Кто придумал светофоры

Светофор. Автор-изобретатель, история, виды светофоров, конструкция

Первым, кто сообразил установить светофор на перекрёстке для регулировки уличного движения, был Джон Пик Найт - лондонец и специалист по железнодорожным семафорам. Первый сконструированный им светофор был установлен в британской столице 10 декабря 1868 года возле здания Парламента.

Переключение сигналов осуществлялось вручную с помощью двух семафорных стрелок. В горизонтальном положении они сигнализировали "стоп", а опущенные под углом в 45° - движение с осторожностью. Чтобы ночью можно было опознать подаваемый стрелками сигнал, использовали вращающийся газовый фонарь, который светил красным или зелёным.

В 1910 году Эрнст Сиррин из Чикаго разработал и запатентовал первую в мире автоматическую систему переключения сигналов светофора. На его светофоре были две надписи Stop и Proceed без подсветки.

Буквально пару лет спустя, в 1912 году, житель Солт-Лейк-Сити, что в штате Юта, которого звали Лестер Вайр создал первый в мире электрический светофор, с двумя круглыми сигнальными фонарями красного и зелёного цвета. По неизвестным причинам Вайр своё изобретение не запатентовал.

Следующее имя в светофорной истории - Джеймс Хог. 5 августа 1914 года Американская светофорная компания установила в Кливленде на перекрёстке 105-й улицы и авеню Эвклида четыре электрических светофора, спроектированных Хогом.

Светофоры были оборудованы двумя световыми сигналами - красным и зелёным, а при переключении подавали звуковой сигнал. Вся система управлялась полицейским, который сидел в специально оборудованной для этого стеклянной будке на перекрёстке.

Шесть лет спустя - в 1920 году - в Детройте и Нью-Йорке были установлены светофорами, на которых появился жёлтый сигнал. Люди, их разработавшие друг с другом знакомы не были: Уильям Поттс из Детройта и Джон Ф. Харрис из Нью-Йорка.

Аналогичные светофоры были установлены в 1922 году в Париже на пересечении улицы Риволи и Севастопольского бульвара, а также в Гамбурге на площади Штефансплатц. В 1927 году такие же светофоры появились в английском Вулвергемптоне.

Часто в качестве первого изобретателя нередко упоминают американского изобретателя Гаррета Моргана, который в 1923 году получил патент на светофор оригинальной конструкции. Первые светофоры с обратным отсчётом появились во Франции в 1998 году.

Что касается Советского Союза, то первые светофоры здесь были установлены в начале 1930-ых годов. Сначала светофор появился на пересечении проспектов 25 Октября и Володарского города Ленинграда (современные Невский и Литейный проспекты Санкт-Петербурга) 15 января 1930 года. В Москве первый светофор начал работу 30 декабря того же года на углу Петровки и Кузнецкого Моста.

Наиболее широко распространены уличные и дорожные светофоры. Среди них особо выделяются автомобильные и светофоры для пешеходов - эти разновидности встречаются на дорогах всего мира чаще всего.

Автомобильные светофоры. Как правило, встречаются светофоры с круглыми сигналами трёх общепринятых цветов: красного, жёлтого и зелёного. Порядок цветов строго регламентирован. Если сигналы располагаются вертикально, то красный всегда сверху, а зелёный внизу. Если же светофор горизонтальный, то красный сигнал будет расположен слева, а зелёный - справа. На автомобильные светофоры нередко навешиваются дополнительные секции со стрелками.

Жёлтый сигнал практически везде означает вот что: допускается проезд за стоп-линию, но обязательно снижение скорости при выезде на охраняемый светофором участок, готовность к тому, что светофор переключится на красный. Этот сигнал может быть и оранжевого цвета.

Светофоры для пешеходов устанавливают в непосредственной близости от установленных переходов. Сигналов на них обычно всего два - запрещающий и разрешающий. Внешний вид их может отличаться. Наиболее распространены сигналы в виде силуэта человека - стоящего или идущего.

В некоторых странах, в США например, красный сигнал выполнен в виде поднятой ладони. Иногда вместо человечков и ладоней используют надписи "Идите" и "Не идите". В Осло в качестве запрещающего движение пешеходов сигнала светофора используются две стоящие человеческие фигуры красного цвета.

Для чего такие сложности? Это делается для удобства людей с плохим зрением, а также для тех, у кого трудности с цветоразличением (дальтонизм). Кроме этого, светофоры в разных странах оборудованы звуковым сигналом.

