Como escolher o melhor controlador de sinal de trânsito automatizado para controle de tráfego coordenado, adaptativo e multi-interseção

As condições de tráfego nos cruzamentos urbanos raramente são constantes ao longo do dia. Os picos matinais e noturnos, a demanda desigual de tráfego entre os acessos, as travessias de pedestres, os movimentos de veículos de emergência e as mudanças entre as estradas arteriais e locais podem afetar o funcionamento de uma interseção sinalizada. Um plano de tempo que funcione para uma condição de tráfego pode não ser adequado quando a demanda muda significativamente.

O controle tradicional de semáforos pode se tornar difícil de gerenciar quando os planos de tempo fixo precisam acomodar múltiplos padrões de tráfego ou quando vários cruzamentos devem operar como uma rede coordenada. A flexibilidade limitada no tempo do sinal, as entradas de detecção insuficientes e a dificuldade em lidar com prioridades especiais de tráfego podem afetar a eficácia com que um sistema de controle responde às condições reais de interseção.

Para agências de transporte, empresas de engenharia de tráfego, integradores de sistemas e empreiteiros de infraestrutura, selecionar o melhor controlador automatizado de semáforos exige, portanto, mais do que comparar as especificações do produto. O controlador precisa corresponder à configuração da interseção, ao método de detecção, aos requisitos de fase, à estratégia de coordenação, à operação de pedestres, à prioridade de emergência e aos requisitos futuros de expansão do sistema.

Um sistema automatizado de controle de semáforos também deve ser considerado como uma arquitetura de controle completa. O controlador de semáforo, as entradas de detecção, as saídas de sinal, a interface de comunicação, a configuração de temporização e o equipamento de campo conectado devem trabalhar juntos para apoiar a estratégia de controle de tráfego pretendida.

O que um controlador automatizado de sinais de trânsito realmente controla?

Um controlador de semáforo automatizado é a unidade de controle que recebe entradas relacionadas ao tráfego, processa a lógica de controle programada e determina a operação das fases do sinal de acordo com a estratégia de tempo e controle configurada.

Um sistema típico pode ser entendido através de vários componentes funcionais:

• As entradas de detecção fornecem informações sobre a demanda de veículos ou pedestres.

• Os módulos de controle processam as entradas de acordo com a lógica de controle selecionada.

• Os parâmetros de temporização do sinal determinam como as fases são operadas.

• As interfaces de comunicação suportam a comunicação com equipamentos de campo ou sistemas de gerenciamento de tráfego de nível superior, quando aplicável.

• As saídas de sinal controlam a operação das indicações de semáforos.

A importância desses componentes depende da intersecção. Uma intersecção relativamente simples pode exigir principalmente temporização programada e controle de fase, enquanto uma rede maior ou coordenada pode exigir múltiplas entradas de detecção, diferentes planos de temporização, funções de coordenação e interfaces de sistema adicionais.

É por isso que a seleção do controlador deve começar com os requisitos de engenharia de tráfego, e não com uma afirmação genérica de ser o “melhor” controlador.

Controle Coordenado para Múltiplas Interseções

O controle coordenado dos semáforos é particularmente importante quando vários cruzamentos operam ao longo do mesmo corredor ou dentro de uma rede de tráfego conectada.

Em vez de tratar cada interseção como um sinal isolado, o controle coordenado considera a relação entre o tempo do sinal em diferentes interseções. Parâmetros como duração do ciclo, divisão verde, sequência de fases e deslocamento podem influenciar o andamento do tráfego entre interseções adjacentes.

Por exemplo, quando as interseções ao longo de uma estrada arterial precisam operar de acordo com um plano de temporização coordenado, o controlador deve ser configurado de modo que a relação de temporização entre as interseções apoie o movimento de tráfego pretendido. O objectivo não é simplesmente maximizar o tempo verde num cruzamento, porque fazê-lo sem considerar os sinais adjacentes pode perturbar o funcionamento do corredor mais amplo.

Um Controlador de Semáforo Coordenado da Série FM5000, também conhecido como Controlador de Semáforo Coordenado, é desenvolvido pela FAMA como uma nova geração de sistema de controle de semáforo coordenado. De acordo com as informações do produto fornecidas, ele mantém funções estabelecidas encontradas em controladores coordenados convencionais, ao mesmo tempo que incorpora design modular e tecnologias básicas adicionais.

Suas funções de controle declaradas incluem:

• Controle indutivo

• Controle adaptativo

• Apoio à travessia de pedestres

• Prioridade de emergência

• Esquemas de temporização multiperíodos

• Controle coordenado

Estas funções permitem que a arquitetura do controlador atenda a diferentes requisitos de controle de tráfego, em vez de depender de um único modo operacional fixo.

