دانلود گزارش کارآموزی کنترل ترافیک و مدیریت شهری سازمان ترافیک شهرداری مشهد

محیط کارآموزی :
اینجانب حسین پژومند دانشجوی ورودی سال 79 رشته سخت افزار کامپوتردانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهددر تابستان سال 1384 دوره کارآموزی خود را در مرکز کنترل ترافیک و مدیریت شهری سازمان ترافیک شهرداری مشهد واقع در میدان امام خمینی، نبش خیابان فیاض بخش سازمان شهرداری مشهد گذراندم .در مدت کارآموزی جناب آقای مهندس راد سرپرست کار آموزی من بودند .

در اینجا بر خود لازم می دانم که از مدیر عامل سازمان ترافیک آقای مهندس شاداب مهر مدیریت مرکز کنترل ترافیک آقای دکتر امامی و سرپرست کارآموزی آقای مهندس راد و کلیه کارکنان سازمان ترافیک کمال تشکر و قدردانی را داشته باشم .
در روز اول کارآموزی اقای مهندس راد من را با مرکز آشنا کرد و جزوات مختلفی در اختیار من گذاشتند تا با مطالعه آنها با عملکرد مرکز بیشتر آشنا شوم .
در بیشتر روز ها با آقای معصوم به بازدید تقاطعها می رفتم و با نحوه عملکرد(کنترل scatsمرکزی و هوشمند تقاطع ها) آشنا شدم .
در بعضی از تقاطع ها خرابی به چشم می خورد که به مرکز اطلاع می دادیم تا با واحد تعمیرات تماس بگیرند .برای نصب سنسور حلقی سلفی به جاده فریمان رفتیم ابتدا سطح جاده را به عمق تقریبی 30 سانتیمتر بصورت مربعی شکل با ابعاد 2.5 در 2.5 سوراخ می کنند سپس سوراخ حفر شده را خشک می کنند و سیم را 7 دور در ان قرار می دهند و دو سر سیم را در آخر بصورت ضربدری ازآن خارج می کنند برای اطمینان از درست نصب شدن آن سلف آن را اندازه می گیریم باید بین 440 تا 460 میکرو هانری باشد .سیم بیرون آمده به داخل سیستم کنار جاده
می رود و در آنجا با نرم افزار موجود امار ماشینهای رد شده از روی سنسور را ثبت می کند و هر هفته یک بار این سیستم را بازدید می کنند .آشکارساز دیگری نیز در جاده قوچان نصب شده است که راداری است و دقت آن از از حلقی سلفی بهتر است .
برای نظارنت بر نصب دوربین میدان امام حسین به آنجا رفتیم .در بعضی از روزها نیز در سازمان مطالعه می کردم و با نرم افزار سیستم ترافیک هوشمند نیز آشنا شدم .
تعیین اهداف و مسائل مرکز کنترل ترافیک:
اهداف مرکز کنترل ترافیک برای حل مسائل ومشکلات ترافیکی شهر مشهد وضع می شوند وطبیعطاً هرگاه به این اهداف دست یابیم مسائل و مشکلات حل شده اند .

مسلم است که با حل مشکلات مورد نظر در حل مرحله امکان بروز مسائل و مشکلات جد ید وجود دارد و بنابراین وضع اهداف جدید ضروری است.

مطالعه طرح توسعه مرکز کنترل ترافیک مشهد با توجه به ماهیت تنوع مسائل مورد بررسی در آن وهدف نهایی که تهیه طرح توسعه این مرکز است نیازمند طی اقدامات مختلفی است .در این میان در نظر گرفتن مسایل و مشکلات مدیریتی و ترافیکی نقش بسیار حساسی دارد ،که در جوامع مورد تـاکید فراوان قرارمی گیرد.

مسلماً عدم توجه به این مسایل ودیدگاه های مرتبط با آن درآینده مشکلات متعددی را بوجود می آورد که تجهیزات فنی قادر به حل آنها نخواهد بود .

شناسایی اهداف تشکیل و بکار گیری مرکز مدیریت ترافیک یا عناوین مشابه از جمله مرکز کنترل ترافیک شهری مهمترین گام در مطا لعات طراحی و بهینه- سازی طرح های توسعه است .اگر در تشخیص و تبیین اهداف و از آن مهمتر رسالت ها دقت لازم اعمال نشود و حساسیت لازم توسط دست اندرکاران وجود نداشته باشد اقدامات بعدی از جمله انتخاب و بکار گیری تجهیزات فنی پیشرفته بی ثمر خواهد بود .

انواع روشهای کنترل چراغهای راهنمایی مقدمه : در جهان پیشرفته امروزی ارتباطات ، حمل و نقل و جابجایی انسانها و کالا و .....

ازاهمیت بسزایی برخوردار بوده و انجام این امر در کوتاهترین زمان ممکن امری مهم وحیاتی است.

در دهه حاضر با توجه به افزایش قابل ملاحظه تعداد مسافرین و وسایل نقلیه در کنار محدودیت ظرفیت شریانهای ارتباطی ، بکارگیری فن آوریهای جدید را در زمینه کنترل و مدیریت هوشمند ترافیک امری کاملا الزامی نموده است.