Из чего же состоят светофоры? Существует несколько возможных конструкций светофоров. Первый вариант - светофоры на лампах накаливания или галогенных лампах. В их конструкцию входят:

Вторая широко распространённая разновидность светофоров - светодиодные. В число преимуществ этих агрегатов входят: более яркие цвета, меньшая вероятность паразитной засветки. Такие светофоры сложнее повредить, а выход из строя одного светодиода не приведёт к поломке светофора. Их конструкция значительно проще:

Матрица светодиодов
Антивандальное стекло
Козырёк.

В России есть памятник светофору. Он установлен в Новосибирске в 2006 году (на фото).

Свободная электронная энциклопедия Википедия, раздел "Кулачковый механизм".
Правила Дорожного Движения Российской Федерации.
ГОСТ Р 52282-2004 - Технические средства организации дорожного движения. Светофоры дорожные. Типы и основные параметры. Общие технические требования. Методы испытаний

www.poetomu.ru

Как придумали светофор: интересные факты

Америка после Первой мировой войны... Считается, что это было едва ли не лучшее время в истории США. И одно из самых интересных. Экономика неудержимо растет, кто-то постоянно что-то придумывает, секс, джаз и бокс интересуют всех поголовно, Нью-Йорк превращается в тот Нью-Йорк, который мы знаем... А еще автомобиль становится не роскошью, а действительно доступным средством передвижения — Генри Форд поставил свою великую модель Ford T на конвейер. В 1916 году Ford T продавался в среднем за 440 долларов! И это учитывая тот факт, что простой рабочий на том же заводе Ford мог получать в месяц около сотни. Именно тогда и становится понятным — машины в Америке есть, а полноценной инфраструктуры для них нет. Сложно себе представить, но в те времена в США отсутствовали не только скоростные автомагистрали, но даже и... светофоры.

К началу 20-го года прошлого века дороги Нью-Йорка были переполнены автомобилями

Принято считать, что первый светофор появился в 1868 году в Лондоне. Но на самом деле это не совсем так. В столице Великобритании в тот год возле парламента был установлен скорее семафор, наподобие тех, которые использовались на железной дороге. Он имел две большие стрелки, которые вручную поднимались либо горизонтально, либо под углом 45 градусов. В первом случае сигнал означал «стой», а во втором «внимание». Хотя этот семафор имел и «свет» — в темноте горел газовый фонарь, который подавал сигнал красного или зеленого цвета (кстати, в 1869 году этот самый фонарь взорвался, сильно ранив стоявшего рядом полицейского).

Пятая авеню была (да и остается сейчас) одной из самых напряженных улиц в Нью-Йорке. Именно на ней и было решено установить первые в городе полуавтоматические светофоры — они представляли собой большие будки, в которых сидели полисмены. Подобные башни находились на улицах Нью-Йорка до 1929 года

Однако с тем же успехом изобретателями светофора можно назвать и жителей древнего Вавилона. По некоторым данным, царь Хаммурапи, который правил в 1793-1750 годах до н.э., заставлял рабов по вечерам надевать на плечи подобие коромысла, которое имело две чаши на концах. В этих самых емкостях была нефть, которую поджигали — благодаря такому «живому» светофору можно было предупреждать «водителей» колесниц и регулировать движение.

Настоящий же светофор был изобретен в 1914 году — 5 августа в американском Кливленде были установлены первые полуавтоматические светофоры конструкции Джеймса Хога. Они имели красный и зеленый сигнал, а управлял ими полицейский, который сидел в специальной будке. И все же тогда ни власти, ни водители еще не осознали, зачем же нужно новое устройство — в 1914 году машин в Кливленде было не так уж и много (Ford T еще не успел заполонить Америку), а регулировщики были гораздо привычнее. Другое дело Детройт шесть лет спустя — настоящий город моторов. Пробки там в то время были огромны, транспорт двигался хаотично, регулировщики не справлялись. Поэтому нет ничего удивительного, что один из руководителей полиции Детройта Уильям Поттс в 1920 году не выдержал и вложил свои собственные деньги в развитие дорожной инфраструктуры — 37 долларов он потратил на провода и изготовление первого светофора, который появился на пересечении Вудворд и Мичиган авеню. Он уже имел три сигнала: к красному и зеленому добавился желтый, который служил предупреждением для водителей и пешеходов.