Controle Indutivo: Usando a Detecção de Veículos como Entrada de Controle

O controle indutivo usa informações de detecção de tráfego como entrada para o controle de sinal. Em uma aplicação típica, a detecção de veículos pode fornecer informações sobre se os veículos estão presentes em uma aproximação ou faixa.

Isto cria uma diferença importante em relação à operação puramente em tempo fixo. Em vez de confiar exclusivamente em uma suposição predeterminada sobre a demanda de tráfego, o controlador pode utilizar informações de detecção dentro da lógica de controle configurada.

Por exemplo, um cruzamento pode ter demandas diferentes entre abordagens durante períodos diferentes. Se a detecção do veículo indicar que a demanda está concentrada em uma abordagem, o controlador poderá utilizar as informações de detecção disponíveis de acordo com sua estratégia de controle configurada.

A tecnologia de detecção exata depende da configuração do sistema. As soluções inteligentes de controle de sinal da FAMA podem integrar tecnologias incluindo bobina, geomagnetismo, RFID, radar e tecnologias de identificação visual para detecção e monitoramento relacionados ao tráfego.

Para os compradores, a questão principal não é simplesmente se um controlador suporta “detecção de veículos”, mas quais métodos de detecção são necessários para o projeto e se a arquitetura e as interfaces do controlador podem acomodá-los.

Controle adaptativo de sinais de trânsito para mudanças na demanda de tráfego

O controle adaptativo atende a um requisito diferente da temporização coordenada convencional.

Um plano de tempo fixo normalmente é projetado para uma condição de tráfego definida. No entanto, a demanda de tráfego pode variar durante um único período de operação. Quando os volumes ou movimentos de tráfego mudam, um plano de tempo que foi concebido para outra condição pode já não representar a procura actual.

O controle adaptativo de semáforos usa informações de tráfego disponíveis para ajustar o tempo do sinal de acordo com a lógica de controle configurada e as condições atuais de tráfego.

Por exemplo, quando a procura de tráfego muda entre abordagens, o controlo adaptativo pode utilizar a informação de detecção como uma entrada ao determinar como o tempo do sinal deve ser ajustado. Isto torna o controlo adaptativo particularmente relevante para cruzamentos onde a procura de tráfego varia consideravelmente, em vez de permanecer relativamente previsível.

Contudo, o controlo adaptativo não deve ser automaticamente tratado como um substituto do controlo coordenado. As duas funções atendem a diferentes requisitos de controle.

O controle coordenado concentra-se na relação temporal entre cruzamentos ou ao longo de um corredor de tráfego. O controle adaptativo concentra-se em responder às mudanças na demanda do tráfego. Um controlador de semáforos pode, portanto, precisar suportar ambos os tipos de controle quando um projeto exigir coordenação de rede juntamente com mudanças na demanda de tráfego.

Cronometragem de vários períodos para diferentes padrões de tráfego

A demanda de tráfego costuma ser diferente durante os períodos de pico matinal, operação diurna, picos noturnos e períodos de menor demanda. Usar uma única configuração de temporização para todas as condições pode não ser apropriado para todas as interseções.

Esquemas de temporização multiperíodos permitem que diferentes planos de tempo sejam configurados para diferentes períodos.

Um plano de tempo pode envolver parâmetros como:

• Duração do ciclo

• Sequência de fase

• Divisão verde

• Configurações de coordenação

• Desvio

• Outros parâmetros de temporização de sinal configurados

O objetivo é alinhar o plano operacional do controlador com diferentes condições de tráfego esperadas.

Por exemplo, um corredor arterial pode exigir uma estratégia de coordenação durante um período de pico e outra durante um período de menor procura. Da mesma forma, um cruzamento com uma procura direccional significativamente diferente durante a manhã e a noite pode exigir diferentes horários.

Para as equipas de aquisição, o apoio a múltiplos planos de cronometragem deve, portanto, ser avaliado em relação ao calendário operacional real e aos requisitos de engenharia de tráfego, em vez de simplesmente verificar se um controlador lista a “cronometragem multiperíodos” como uma característica.

Passagem de pedestres e prioridade de emergência

O movimento do veículo não é a única consideração no controle de cruzamentos.

Os requisitos de travessia de pedestres introduzem considerações adicionais sobre fase e tempo. O controlador precisa acomodar a demanda de pedestres dentro da sequência de sinalização configurada, mantendo ao mesmo tempo a operação pretendida da interseção.