سیستم حمل و نقل هوشمندITS) (از فن آوریهای نوین در زمینه های پردازش اطلاعات ، مخابرات و کنترل الکترونیکی برای رفع نیازهای حمل و نقل بهره برداری می نماید.

هدف استفاده از این سیستم ها روان سازی تردد در مسیر های مهم و حساس و در کنار آن برقراری ایمنی تردد ، امکان اطلاع رسانی ، کنترل بهنگام جریان ترافیک و استفاده از ظرفیت بهینه شریانهای حمل و نقل می باشد.

سیستم کنترل مرکزی هوشمند SCATS در راستای رسیدن به مدیریت ترافیک هوشمند ، بهینه ، کارآمد و متمرکز و هماهنگ با آخرین دستاوردهای فن آوری روز دنیا به عنوان راه حلی جهت کنترل تقاطهای فرماندهی سطح شهر مشهد در نظر گرفته شده و پس از اجرا طرح مطالعات جامع توسط پارک علمی و فن آوری برای توسعه مرکز کنترل ترافیک به عنوان راه حل بهینه انتخاب شده است .

در این مقاله سعی شده است که چکیده ای از قابلیتهای این سیستم به همراه نتایجی از استفاده آن در شهرهای مهم دنیا و تهران ارائه گردد.

اولین چراغ راهنمایی به صورت گازی در سال 1920 و در لندن راه اندازی گردید.

از آن زمان تا کنون روشهای مختلفی جهت کنترل بهینه چراغهای راهنمایی در دنیا پیاده شده است.

به طور کلی انواع روشهای کنترل تقاطع های چرا غدار را می توان به زیر شاخه های زیر مطابق شکل (1) تقسیم نمود: 1- سیستم زمان ثابت ساده ترین و ابتدا ترین نحوه کنترل چراغهای راهنمایی کنترل به صورت زمان ثابت می باشد.

در این روش در تمامی ساعات شبانه روز فاز بندی ثابتی مستقل از میزان شلوغی یا خلوتی ترافیک تقاطع به چراغ راهنمایی اعمال می گردد.

ازمهمترین معایب این سیستم ، تاخیرهای بی دلیل ، بالا رفتن زمان سفر و یا عدم تخصیص زمان کافی در ساعات اوج ترافیک می باشد.

با وجود اینکه این روش ارزانترین روش می باشد از نظر کنترل ترافیکی کاملا غیر قابل قبول بوده و مردود است.

2- سیستم زمان متغیر در این سیستم در ساعات مختلف شبانه روز بر اساس آمارهای بدست آمده از وضعیت ترافیکی تقاطع مورد نظر، زمانبندی مناسب اعمال می گردد.

این روش در مورد مواردی که تقاطع دارای نوسانات نامنظم ترافیکی است مناسب نبوده و موجب افزایش زمانهای تاخیر میگردد .

3- سیستم هوشمند محلی : این سیستم ها از جمله روشهای کنترل سازگار با ترافیک می باشد از پیشرفته ترین روشهای کنترل بوده و زمانبندی و فازبندی تقاطع را بر مبنای شرایط واقعی ترافیک و بصورت لحظه ای تنظیم می نماید .

درک واقعی شرایط ترافیک توسط این سیستم به وسیله آشکار سازی های وسایل نقلیه (لوپهای القایی یا آشکارسازهای راداری ویا تصویری) انجام می گیرد.

اطلاعاتی که از آشکارسازهای وسایل نقلیه به کنترلر میرسد برای تنظیم فازبندی و زمانبندی تقاطع مورد استفاده قرار می گیرد.

میزان ترافیک تقاطع و درصد استفاده از یک مسیر عوامل تعیین کننده ای جهت تنظیم زمانبندی آن تقاطع می باشد.

در شکل زیر تفاوت زمانبندی در روشهای کنترل زمان ثابت و از پیش تعیین شده با روش هوشمند و تطبیقی نشان داداه شده است: 4- سیستم های هوشمند و مرکزی در این سیستم ها که SCATSرا نیز شامل میشود و علاوه براستفاده از حسگرهای خودرو جهت کنترل و اعمال زمانبندی هوشمند به تقاطع، اطلاعات ترافیکی تقاطعهای مختلف به یک نرم افزار مرکزی فرستاده شد و جهت کنترل بهینه شریانهای ترافیکی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

این نوع سیستم در دسته کنترل کننده های سازگار با ترافیک کنترل قرارگرفته و به صورت شبکه ای عمل می کند.

با استفاده از قابلیتهای تطبیقی می تواند راهکارهای زیر را پیاده کند: حذف یا اضافه نمودن فاز تنظیم زمان یک فاز یا چراغ انتخاب فازبندیهای مناسب برای شرایط مختلف و قابلیت تغییر از مرکز کنترل ترافیک تغییر یک فاز یا چراغ زود قطع کننده و یا سبز کننده ایجاد حالت تمام قرمز جهت تخلیه تقاطع ایجاد موج سبز برای تقاطعهای نزدیک بهم دادن اولویت به خودرو های ویژه و اورژانس طرح فازبندی و زمانبندی یک تقاطع در ساعات مختلف با توجه به حجم ترافیک متفاوت است.