Первый полуавтоматический светофор был установлен в Детройте на пересечении Вудворд и Мичиган авеню. Уильяма Поттса после этого стали называть «Мистер светофор»

В том же году светофоры установили в Нью-Йорке, где они смогли проявить все свои лучшие черты. Можно смело сказать — именно с Нью-Йорка светофоры начали завоевывать планету. Если раньше в час пик путь по Пятой авеню от 57-й до 34-й стрит занимал почти 40 минут, то после установки светофоров он сократился сразу до 10 минут. Правда, у этих самых «пробочных башен», как их прозвали американцы, были существенные недостатки. Первый — светофоры стояли в центре перекрестка и ограничивали движение. Был и второй минус — возможно, более серьезный — каждый светофор по-прежнему требовал присутствия человека. Например, в середине 20-х годов в Нью-Йорке около 10% всех полицейских города только и делали, что занимались регулировкой движения.

До изобретения светофоров полицейские были вынуждены регулировать движение вручную. Для этого использовали жезлы, специальные таблички на большом шесте и даже фонари на груди

И в 1923 году свершилось — чернокожий изобретатель Гэррэт Морган запатентовал первый автоматический светофор, который сам переключал сигналы. Как было сказано в объяснительной записке к патенту, благодаря этому прибору очередность проезда перекрестка становилась независимой от личности водителя или полицейского. То есть автоматический светофор подтверждал один из принципов демократии — все равны перед законом. А знаете, что самое интересное? Свой патент Морган зарегистрировал... тоже 5 августа. Разумеется, к созданию автоматического устройства его подтолкнула страшная авария, которая случилась прямо на его глазах...

Почему-то иногда можно прочитать, что благодаря изобретению светофора Гэррэт Морган смог разбогатеть. Это совершенно не так — богатым Морган стал задолго до светофора. Свой первый капитал он сколотил на косметике для волос (он придумал крем для выпрямления волос), а, скажем, 13 октября 1914 года Морган получил патент на первый противогаз. Ну а свой патент на автоматический светофор Морган продал концерну General Electric за большую по тем временам сумму — 40 000 долларов

Надо сказать, что в 1923 году в США насчитывалось в общей сложности около 50 (!) различных типов светофоров. Однако моргановское изобретение оказалось настолько простым и удобным, что оно фактически убило все остальные. Мало того, до сих пор светофоры строятся по этой самой схеме.

К середине 20-х годов прошлого века в США было изобретено более 50 светофоров различной конструкции. Например, компания Attica Traffic Signal Company предлагала установку системы, которая путем загорания лампочек вела бы обратный отсчет до момента старта. Сейчас, кстати, подобная схема часто используется в автоспорте

Ну а в России первый светофор появился только 15 января 1930 года — он был установлен в Ленинграде на пересечении Невского и Литейного проспектов (вернее, в то время эти магистрали назывались Проспект 25 октября и Проспект имени Володарского). В Москве светофор появился 30 декабря 1930 года, на пересечении улиц Петровка и Кузнецкий Мост.

В Японии, долгое время разрешающим сигналом светофора был синий

За последние сто лет светофор постоянно развивался и охватывал все большее число транспортных средств, он становился все сложнее и... удобнее. Сейчас есть специальные светофоры не только для автомобилей, но и для велосипедов, пешеходов, трамваев и даже лошадей. Появились специальные стрелки, которые позволяют поворачивать направо даже при «красном» и звуковые сигналы, помогающие слабовидящим людям переходить дорогу.

Самый большой светофор сейчас находится в Лондоне. Собственно говоря, это даже «дерево-светофор», которое расположено на площади около Канарского причала (Canary Wharf). Этот светофор ничего не регулирует, но именно он является символом победы «трех огней» над дорожным хаосом. Высота этого «дерева» 8 метров, и оно состоит из 75 светофоров, которые управляются одним компьютером

Кто-то скажет, что светофоры стали еще одним средством ограничения нашей свободы... Однако задумайтесь, какое количество жизней они спасли за последние сто лет. И, проезжая сегодня мимо него, скажите ему спасибо.

P.S. Стоит напомнить — согласно ПДД, запрещающим сигналом светофора считается не только красный! Подробнее об этом в материале «Что бывает, если проскочить на жёлтый свет: разбор ситуации».

auto.mail.ru

История светофора

Большинство из нас ежедневно сталкивается с таким изобретением человечества, как светофор. А часто ли мы при этом задумываемся, кто и когда придумал столь полезное приспособление, так помогающее регулировать движение автомобильных и пешеходных потоков на наших дорогах?