Isto torna-se particularmente relevante em cruzamentos perto de áreas comerciais, instalações públicas, centros de transporte, escolas ou outros locais onde os movimentos de peões constituem uma parte importante do padrão de tráfego.

A prioridade de emergência aborda outro requisito operacional especial. Os movimentos de veículos de emergência podem exigir um tratamento prioritário diferente da coordenação normal de sinais.

Um controlador que suporta prioridade de emergência precisa acomodar este requisito especial dentro da sua lógica de controle, em vez de tratar cada condição de tráfego como um ciclo padrão.

A questão importante da aquisição, portanto, não é simplesmente se um controlador suporta funções de pedestres ou de emergência, mas como essas funções interagem com os requisitos normais de controle e coordenação de fase.

Como selecionar um sistema automatizado de controle de semáforos

A seleção de um sistema automatizado de controle de semáforos deve começar com os requisitos de interseção e rede.

1. Identifique o tipo de interseção e o padrão de tráfego

Primeiro determine se o projeto envolve:

• Um único cruzamento isolado

• Vários cruzamentos coordenados

• Um corredor arterial

• Uma rede maior de controle de tráfego

Os requisitos operacionais podem ser substancialmente diferentes. Um controlador para uma interseção isolada pode se concentrar no controle e detecção de fase, enquanto uma rede coordenada requer atenção adicional à duração do ciclo, deslocamento, planos de temporização e comunicação.

2. Defina o número necessário de fases

O número e a sequência das fases do sinal afetam diretamente a configuração do controlador.

A equipe do projeto deve identificar os movimentos necessários de veículos, movimentos de pedestres, movimentos de conversão e fases especiais antes de selecionar o controlador.

O controlador deve então ser compatível com a configuração de fase e saídas de sinal necessárias.

3. Confirme os requisitos de detecção

A detecção é a conexão entre as condições reais de tráfego e o controle automatizado de sinal.

Dependendo do projeto, a detecção pode envolver tecnologias como loops indutivos, detecção geomagnética, radar, RFID ou identificação visual.

A especificação de aquisição deve, portanto, identificar:

• Tecnologia de detecção necessária

• Locais de detecção necessários

• Requisitos de entrada de detecção

• Como as informações de detecção serão usadas pela estratégia de controle

Isto é particularmente importante quando é necessário controle adaptativo ou operação responsiva à demanda.

4. Avalie os requisitos de coordenação

Para múltiplas interseções, determine se o projeto requer controle coordenado.

As principais questões incluem:

• Qual estratégia de duração do ciclo será usada?

• Como serão configuradas as divisões verdes?

• Quais relacionamentos de compensação são necessários?

• Serão usados ​​planos de tempo diferentes?

• Como mudará a coordenação entre os diferentes períodos de tráfego?

Estas questões ajudam a determinar se uma configuração básica de controlador é suficiente ou se um controlador de semáforo coordenado é mais apropriado.

5. Verifique os requisitos para pedestres e emergências

A travessia de pedestres e a prioridade de emergência devem ser identificadas durante o projeto do sistema, em vez de serem adicionadas como considerações secundárias.

O controlador deve ser avaliado de acordo com a lógica de controle necessária, sequência de fases, arranjos de temporização e interação com operação normal coordenada.

6. Considere a comunicação e a integração de sistemas

Um sistema automatizado de controle de semáforos normalmente inclui mais do que o próprio controlador.

Os integradores de sistemas e os prestadores de serviços de transporte devem considerar como o controlador se conecta com:

• Equipamento de detecção de veículos

• Cabeças de semáforo

• Sistemas pedestres

• Equipamento de campo

• Sistemas centrais de gerenciamento de tráfego

A capacidade de comunicação é particularmente importante quando múltiplos cruzamentos precisam operar como parte de um sistema de controle de tráfego inteligente mais amplo.

Os requisitos exatos de interface e comunicação devem ser confirmados em relação às especificações do projeto, em vez de presumidos a partir de uma descrição genérica do produto.

Por que o design modular é importante no controle de sinais de trânsito

Os projetos de controle de tráfego geralmente desenvolvem requisitos diferentes de acordo com o tamanho da interseção, padrões de tráfego, métodos de detecção e arquitetura de rede.

Um projeto de controlador modular pode fornecer uma abordagem mais estruturada para configurar um sistema para esses diferentes requisitos.

O controlador de sinal de trânsito da série FM5000 usa design modular como uma de suas características arquitetônicas declaradas. Combinada com suas funções de controle coordenado, controle indutivo, controle adaptativo, travessia de pedestres, prioridade de emergência e temporização multiperíodo, a arquitetura pretende atender a uma gama mais ampla de requisitos de controle de tráfego do que uma abordagem convencional de função fixa.