در ساعات شلوغ شاید طول سیکل و تعداد فازهای بیشتر مطلوب باشد در صورتیکه در ساعات خلوت ممکن است برعکس باشد و یا حتی تقاطع نیاز به زمانبندی نداشته باشد و چشمک زن بودن چراغها کفایت کند.

همچنین ایجاد هماهنگی بین تقاطعهای موجود در یک سیستم مرکزی موجب بروز موج سبز و کاهش میزان کل تاخیرهای وسایل نقلیه می گردد.

استفاده از این روش دارای مزایای دیگری مانند ارسال اطلاعات ترافیک و خرابیهای هر تقاطع به مرکز و مشاهده وضعیت ترافیکی سطح شهر روی صفحه نمایشگر دیواری و ......

.نیز می باشد.

معرفی سیستم SCATS و قابلیت های آن سیستم کنترل مرکزی و هوشمند SCATS پس از انجام مطالعات اولیه ، اولین بار در سال 1969 در شهر سیدنی استرالیا جهت کنترل مرکزی تقاطعهای این شهر مورد استفاده قرار گرفت.

پس از آن ،نسخه های جدید این نرم افزار به همراه پیشرفت تکنولوژی نرم افزاری و سخت افزاری یکی پس ازدیگری تولید شده و تاکنون در 56 شهر و بیش از 12200 تقاطع مهم در سطح دنیا نصب و راه اندازی شده است.

نتایج مثبت استفاده از این سیستم بگونه ای است که تاکنون تمامی مراکزکنترل در سطح دنیا که این سیستم را بکار گرفته اند ، ازعملکرد آن راضی بوده و دست به تعویض آن نزده اند.

مهمترین قابلیت این سیستم که آنرا جهت استفاده در نقاط مختلف دنیا و با فرهنگهای ترافیکی متفاوت و نسبتا متناقص سازگار نموده است ، عکس العمل لحظه ای و کاملا تطبیقی در مقابل تغییرات ترافیکی هر تقاطع با در نظر گرفتن ترافیک شریانهای مرتبط به آن می باشد.

SCATS بر خلاف دیگر سیستم های موجود در کنترل ترافیک پارامترهای چراغهای راهنمایی را بصورت لحظه ای ایجاد کرده و زمانبندی چراغها را بر اساس جریان ترافیک و درجه اشباع در هر سیکل تنظیم می نماید.

در حالیکه سیستم های دیگر از مدلهای ترافیکی از پیش تعیین شده که بعضا قابل تطبیق بارفتار ترافیکی رانندگان محلی نیست استفاده می کند.

سیستم کنترل مرکزی SCATS را می توان در یکی از چهار حالت زیر بکار گرفت: کنترل مرکزی.

در این حالت هر تقاطع با نرم افزار مرکزی مستقر در مرکز کنترل ترافیک در ارتباط بوده و ضمن ارائه میزان و حجم ترافیک به مرکز ، زمانبندی مربوط به خود را از نرم افزار مرکزی دریافت می نماید.

در این حالت کنترل ترافیک به صورت شبکه ای بوده و امکان پیاده سازی موج سبز وجود دارد.

حالت تطبیقی.

در صورات بروز اشکال در خط ارتباطی واسط بین مرکز کنترل و کنترل کننده محلی ، سیستم به طور هوشمند براساس میزان ترافیک تقاطع زمانبندی را محاسبه و اعمال می نماید.

حالت مجزا.

در این حالت سیستم بر اساس جدول زمانی خود نسبت به اعمال زمانبندی و آفست اقدام می نماید.

هم چنین گزارشی مبنی بر وضعیت تقاطع به مرکز کنترل ارسال می گردد تا در اسرع وقت نسبت به رفع نفص احتمالی اقدام گردد.

حالت چشمک زن.

در ساعات خلوت شبانه روز یا در صورت بروز مشکل جدی در سیستم کنترل محلی، سیستم به طور چشمک زن عمل می کند.

ساختار و اجزای تشکیل دهنده سیستم SCATS ذر شکل زیر آمده است: ازمهمترین قابلیتهای سیستم SCATS می توان به موارد زیر اشاره کرد: 1- کنترل تطبیقی و هوشمند : این سیستم قادر به عکس العمل در مقابل تغییرات لحظه ای در تقاضا و ظرفیت بوده و بطور اتوماتیک زمانبندی چراغها را تنظیم می نماید تا درسطح شبکه جریان ترافیک بهینه ترین حالت را داشته باشد.

میزان ترافیک و راندمان هر تقاطع بوسیله حسگرهای خودرو اعم از تصویری، راداری ویا لوپهای القایی اندازه گیری شده وبهترین زمانبندی جهت بهینه سازی زمانبندی تقاطع، انتخاب شده و اعمال می گردد.

این سیستم بر خلاف دیگر روشهای کنترلی از مدلهای ریاضی و تئوری جهت اختصاص بهینه زمانبندی استفاده نمیکند زیرا رفتار ترافیکی رانندگان در نقاط مختلف دنیا ، متفاوت بوده و استفاده از مدلهای ترافیکی ، محدودیت ایجاد می نماید.