Возникновение первых светофоров

Первый в истории человечества светофор был установлен достаточно давно, еще в декабре далекого 1868 года. Произошло это в столице Великобритании – Лондоне, вблизи здания парламента. Создателем этого светофора явился инженер по имени Джон Пик Найт, ведавший ранее соответствующими устройствами на железнодорожном транспорте, именуемыми тогда семафорами.

Внешний вид первого светофора существенно отличался от его сегодняшних собратьев. Он был на ручном управлении и представлял собой нехитрую конструкцию с набором из двух семафорных стрелок. Стрелка, расположенная горизонтально, означала остановку, а приподнятая кверху под углом в 45 градусов – перемещение с особой бдительностью. В ночное время стрелки заменялись газовым фонарем соответствующих цветов. Красный означал остановку, а зеленый разрешал дальнейшее движение.

Основной задачей светофора являлось облегчение перемещения пешеходных потоков через проезжую часть.

Изобретение светофоров электрических

Создателем первого светофора, питающегося от электрической сети, стал гражданин США, проживающий в штате Юта, по имени Лестер Вайр, который в 1912 году разработал светофор с двумя сигналами, соответственно, красного и зеленого цвета. Однако данный проект запатентован не был.

В 1914 году, в Кливленде, одна из американских светофорных компаний установила сразу четыре электрических светофора, сконструированных другим инженером, Джеймсом Хогом. Располагались эти светофоры на перекрестке авеню Эвклида и сто пятой улицы. Эти светофоры помимо того, что светили красным и зеленым светом, издавали также еще и звуковые сигналы. Управление системой осуществлялось дежурным полицейским, находящимся в специально построенной вблизи перекрестка стеклянной будке.

Первые же трехцветные светофоры возникли немного позднее, в 1920 году. Появились они практически одновременно на улицах Нью-Йорка, а также в Детройте. Их спроектировали соответственно Джон Ф. Харрис и Уильям Поттс.

Первой европейской страной, где установили светофоры, стала Франция. Именно в Париже в 1922 году жители Западной Европы также присоединились к числу граждан, осуществляющих движение по дорогам, руководствуясь показаниями светофора. До Англии же (государства, где это изобретение человечества увидело свет впервые) электрические светофоры «добрались» лишь к 1927 году.

Появление светофоров на территории Советского Союза

В СССР впервые светофор был установлен в Ленинграде на пересечении Володарского и проспекта 25 Октября (сегодня именуемых, соответственно, Литейным и Невским проспектами). Случилось это в середине января 1930 года. В Москве первый светофор был установлен почти на год позже, 30 декабря того же 1930 года.

www.letopis.info

Исследовательская работа "История возникновения светофора"

МБОУ «Белоколодезянская СОШ им. В. А. Данкова

Шебекинского района Белгородской области»

Конкурс «Я – исследователь»

История возникновения светофора

(исследовательская работа)

Выполнила:

Богачева Валерия Игоревна,

учащаяся 4 класса

МБОУ «Белоколодезянская СОШ

им. В. А. Данкова

Шебекинского района

Белгородской области»

с. Белый Колодезь, ул. Пионерская

д.25 кв.2

Руководитель:

Колесникова Светлана Викторовна,

учитель начальных классов

Белый Колодезь

Тема исследования:

История возникновения светофора

Цель исследования:

Изучение истории светофора

Задачи исследования:

1. Выяснить, откуда к нам пришёл светофор

2. Исследовать, как с годами изменялся светофор

3. Познакомиться с различными видами светофоров

4. Узнать о значении трёх цветов у светофора

Гипотеза:

Допустим, не было бы светофора. Как бы мы тогда соблюдали правила движения?

Этапы работы:

Работа с источниками по теме исследования (справочники, энциклопедии, Интернет-ресурсы).
Определение названия.
Результаты и выводы.

В нашем классе регулярно проводятся классные часы и внеклассные мероприятия по изучению правил дорожного движения. Мы знакомимся с правилами для пешеходов и для водителей, изучаем дорожные знаки и учимся их соблюдать. Таких знаков очень много, но больше всего меня заинтересовал светофор.

Я решила как можно больше узнать о нём и поставила перед собой задачи:

Узнать:

Кто первый придумал светофор?
В какой стране он появился раньше?
Какие существуют светофоры?
Почему у светофора три цвета и что они обозначают?

