تهران تعداد تقاطعهای چراغ دار از مرز 1000 عدد گذشته و بسرعت در حال افزایش است . كلان شهرهای كشور با تعداد تقاطع بیش از 100 عدد مواجه هستند كه همه ساله با رشد چشمگیری اضافه می شود . این رشد حیرت آور قطعا با روشهای سنتی و دستی و غیر متمركز قابل مهار و مدیریت نمی باشد .
کنترلرهای فرماندهی هوشمند چراغ های راهنمایی چهارراه ها در این شهرها باید قابلیت اتصال به یك مركز كنترل فرماندهی از اتاق فرمان را دارا باشند . پلیس راهنمائی باید بتواند در مركز كنترل در مورد تعدادی از تقاطع های مجاور بطور همزمان تصمیم گیری كند .
در چنین حالتی علاوه بر امكانات دستگاه های ساده تر مانند پری تایم ها ، بحث انتقال اطلاعات نیز اضافه می شود .
فرمان صادر شده از مركز باید طی كمتر از یك ثانیه به تقاطع برسد و به چراغ ها داده شود . اینكار نیاز به استفاده از فن آوری انتقال اطلاعات دارد . دستگاه های پیشرفته هوشمند مرکزی مجهز به چنین سیستمی برای تبادل اطلاعات با اتاق فرمان می باشد .
البته موفقیت استفاده از این مدل دستگاه ها ، به نحوه انتقال اطلاعات نیز بستگی دارد . استفاده از خطوط تلفن شهری بصورت اختصاصی ، سیستمهای بی سیم و اخیرا فیبر نوری ، چنین اجازه ای را به دست اندركاران داده است كه حجم زیادی از اطلاعات را با سرعت خارق العاده ودر كسری از ثانیه به كیلومترها دورتر از محل مركز برسانند و متقابلا وضعیت ترافیك را ، هم بصورت تصویری و هم بصورت عددی و آماری ، در مركز در اختیار داشته باشند .
در بررسیهای بعمل آمده در تعدادی از تقاطعهای مجهز به سیستم هوشمند و اجرای فاز بندی های پیشرفته در چراغها ، نتایج بسیار جالبی در بهبود روند عبور و مرور و كاهش تاخیر و معطلی رانندگان و مسافرین حاصل شده است .
مركز كنترل هوشمند، اتاق فرمان
در قسمت قبل به نقش اتاق فرمان بعنوان مركز كنترل و تصمیم گیری ترافیك شهری اشاره كردیم . اتاق فرمان ، مجموعه ای شامل تجهیزات كامپیوتری و برنامه های نرم افزاری است كه كارشناسان مجرب سازمان ترافیك و پلیس راهنمائی بهمراه نمایندگانی از ارگان های مرتبط با ترافیك همچون آتش نشانی ، اتوبوسرانی ،تاكسیرانی و رادیوپیام در آن مستقر هستند . شرایط ترافیكی كه توسط چشم های الكترونیكی، سنسورهای ویدیویی یا دوربین های مداربسته در سطح شهر جمع آوری می شود برروی مونیتورهای متعدد و صفحات نمایش بزرگ در اختیار پرسنل مركز قرار می گیرد . همچنین زمان بندی چراغ های راهنمائی بطور دستی و یا اتوماتیك از این اتاق به تقاطع ها فرستاده می شود . فضای آرام و بدون استرس مركز كنترل ، برخلاف محیط پرسر وصدا و شلوغ و خسته كننده تقاطع ها ، امكان تمركز و تفكر بیشتر و بهتر را در اختیار مدیریت ترافیك قرار می دهد و طبیعتا درچنین شرائطی تصمیم گیریها درست تر و راندمان كار بالاتر خواهد بود .
درحال حاضر در تعدادی از شهرهای بزرگ كشور ، مركز كنترل ترافیك تاسیس گردیده و در حال توسعه است . شركت بهینه سنج در طی 20 سال گذشته در دو شهر بزرگ اصفهان و تبریز عهده دار طراحی و اجرای اتاق كنترل بوده و در مجموع 100 تقاطع را در این دو شهر بصورت هوشمند و مركزی تحت كنترل قرار داده است و دارای سابقه ای 25 ساله در این زمینه می باشد .
جمع بندی
در اننخاب سیستم كنترل و فرماندهی چراغ های راهنمائی و ترافیك ، باید بصورت واقع بین و بسته به شرایط حال و پیش بینی از آینده و البته درچارچوب امكانات مادی و بودجه ای عمل نمود . همان قدر كه انتخاب یك دستگاه فرماندهی هوشمند و پیشرفته چراغ راهنمایی با هزینه سنگین برای تقاطع های كوچك و كم تراكم و یاشهرهای كم جمعیت غیر معقول بنظر می رسد ، عدم استفاده از سیتمهای پیشرفته و هوشمند در تقاطع های حساس شهرهای بزرگ نیز كاری نابخردانه خواهد بود . نكات اجمالی مطرح شده در اینجا گرچه بسیار خلاصه و كوتاه است اما تاحد زیادی میتواند مدیریت ترافیك شهری را به سمت انتخاب بهینه و درست كمك و یاری نماید چرا كه اكثر مطالب مطرح شده جدای از پشتوانه علمی و فنی و انطباق با دانش روز ، مبتنی بر تجربیات طولانی و گران سنگ تیم تخصصی و اجرایی شركت بهینه سنج در طی 25 سال گذشته در سطح كشور می باشد .