2- ایجاد هماهنگی بین چراغهای فرماندهی : از آنجا که این سیستم میزان ترافیک هر تقاطع را بطور جداگانه دریافت کرده و توسط یک نرم افزار مرکزی ، محاسبات مربوط را انجام می دهد ، امکان ایجاد هماهنگی و موج سبز در تقاطعهایی که برای نرم افزار تعریف میشود وجود دارد.

3- اولویت به خودروهای ویژه.

این سیستم به ردیاب خودروهای ویژه مانند پلیس، آتشنشانی، اورژانس و یا شخصیتها مجهز بوده تا در صورت لزوم موج سبز را برای حرکت سریع این خودروها ایجاد نماید.

4- نمایش وضعیت عملکردتجهیزات تقاطع در مرکز کنترل : از آنجایکه عملکرد کنترل کننده ها و در واکنش به اطلاعات دریافتی ازحسگرهای وسایل نقلیه می باشد ، چگونگی عملکرد این حسگرها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

سیستم SCATS علاوه بر ارسال اطلاعات مربوط به حجم ترافیک تقاطع به مرکزکنترل ، وضعیت خرابی حسگرها و چراغهای راهنمایی را در هر لحظه به مرکز کنترل منتقل میکند .

با افزایش تعداد تقاطعات ، بازدیدهای مرتب از آنها جهت تست و عیب یابی و بهینه سازی زمانبندی و دیگر پارامترهای مربوطه ، نیاز به افزایش تعداد پرسنل و دیگر امکانات لازم برای آنها دارد که خود مشکلات زیادی را به همراه خواهد داشت .

بنابراین مدیریت و نگهداری تمامی تجهیزات تقاطعات از یک مرکز واحد به صورت سرکشی دوره ای کاری بسیارمشکل و غیربهینه میباشد .

توسط سیستم کنترل مرکزی SCATS می توان به عملکردکلیه کنترل کننده ها ی تقاطعها نظارت داشت و در صورت هر گونه خرابی اعم از خرابی حسگرهای خودرو ، سوختن لامپها و یا خرابی خط ارتباطی با کنترل کننده تقاطع ، پیغام مربوطه به کامپیوتر مرکزی ارسال شده و می توان به سرعت پرسنل تعمیر و نگهداری را جهت تعمیر تجهیزات مربوطه اعزام کرد.

5- Scats یک سیستم معتبر و شناخته شده جهانی است.

این سیستم از طرف RTA که یک ارگان دولتی استرالیا می باشد پشتیبانی می گردد.

نسخه های مختلفی از این نرم افزار در دسترس مصرف کنندگان می باشد و با توجه به استفاده ازاین سیستم در بسیاری ازکشورهای دنیا ، با مطرح شدن نیازها ی جدید ، امکانات متناسب با آن نیازها به نرم افزار اضافه شده که در اختیار دیگر مصرف کنندگان نیز قرار میگیرد.

6- ماژولار بودن سیستم.

SCATS یک سیستم ماژولار می باشد و لذا توسعه آن امکان پذیر است.

ساختار آن بصورت سلسله مراتبی بوده و در صورتیکه ارتباط کنترل کننده ها با مرکز قطع شود .

علاوه بر اینکه خطا به مرکز گزارش داده میشود ، کنترل کننده وارد حالت عملکرد مجزا شده و بصورت منفرد و مطابق زمانبندی از پیش تعیین شده خود عمل می کند.

بنابراین عملکرد سیستم درهر شرایط ادامه می یابد.

7- امکان آمار گیری و گزارش گیری.

این امکانات به صورت نرم افزاری جهت آمارگیری و تهیه نمودارهای لازم برای نمایش میزان ترافیک در شریانهای مرتبط به سیستم همراه با گزارش خرابیهای تجهیزات به طور وسیعی وجود دارد.

نتایج استفاده از سیستم SCATS همانگونه که قبلا اشاره شد سیستم SCATS در بسیاری ازتقاطعهای دنیا نصب شده است.

در کنار نصب و راه اندازی این سیستم مطالعات و تحقیقات زیادی در مورد مزایای استفاده از آن جهت کاهش تاخیرها در تقاطعات، زمان سفر ، مصرف سوخت و آلودگی هوا انجام شده است .

لازم بذکر است که اکثر این تحقیقات توسط واحدهای تحقیقاتی و مراکز دانشگاهی مستقل انجام شده است.

درصد بهینه سازی موارد ذکر شده به طور متوسط در جدول (1) آمده است.

برای تهیه این جدول ابتدا چندین تقاطع بطور تصادفی که مجهز به سیستم SCATS میباشند انتخاب گردیده و پارامترهای یاد شده بدون حضور سیستم هوشمند در آنها محاسبه گردیده است .

پس از نصب سیستم SCATS ، مجددا پارامترهای مذکور در شرایط ترافیکی مشابه آمارکیری شده و با نتایج قبلی مقایسه می گردد.

جدول (1) : درصد بهینه سازی متوسط سیستم SCATS معرفی سیستمهای آشکارساز وسایل نقلیه و قابلیتهای آنها مقدمه: با گسترش و افزایش راه ها و اتومبیل ها در شهر ها مسئله کنترل شبکه ترافیک مهمتر و حساستر می شود.این مسأله سالیان درازی است که در کشورهای پیشرفته به آن توجه شده است و سیستمهای مناسبی برای آن طراحی کرده اند .