Из энциклопедии я узнала, что слово светофор произошло от русского «свет» и греческого «фор(ос)» и обозначает - "несущий свет". Это

устройство предназначено для регулирования движения людей, велосипедов, автомобилей и иных участников дорожного движения, поездов железной дороги, речных и морских судов

Предшественником светофора был семафор.

5 августа 1914 года, 97 лет назад, в Кливленде Американская светофорная компания установила четыре электрических светофора конструкции Джеймса Хога. Они имели красный и зелёный сигнал и, переключаясь, издавали гудок. Система управлялась полицейским, сидящим в стеклянной будке на перекрёстке.

Пальму первенства у американцев пытаются отнять англичане. И у них есть повод для этого – прадедушка современного светофора был установлен 10 декабря 1868 года в Лондоне, возле здания Британского Парламента. Изобретатель – Дж. П. Найт. Его «светофор» управлялся вручную и имел два семафорных крыла. Если крылья были подняты горизонтально – это означало сигнал «стоп», а когда их опускали под углом в 45 градусов – движение разрешалось, но только «с осторожностью». Кроме того, на высоком железном столбе был подвешен газовый фонарь, закрытый с одной стороны красным, а с другой зеленым стеклом. Фонарь можно было поворачивать с помощью ручки.

«Переключателем» сигналов служил специальный полицейский, который включал нужный свет. Вот только проработало это изобретение менее месяца. Газ в фонаре неизвестно из-за чего рванул, полицейский оказался серьезно ранен, а позже скончался в больнице.

Первая автоматическая система светофоров разработана и запатентована в 1910 году Эрнстом Сирином из Чикаго. Его светофор использовал не подсвеченные надписи Stop и Proceed.

В СССР первый светофор установили 15 января 1930 года

в Ленинграде. А первый светофор в Москве появился 30 декабря того же года.

Светофоры с каждым годом усовершенствовались. Появилось много новых светофоров.

Теперь есть и специальные светофоры для пешеходов. В них нет желтого света, а на саму лампу нанесены картинки зеленого и красного человечка, который показывает, что надо делать - идти или стоять.

И для велосипедистов есть свой светофор, который меняет цвета.

Очень часто люди думают, что об их нарушениях никто не узнает. Оказывается, есть такие светофоры, в которых установлены фотокамеры.

Я очень много узнала о самых разных светофорах и мне стало интересно, а как же будут работать светофоры, если вдруг не будет электричества? Есть и такие светофоры. Работают они на солнечных батареях. Если солнца не будет, то подключают специальную подзарядку.

Есть «умные» светофоры. Они показывают, сколько секунд осталось до следующего сигнала и «говорят» вслух: «Вы можете переходить дорогу».

Светофору даже есть памятник.

Он был открыт во время празднования Дня города в Новосибирске. Именно здесь в 40-х годах прошлого века был установлен один из первых светофоров Новосибирска.

Такие разные светофоры

Оказывается, в других странах есть светофоры, которые сильно отличаются от светофоров в России.

В Японии все светофоры расположены горизонтально и первое стекло у них синее, но светит зелёным светом.

Фантазии китайского дизайнера Хэнянга Ли можно только позавидовать. Он придумал виртуальное препятствие, которое будет останавливать водителей на запрещающий сигнал светофора. Как оно работает?

Когда загорается красный свет, на проезжую часть проецируются пешеходы-голограммы. Изображение красных виртуальных человечков должно останавливать водителей перед стоп-линией. Затем голограмма станет жёлтой, так же, как и сигнал светофора, а при включении зелёного сигнала исчезнет вовсе. Кстати, китайский изобретатель оказался ещё и очень экономным: питание проектора будет осуществляться от солнечных батарей

Что означает
каждый из сигналов светофора? Почему выбраны эти три цвета?

Красный цвет не спутаешь ни с каким другим. Потому-то большинство дорожных знаков обведено красной каемкой, а пожарные машины покрашены красной краской. Красный цвет бросается в глаза, с ним у нас связаны представления об огне, опасности.
Вот почему красному сигналу светофора поручили останавливать транспорт и пешеходов.
Желтый цвет напоминает нам солнышко, оно может быть другом или врагом (если перегреться). Солнышко, как бы предупреждает: “Внимание! Будь осторожен, не торопись”.
Зеленый цвет: зеленые поля, леса, луга. Словом все, что связано у нас с
покоем и отдыхом. Это безопасность

Проведя исследование я сделала вывод:

В современном городе без светофора не обойтись. Без него невозможно перейти улицу или пересечь перекресток на машине. На дорогах может произойти множество аварий и все это только из-за того, что не будет светофора. Светофор говорит участникам дорожного движения, когда можно ехать, а когда нужно стоять и пропускать другие машины и пешеходов.

infourok.ru

Занимательные факты на тему: "Кто придумал светофор"

Кто придумал

светофор?