Para as equipas de compras, o design modular deve ser avaliado em termos práticos:

• O controlador pode acomodar a configuração de controle necessária?

• As entradas de detecção necessárias podem ser integradas?

• O sistema pode suportar as fases de sinal necessárias?

• A estratégia de temporização pode ser configurada para diferentes períodos de tráfego?

• O controlador pode participar da operação coordenada?

• A arquitetura pode acomodar requisitos futuros do projeto?

As respostas devem ser baseadas na configuração real do produto e nas especificações do projeto.

Seleção do controlador: o que os compradores devem comparar?

Ao comparar um controlador de semáforo automatizado, os compradores devem considerar o requisito de controle completo, em vez de uma especificação isolada.

Esta abordagem fornece uma base mais significativa para comparar fornecedores do que usar descrições generalizadas como “alto desempenho” ou “controle inteligente avançado”.

Abordagem da FAMA para controle inteligente de sinais de trânsito

FAMA - A empresa líder na indústria de semáforos da China

Yangzhou FAMA Equipamento Inteligente Co., Ltd. (FAMA) fornece soluções integradas para transporte inteligente, com a missão corporativa de “tornar as viagens mais seguras e inteligentes”.

A FAMA Traffic se concentra em três áreas principais: controle inteligente de semáforos, segurança de trânsito inteligente e poste inteligente multifuncional 5G, ao mesmo tempo que fornece serviços que incluem otimização de tempo de semáforo, operação e manutenção e acomodação.

No controle inteligente de semáforos, a FAMA se concentra em cenários personalizados de controle de semáforos. Sua abordagem técnica declarada integra tecnologias relacionadas ao tráfego, incluindo bobina, geomagnetismo, RFID, radar e identificação visual para monitorar o fluxo de tráfego e de pedestres em cruzamentos e otimizar dinamicamente os esquemas de operação de tráfego.

Esta abordagem em nível de sistema é relevante quando um projeto requer mais do que um controlador de semáforo individual e, em vez disso, precisa de detecção, controle, coordenação e gerenciamento operacional para trabalhar em conjunto.

Para os compradores que avaliam o melhor controlador automatizado de semáforos, a linha de produtos e aplicações de projetos FAMA fornecem referências úteis para a compreensão de como os equipamentos de controle de semáforos podem ser aplicados em projetos reais de transporte inteligente.

O controlador de semáforos da série FM5000 foi projetado como um sistema coordenado de controle de semáforos que combina funções estabelecidas, como controle indutivo, controle adaptativo, suporte para travessia de pedestres, prioridade de emergência e esquemas multiperíodos com uma arquitetura modular.

As equipes de compras podem analisar as aplicações de projetos e a linha de produtos da FAMA para avaliar o controlador e as soluções de tráfego inteligentes no contexto dos requisitos de seus próprios projetos.

Conclusão: Escolhendo um Controlador Baseado nos Requisitos de Controle de Tráfego

O controlador de semáforo automatizado correto deve ser selecionado de acordo com o problema real de controle de tráfego que ele precisa resolver.

Para uma interseção isolada, a configuração de fase, as entradas de detecção, o tempo do sinal e os requisitos para pedestres podem ser as principais considerações. Para múltiplas interseções, a duração do ciclo, a divisão verde, o deslocamento, os planos de tempo e o controle coordenado tornam-se cada vez mais importantes. Quando a procura de tráfego muda substancialmente, o controlo adaptativo e a detecção em tempo real também podem tornar-se partes importantes da estratégia de controlo.

No nível do sistema, um sistema automatizado de controle de semáforos precisa conectar detecção de tráfego, temporização de sinal, controle de fase, coordenação, comunicação e equipamentos de campo em uma arquitetura operacional coerente.

É por isso que a avaliação de um melhor controlador automatizado de semáforos deve se concentrar na compatibilidade funcional e não em reivindicações generalizadas de desempenho. Os compradores devem verificar se o controlador pode suportar os métodos de detecção, modos de controle, configuração de fase, estratégia de coordenação, travessia de pedestres, prioridade de emergência, temporização multiperíodo, interfaces de comunicação, arquitetura modular e requisitos de expansão futuros necessários.

Para agências de transporte, integradores de sistemas, empreiteiros de engenharia e compradores de infraestrutura, esses requisitos técnicos fornecem uma estrutura mais prática para selecionar um controlador de semáforos, uma solução adaptativa de controle de semáforos, um controlador de semáforos coordenado ou um sistema de controle de semáforos inteligente mais amplo.