سیستمهای هوشمند خیابانی که دارای آشکارسازهای ترافیکی سیستمهای کنترل بلادرنگ و سیستمهای مخابراتی و ارتباطی مناسب هستند موجب می شوند که هر شخص در کمترین زمان به مقصد خود برسد و یک شبکه حمل و نقل کارا و روان وجود داشته باشد.

آشکار سازها بخشی از سیستم کنترل ترافیک هستند که اطلاعات اولیه برای سایر بخشها فراهم می کنند .

موقع انتخاب یک آشکارساز باید به قابلیت اطمینان- دقت- صحت- زمان پاسخ تحمل شرایط محیطی و نوع ارتباط با سیستم کنترل مرکزی توجه کرد .ضمن اینکه همیشه باید توجه کرد که پیش بینی های لازم مانند گسترش یک خیابان یا شلوغی بیش از حد یک خیابان در آینده دور یا نزدیک لحاظ شود.

کاربرد فناوری سنسورهای غیر اختلالی از اوایل 1940میلادی با سنسور مغناطیسی آغاز شد .

تا دهه 1960 سنسورهای آلتراسونیک(فرا صوت) و راداری نیز بطور تجاری وارد بازار شدند .تا انتهای دهه1960 حلقه های سلفی وارد بازارشده و سپس جایگزین سایرین شدند .

فناوریهای جدیدی نیز در حال گسترش است .فناوریهای در حال پدید آمدن هستند، تا چندین فناوری را در یک فناوری خلاصه کرده و مزا یای آن را حفظ کنند .ضمن اینکه فناوریهای مستقلی نیز مانند آشکارسازهای مایکروویو میلیمتری غیر فعال و ویدیویی فرو سرخ در حال تکوین هستند .در عین حال فناوریهای موجود نیز در حال بهبود و رفع عیب هستند .

علتهای آشکارسازی وسایل نقلیه: - کنترل ترافیک: از تشخیص وسایل نقلیه به منظور کاهش تراکم ترافیک در شبکه وایجاد و روانی حرکت استفاده می شود .یکی دیگر از کاربردهای ان اولویت بندی است.

اولویت بندی: اولویت بندی وسایل امروز برای اعمال ارجحیت حرکت برای وسایل نقلیه اضطراری و حمل و نقل عمومی استفاده میشود .

اجرای قوانین: اگر در نظراست از یک سیستم برای کمک به قوانین استفاده شود تجهیزات اندازه گیری باید بسیار دقیق باشند .

دقت تشخیص وسایل نقلیه باید بیش از 99.9% باشد .

معمولا اجرای قوانین از طریق عکس گرفتن انجام می شود .ولی فناوری جدید استفاده از دوربین های دیجیتال را برای این امر امکان می سازد، (در بسیاری از شهر های دنیا منجمله تهران ومشهد نیز اینچنین دوربین هایی نصب شده است) .حالت کلی تر این موضوع وقتی است که دوربین اطلاعات هر وسیله نقلیه عبوری را استخراج کند .

انواع اصلی آشکارسازها: امروزه تشخیص (شناسایی) وسیله نقلیه اغلب بر اساس آشکارکنندهای حلقه سلفی است، که در زیر سطح خیابان نصب می شوند .

اگر این آشکار کنندها بطور صحیح نصب و نگهداری شوند، می توانند اطلاعات زمانی بلادرنگ را فراهم کنند که حسن بسیار بزرگی حتی در مقابل آشکارکنندهای مدرن می باشند.

این اطلاعات بیشتر شامل چگالی ترافیک - زمان سفر- سرعت هر وسیله نقلیه و...

می باشند .در سراسر جهان امروزه هنوز آشکارساز حلقه سلفی متداول ترین آشکارساز است .در اروپا هنوز در اغلب تقاطع ها از حلقهای سلفی استفاده میشود، ولی با افزایش سطح کنترل ترافیک و گسترش مدیریت ترافیک شهری روشهای فرو سرخ و راداری نیز در بعضی از مکانها بعلت آسانی نصب و کاهش هزینه استفاده می شود .

در آسیا مخصوصا در ژاپن بخاطر وجود زلزلهای فراوان و در نتیجه عدم پایداری سطح جاده و همچنین شرایط آب وهوایی متغییر اقبال زیادی به استفاده از آشکار_ سازهای فرا صوت پالسی شده است .

درآمریکا از حلقه های سلفی برای انواع مقاصد آشکارسازی وسایل نقلیه استفاده می شود .

آشکارسازحلقه - سلفی: آشکارسازهای حلقوی شامل یک رشته سیم در زیر جاده مقداری سیم بعنوان رابط و یک تقویت کننده الکترونیکی می باشد .وسیله نقلیه وقتی به حلقه می رسد‌، قسمتهای فلزی آن میدان مغناطیسی بالای حلقه را قطع کرده و موجب تغییر در اندوکتانس سلفی می شود .

اندوکتانس یک خاصیت الکتریکی است که متناسب با میدان مغناطیسی است .سپس بخش الکترونیکی یک پالس به واحد کنترلر مبنی برآشکارسازی حضور یا عبور یک وسیله نقلیه را می فرستد .