Как известно, переходить дорогу можно только в предусмотренных для этого местах и только на зелёный сигнал светофора. Но светофоры появились на наших перекрёстках не так давно, прежде координацией дорожного движения занимались регулировщики. Кому же принадлежит пальма первенства?

Изобретатели светофора:

Буквально пару лет спустя, в 1912 году, житель Солт-Лейк- Сити, что в штате Юта, которого звали Лестер Вайр создал первый в мире электрический светофор, с двумя круглыми сигнальными фонарями красного и зелёного цвета. По неизвестным причинам Вайр своё изобретение не запатентовал.

Виды светофоров

Автомобильные светофоры. Как правило, встречаются светофоры с круглыми сигналами трёх общепринятых цветов: красного, жёлтого и зелёного. Порядок цветов строго регламентирован. Если сигналы располагаются вертикально, то красный всегда сверху, а зелёный внизу. Если же светофор горизонтальный, то красный сигнал будет расположен слева, а зелёный - справа. На автомобильные светофоры нередко навешиваются дополнительные секции со стрелками.

Светофоры для пешеходов устанавливают в непосредственной близости от установленных переходов. Сигналов на них обычно всего два - запрещающий и разрешающий. Внешний вид их может отличаться. Наиболее распространены сигналы в виде силуэта человека - стоящего или идущего.

3. Конструкция

Матрица светодиодов
Антивандальное стекло
Козырёк.

В России есть памятник светофору. Он установлен в Новосибирске в 2006 году.

nsportal.ru

Эволюция «умных» светофоров / Habr

В прошлый раз в статье "АСУДД: Что висит над дорогой?" мы бегло прошлись по «железу», которое устанавливается на транспортных магистралях: по типам детекторов транспортного потока, светодиодным табло и дорожным контроллерам.

Сегодня мы продолжим говорить об управлении трафиком, но уже в городе. Рассмотрим из чего состоит цикл светофорного регулирования, чем именно «рулят» управляющие системы и с чего это все, собственно, началось.

Я долго не решался начать писать этот пост, так как тема управления трафиком на городских улицах настолько объемная и разносторонняя, что рассуждая о ней постоянно рискуешь оказаться в роли «ламера» в смежных областях. Но я все же рискну и попробую.

Красный, желтый, зеленый…

Для того, чтобы понимать чем именно «подруливают» управляющие алгоритмы, необходимо знать пять базовых определений светофорного регулирования.

Открываем учебник «Технические средства организации дорожного движения» г-на Кременца и читаем определения (американские аналоги терминов указаны в скобках):

Такт регулирования (Interval). Период действия определенной комбинации светофорных сигналов
Фаза регулирования (Signal Phase). Совокупность основного и следующего за ним промежуточного такта
Цикл регулирования (Signal Cycle). Периодически повторяющаяся совокупность всех фаз

Вот картинка, которая хорошо иллюстрирует понятие цикла, фазы и интервала:

Теперь открываем американскую книжку "Traffic Control Systems Handbook". Американцы добавляют еще два определения, имеющих ключевое значение для автоматизации процесса регулирования:

Секция регулирования (Split). Процент цикла регулирования, выделенный каждой из фаз регулирования.

Грубо говоря, варьируя процент времени на фазу, можно управлять длительностью зеленого сигнала на наиболее нагруженном направлении. На отдельно стоящем перекрестке это дает уменьшение задержек.

Смещение (Offset). Разница (в секундах или процентах от цикла регулирования) между часами на конкретном перекрестке и мастер-часами (на сети перекрестков).

Так как термин звучит немного заумно, вот картинка, которая его очень хорошо иллюстрирует.

Видно, что фазы на соседнем перекрестке смещены относительно предыдущего. Времени смещения как раз хватает, чтобы группа автомобилей успела подъехать к нему и проскочить на зеленый. Расчет выполняется обычно для какой-то средней принятой в данном регионе скорости. Поэтому «гонщики» и «тормоза» как правило на таких магистралях обламываются.
Вот здесь можно прочитать обо всем упомянутом подробно. Оттуда же и последняя картинка.