شاید تصور شود بعلت پدیده فرو مغناطیسی ، جرم وسیله نقلیه اندوکتانس را افزایش می دهد .ولی اینگونه نیست ،در واقع موتور آهنی سنگین وسیله نقلیه در داخل حلقه ،اندوکتانس را افزایش میدهد، زیرا داخل کردن یک هسته آهنی در میدان مغناطیسی هرسلفی موجب سهولت عبور شار مغناطیسی گردیده و اندوکتانس را افزایش می یابد.فلزات جانبی وسیله نقلیه اثر معکوس(اثر ادی یا اثر گردابی)دارند و موجب کاهش اندوکتانس می شود .این اثر قویتر و مؤثرتر از افزایش اندوکتانس ناشی از جرم آهنی است و در نتیجه کلاً اندوکتانس کاهش می یابد .قسمت الکترونیکی جریان حلقه ها را در فرکانسهای عمومأ 200-10 کیلوهرتز را تأمین می کند .

برای نصب این آشکارساز باید حلقه ها زیر سطح خیابان قرار گیرند .اندازه حلقه متفاوت است ولی حلقه های 2 در 1 و 2 در 2 متر متداول ترند .

آشکارکارسازهای مغناطیسی: دو نوع آشکارسازمغناطیسی وجود دارد:غیر فعال وفعال.

آشکارساز مغناطیسی فعال همان آشکارسازحلقه-سلفی است .درنوع غیرفعال تغییر در شار مغناطیسی زمین ناشی از عبور وسایل نقلیه از ناحیه مورد نظر اندازه گیری می شود .از لحاظ تجاری چهار نوع آشکارساز مغناظیسی وجود دارد:آشکارساز مغناطیسی استاندارد، آشکارساز مغناطیسی جهت دار (منسوخ شده است) ،مغناطیس سنج و آشکارساز مغناطیسی بدون منبع تغذیه خارجی .آشکارساز مغناطیسی استاندارد نمی تواند عبور وسایل نقلیه با سرعت کمتراز 8 کیلومتر را آشکار کند.

آشکارساز مغناطیسی بدون منبع تغذیه خارجی مشابه مغناطیس سنج است، ولی نیازی به کابل ارتباط دهنده سنسوربه تقویت کننده ندارد.هم مغناطیس سنج و هم این نوع آشکارساز قادر به آشکارسازی پالسی و حضوری هستند .

مغناطیس سنج: مغناطیس سنج شامل یک سنسورکوچک، یک کابل تغذیه و یک تقویت کننده است .این نوع آشکارساز بعنوان یک نوع خاص از حلقه های سلفی دردهه 1960 مطرح شد .این نوع آشکارساز حضور یک وسیله نقلیه را با اندازه گیری شدت میدان مغناطیسی زمین ناشی ازجرم فلزی وسایل نقلیه آشکارمی کند .مؤلفه های عمودی و افقی میدان زمین درغیاب وسایل نقلیه اندازه گیری می شود تا آشکارساز کالیبره شود .وقتی یک وسیله نقلیه درحوضه آشکارسازقرارگیرد ،میدان زمین تغییر کرده واین تغییرآشکار می شود.تغییر میدان زمین بستگی به شکل و جنس فلز وسیله نقلیه دارد .

خطوط میدان مغناطیسی زمین ازیک قطب به قطب دیگر وجود دارد .

یک مغناطیس سنج عمودی،مؤلفه مغناطیسی زمین را اندازه گیری می کند.یک وسیله نقلیه از جنس آهن یا فولاد ،باعث تأثیر برخطوط مغناطیسی می شود.با حرکت وسیله نقلیه، تغییر میدان مغناطیسی نیز با آن حرکت می کند .با ورود وسیله نقلیه میدان مغنا طیسی در بالای وسیله نقلیه کاهش و در زیر آن افزایش می یابد.

یک پروپ مغناطیس سنج سیلندری شکل با ابعاد تقریبی 10* 2.5 است .این پروپ در سوراخی در سطح جاده باعمق تقریبی 30 سانتیمتر قرار داده می شود.شکل زیر پروپ مغناطیس سنج را نشان می دهد .

هسته و سیم پیچها عنصری مشابه ترانسفورمر را تشکیل می دهند سیم پیچها بگونه- ای قرارداده شده است که خاصیت مغناطیسی اشباع شونده ای را بوجود آورد.

عملکرد بر اساس روش اعمال هارمونیک دوم به یک هسته اشباع شونده باز است که بگونه ای نصب شده است که به تغییرات میدان مغناطیسی زمین حساس باشد .

تحریک با موج مثلثی با فرکانس تقریبی 5 کیلوهرتز به دو سیم پیچ اولیه اعمال می- شود .سیم پیچ ثانویه موجب تهیه سیگنال هارمونیک دوم برای بخش الکترونیکی می شود که از روی آن حضور یا عبور آشکار می شود.

مغناطیس سنج حضور یا گذر وسایل نقلیه را اندازه می گیرد.درواقع، دومدعملکردی وجود دارد:مدپالسی که یک سیگنال خروجی به شکل پالس با پهنای حدود 125 میلی ثانیه به ازای هر وسیله که وارد ناحیه شناسایی می شود،ارسال می شود و مد حضورکه یک سیگنال پیوسته تا زمانی در میدان تشخیص باشد ، تولید می شود .