Как «умнели» светофоры

Основные типы «умных» светофоров интересно рассмотреть в исторической перспективе, так как появлялись они не сразу и развивались от простого к сложному.

Автомобильные светофоры пришли к нам от железнодорожников. Первый электрический светофор с ручным управлением в США был установлен в Кливленде в 1914 году. А уже через три года, в 1917 году в Солт Лейк Сити была сконструирована система, управляющая светофорами сразу на шести перекрестках. Роль дорожного контроллера выполнял регулировщик. В 1922 году в Хьюстоне сделали то же самое, но уже на двенадцати перекрестках. Управление велось в ручном режиме из специальной башни.

Концепция автоматического светофора была предложена в 1928 году. Его мог установить и настроить любой электрик и все принялись закупать и устанавливать такие светофоры. Но сразу же возникли проблемы в больших городах, где существуют утренние и вечерние часы пик, в которые хорошо бы поменять планы координации светофоров, чтобы не создавались пробки. В полный рост встали проблемы нехватки персонала для этого ответственного дела. Пытливый американский разум задумался над дальнейшим совершенствованием дорожной автоматики.

В период с 1928 по 1930-й годы изобретатели предложили различные конструкции детекторов давления, определяющих наличие автомобилей на перекрестке. Это позволило сделать первые модели светофоров, реагирующих на транспорт (traffic-actuated). Такие светофоры давали эффект на магистралях, где красный по главному ходу включался только если со стороны второстепенной дороги подъезжала машина. Такие системы стоят в США до сих пор и неплохо справляются со своей задачей на изолированных перекрестках. Похожим образом работают и пешеходные вызывные кнопки, при нажатии на которую в следующий цикл регулирования встраивается пешеходная фаза.

В 1952 году в Денвере установили первый аналоговый контроллер, который позволил объединить несколько разрозненных перекрестков в единую управляемую сеть и переключать заранее рассчитанные планы координации в зависимости от времени суток и дней недели. В последующее десятилетие несколько сотен подобных систем было проинсталлировано по всему миру.

Подобные системы активно использовали параметр смещения, включая зеленый не сразу на всех перекрестках, а со смещением, зависящим от расстояния между перекрестками и параметров транспорта («зеленая волна»). Специально обученный инженер рассчитывал и рисовал на бумажке схемы координации, которые потом закладывались в контроллеры. Система оказалась настолько простой и надежной, что активно используется до сих пор в городах, не обремененных излишним трафиком.

В 1960 году в Торонто для управления светофорами установили первый «настоящий» компьютер – шикарный агрегат IBM 650 с барабанной памятью на 2000 машинных слов. Это был колоссальный прорыв в технологиях управления дорожным движением! Через три года под централизованным управлением находились более 20 перекрестков, а к 1973 году компьютер управлял уже 885 перекрестками!

Видя столь явный успех, IBM продолжила работать над использованием своих компьютеров в управлении светофорами. В 1964 году стартовал проект в центре Сан Хосе с компьютером IBM 1710, а в 1965 для города Вичита Фоллс (Техас) был установлен IBM 1800 (продвинутая версия модели 1130 с увеличенным количество портов ввода/вывода), который успешно управлял 85 перекрестками. Компьютер в Сан-Хосе также был заменен впоследствии на IBM 1800. Система оказалась настолько удачной, что данную конфигурацию стали использовать во многих американских городах от Остина и Портленда до Нью Йорка.

Вот он, легендарный аппарат IBM 1800 (источник картинки)

Работа над стандартизацией систем управления светофорами стартовала в 1967 году. В рамках пилотного проекта построили управляющую систему для Вашингтона, которая включала 113 перекрестков, оснащенных 512 детекторами транспорта на основе индуктивной петли. Компьютер получил возможность не только вслепую переключать планы координации, но и получать информацию о транспортных очередях на перекрестках (тогда еще допплеровские радары для измерения скорости потока не использовали).

Короче говоря, критическая масса подключенных к компьютерам светофоров была достигнута, и переход от количества к качеству был лишь делом времени. Начались масштабные исследования в области разработки управляющих алгоритмов.

Идея иметь планы координации на все случаи жизни в теории была неплоха, но на все случаи жизни, как оказалось, планов не напасешься. Разработка каждого плана в 70-х производилась на бумаге и была довольно трудоемким и творческим процессом. И если для длинной улицы со светофорами, наподобие Ленинского проспекта в Москве, рассчитать алгоритмы было довольно легко, то на сети улиц это была уже совсем нетривиальная задача. Там более, что городов много, и не все из них могут себе позволить держать в штате грамотного транспортно инженера.