آشکارساز فشار: زمانی درانگلستان ازصفحات هوایی برای اندازه گیری ترافیک استفاده میشد.

ولی این صفحات گران و نصب آن هم پرهزینه بود، ضمن این که به مرور کیفیت مشخصات میکانیکی آن کاهش می یافت .

لولهای لاستیکی(شیلنگ) : همان اصول صفحات فوق را دارد و هنوز هم در شمارشها گاهی از آنها استفاده می شود .این لوله ها را در راه می گسترانند .نیروی ناشی از وزن وسیله نقلیه ای که از روی لوله عبور می نماید، بر اساس میزان حساسیت تنظیم شده لوله ها باعث فعال شدن واحد ثبت کننده دستگاه می شود .درموقع نصب لوله ها باید توجه کرد که آن را درسر پیچ ها نباید نصب کرد،زیرا امکان دارد به علت نحوه نصب لوله درقوس و زاویه دارشدن آن بجای عبور محورهای وسیله نقلیه از روی لوله وثبت تعداد آن در دستگاه،هریک ازچرخهای وسیله نقلیه بطورمستقل از روی لوله عبور نموده و موجب افزایش آمار بطور کاذب گردند .ضمن اینکه عبور وسایل نقلیه با بیش از دو محور(مانند انواع کامیون) باعث اشتباه در شمارش وسایل نقلیه می شود .این نوع آشکارساز قادر به تشخیص نوع وسیله نقلیه نیست .

سنسورهای خازنی : سنسورهای خازنی نیزدراین دسته قرارمی گیرند زیرا ظرفیت خازن با اعمال فشار به صفحات آن و کم شدن فاصله آنها تغییر می کند و در نتیجه فرکانس مدارتشدیدی که ازاین خازن تشکیل شده است راتغییر می دهد .مهمترین کاربرد این نوع سنسور در اندازه گیری وزن است .

فیبرهای نوری : فیبرهای نوری نیزمانند کابلهای پیزوالکتریک نصب می شوند،می توانند عبور وسیله نقلیه را آشکارکنند.مشخصه این آشکارساز برعکس کابلهای پبزو الکتریک در شرایط رطوبتی یا تغییر دما تغییر نمی کنند.ولی استفاده از فناوری فیبرنوری هنوزدر حال گسترش و تکامل است درحالی که آشکارسازهای پیزوالکتریک آشکارسازهای فشار تکامل یافته هستند که در ذیل به آنها می پردازیم: آشکارساز فشار پیزوالکتریک : این نوع سنسور فشار بر اساس اثر پیزوالکتریک پایه ریزی شده است که در آن فشار لحظه ای به یک پالس الکتریکی تبدیل می شود .دامنه پالس الکتریکی نشان دهنده مقدار فشار است.

کابلهایی با چنین خصوصیتی ساخته شده اند ودرعرض خیابان در زیر سطح برای استفاده دائم و روی سطح برای استفاده موقت نصب می شوند .اگر دو عدد از این نوع سنسورها در نزدیک هم نصب شوند، علاوه بر شمارش تعداد وسایل نقلیه قادر به محاسبه سرعت هر وسیله نقلیه نیز خواهیم بود.گستره دمای عملیاتی از 20- تا 70+ سانتیگراد است وخطای اندازه- گیری وزن وسایل نقلیه در حال حرکت حدود 8% گزارش شده است .

آشکارسازهای فروسرخ غیرفعال : این نوع آشکارساز حضور وسایل نقلیه را با مقایسه انرژی فروسرخ طبیعی سطح جاده وانرژی ناشی از حضور وسیله نقلیه آشکار می کند .از آنجا که انرژی گرمایی سطح جاده ممکن است کمتر یا بیشتر از انرژی گرمایی وسیله نقلیه باشد اختلاف انرژی نشان دهنده وجود وسیله نقلیه خواهد بود .تغییر در انرژی متناسب با دمای مطلق و گسیل کنندگی سطح فلزی وسیله نقلیه است .گسیل کنندگی عبارت است از نسبت انرژی معمولی گسیل شده توسط یک فلز به انرژی گسیل شده از یک گسیل کننده کامل در همان دما می شود .تغییر در انرژی دریافت شده توسط آشکارساز با بخار آب ،باران، برف یا مه کم می شود ،یعنی در این شرایط آشکارسازی مشکل است .در واقع گسیل کنندگی بستگی به دمای سطح،اندازه و ساختمان وسیله نقلیه بستگی دارد نه به رنگ آن یا روشنایی محیط .

درواقع آشکارکننده های فرو سرخ غیر فعال عبور وحضوروسیله نقلیه را درک می کنند ولی بسرعت آن را اندازه گیری نمی کنند .

آشکارسازهای فروسرخ فعال : این نوع آشکارساز حضور یک وسیله نقلیه را با ارسال یک اشعه لیزر کم انرژی به سمت جاده و اندازه گیری زمان برگشت سیگنال آشکار می کند .وجود یک وسیله نقلیه باعث کاهش این زمان خواهد شد .درواقع کارآشکارسازهای فرو- سرخ فعال مشابه در فرکانس حدود طیف فروسرخ نزدیک 0.9 میکرومتر ارسال می کند که قسمتی از آن بازتاب کرده و به گیرنده آشکارساز می رسد .

رادارهای لیزری می توانند عبور، حضور و سرعت وسیله نقلیه را آشکار کنند.

برای آشکار کردن سرعت وسیله نقلیه از دو سیستم آشکارکننده که به دو مکان مختلف از خیابان با فاصله معلوم انرژی می فرستد،استفاده می شود .

با توجه به معلوم بودن فاصله و اختلاف زمان آشکارشدن یک وسیله نقلیه توسط دو آشکار- ساز ،سرعت وسیله نقلیه محاسبه می شود .با اندازه گیری وتشخیص نیمرخ وسیله نقلیه بعضی رادارهای لیزری حتی می توانند نوع وسیله نقلیه را تشخیص دهند .

آشکارسازهای ویدیویی : این نوع آشکارساز در واقع همان دوربین های فیلمبرداری همراه پردازشگرها تصویر ویدیویی با تجزیه و تحلیل تصاویر دوربین های ویدیویی وسایل نقلیه و سایر پارامترهای ترافیکی آنها را تشخیص می دهند .با استفاده از کامپیوتر تصاویر دیجیتال شده و با گذشتن از چندین الگوریتم تغییرات در پس زمینه تصویر آشکاز می شود .

این کار با مقایسه بین تصاویر متوالی و تغییرات شدت روشنایی نقاط آنها امکانپذیر است؛ بستگی به نوع فناوری پردازش تصویر مورد استفاده اطلاعاتی در مورد عبور وسیله نقلیه ،حضور،سرعت،طول وحرکت از یک لاین به لاین دیگر قابل حصول است .بعضی از پردازشگرها به نام سه خطی درمیدان دید ویدیویی نواحی مختلف تشخیص وسیله را در نظرگرفته و با تغییر روشنایی نقاط تصاویرپی به عبور یک وسیله نقلیه می برند.نوع دیگراز پردازشگرها به نام پردازشگرهای تعقیبی با تشخیص و دنبال کردن مسیر ناشی از تغییر روشنایی نقاط در حوضه دید ، وجود و عبور یک وسیله نقلیه را آشکار می کند .

حالتهایی مانند بازتاب نور از سطح جاده خیس سایه ها و یا تغییر نور محیط همیشه بر مشخصه آشکارسازهای ویدیویی تأثیر منفی می گذارد.از آنجایی که یک آشکار_ ساز ویدیویی می تواند چندین لاین را همزمان در برگیرد، مقرون به صرفه از لحاظ تعداد و هم از لحاظ هزینه هستند .

آشکارساز راداری یا مایکرویو: آشکارسازهای راداری از یک سیگنال پالسی که به صورت فرکانسی یا فازی مدوله شده است برای تعیین تأخیر زمانی سیگنال برگشتی استفاده می کنند.

رادارهای مایکرویوی که در آمریکا برای تشخیص و آشکارسازی وسایل نقلیه استفاده می شود در فرکانس10.525 مگا هرتز کار می کنند .دو نوع آشکارساز راداری مایکرویو در کاربردهای مدیریت ترافیک استفاده می شود .آشکارسازراداری داپلری که انرژی الکرترومغناطیسی را دریک فرکانس ثابت ارسال می کند.

سپس با کمک پدیده دوپلر سرعت وسیله نقلیه را اندازه گیری می کند(اختلاف فرکانس بین سیگنال ارسالی و دریافتی متناسب با سرعت وسیله نقلیه است) لذا آَشکارسازی یک جابجایی فرکانس موجب اعلام عبور یک وسیله نقلیه میشود.این نوع آشکارسازی قادر به آشکارسازی وسایل نقلیه ثابت نیست و لذا نمی توان از آن در جاهایی استفاده کرد که حضور وسیله نقلیه مهم است.

دومین نوع آشکارساز راداری یک شکل موج دندان اره ای میفرستد که فرکانس ارسالی بطور پیوسته با زمان تغییر می کند.در نتیجه وسایل نقلیه ساکن نیز قابل آشکارسازی هستند زیرا فاصله آشکارساز و وسیله نقلیه اندازه گیری می شود .ضمن این که با اندازه گیری زمان حرکت وسیله نقلیه از یک مکان به مکان دیگر که فاصله بین آن دو برای آشکارساز معلوم است،سرعت وسیله نقلیه نیز اندازه گرفته می شود.از آنجا که این نوع رادار می تواند وسایل نقلیه ثابت را نیز آشکار کند به این نوع رادار، رادار مایکروویو حضور نیز گفته می شود .

رادارهای دوپلری در شرایط به آب وهوایی نیز به خوبی کار می کنند.

فاصله مؤثر رادار تا هدف معمولأ تا 25 متر است.آشکارسازهای راداری دوپلری علاوه بر تعداد وسایل نقلیه سرعت آنها را نیز اندازه می گیرند.ولی مشابه حلقه های سلفی اگر سرعت از 8 کیلومترکمتر شود، دیگر قابل اندازه گیری نیست .ضمن این که وسایل نقلیه ثابت را آشکار نمی کند.

این وسیله بالای سطح جاده نصب می شود بدون این که اختلالی درجریان ترافیک ایجاد کند .