И вот в 70-х британское исследовательское бюро TRRL (The Transport and Road Research Laboratory) разработало и внедрило на улицах Глазго систему SCOOT (Split, Cycle and Offset Optimization Technique), которая позволяла «играться» параметрами цикла светофорного регулирования в определенных границах в зависимости от информации транспортных детекторов, измеряющих наличие и длину очередей на светофорах. SCOOT совмещала преимущества фиксированных планов координации для сети и адаптивного управления, когда «умный» светофор сам «подруливает» циклом и длительностями зеленых сигналов. SCOOT в 80-х имел ряд успешных внедрений в Европе и Северной Америке. Более того, сейчас этот алгоритм (уже в третьем поколении) лицензирован более чем 100 компаниям для использования в составе своих систем.

SCOOT в третьем поколении показывает чудеса изощренного управления: он умеет обрабатывать нестандартные ситуации, растаскивать заторы, сглаживать последствия вмешательства в транспортный поток регулировщиков и временных перекрытий движения, которые так любят устраивать в сами знаете какой стране.

Одновременно со SCOOT как грибы после дождя в 70-е и 80-е годы стали появляться аналогичные системы управления. Австралийская система SCATS (Sydney Coordinated Adaptive Traffic System) стала основным конкурентом британцев и также широко внедрялась во всем мире. Как и SCOOT, SCATS относится к системам, «чувствительным» к трафику (traffic responsive).

Также развивались и полностью адаптивные алгоритмы управления (traffic adaptive), который представляли в мире OPAC (Optimized Policies for Adaptive Control) и RHODES, разрабатываемый Аризонским универом.

Сейчас разница в эффективности управления между адаптивными и «чувствительными» системами практически стерлась. Подобно гонке интернет браузеров, эти «тупоконечники» и «остроконечники» постоянно проводят исследования, чтобы доказать эффективность именно своего алгоритма, но отчеты независимых экспертов говорят о том, что в общем разницы-то особой нет.

Зато сейчас с развитием и удешевлением компьютерной техники появились возможности повышения живучести систем управления. Часть управляющей логики стали зашивать непосредственно в дорожные контроллеры, которые даже в случае обрыва связи с центром не терялись и начинали объединяться в управляющие кластеры с соседними контроллерами. В условиях территориально распределенных систем управления обрыв каналов связи обычное дело, и такой бонус стал совсем не лишним.

А что же в России?

Собирался было закруглиться на сегодня и вспомнил вдруг о том, что ни словом не упомянул российский (советский) опыт. Итак, мне бы очень хотелось, чтобы мы были уникальны и впереди планеты всей, но это не так. Большинство отечественных работ по управлению трафиком на автодорогах основаны на переводе американской книжки 1972 года. В отличие от оборонки, эта область не отличалась уникальностью.

Работы по централизованному компьютерному управлению светофорами начались у нас в стране в начале 80-х (то есть на 20 лет позже американцев). По заданию правительства Москвы и министерства транспорта РФ в Дефаулт-сити была создана система Старт, умевшая осуществлять координированное управление светофорами. В управляющем центре трудился сервер на «солярке» с базой данных Informix. Технически система была верхом доступного нашим специалистам совершенства. Более 400 светофорных объектов по всему городу управлялись из единого центра! Но ни о каком адаптивном управлении речи не шло. Фактически, это был аналог систем, которые внедрялись по всему миру в 70-е годы до появления адаптивных алгоритмов. Потом грянули всем известные события, никак не способствовавшие развитию отечественных транспортных систем. И сегодня мы имеем в разных городах форменный зоопарк из фрагментов западных систем управления. Но будем надеяться, что со временем ситуация в этой области нормализуется и появятся более интересные комплексные реализации. Ничего ведь сложного в этом нет. Правда ведь, коллеги?

На этом предлагаю завершить обзор управляющих алгоритмов и перейти к транспортному моделированию, которое, в общем-то и наполняет всю эту технику смыслом. Мне бы хотелось рассказать в следующей публикации об использовании транспортных моделей, их разновидностях и интеграции в контур систем управления дорожным движением.

Ссылки:
SCOOT
SCATS
Почитать на ночь

habr.com

Светофоры — кто ими управляет? — журнал За рулем

8 августа 2017 года

Кто, где и за сколько ставит светофоры? Мы выяснили это.

В Москве на пересечении дублера проспекта Мира и Сельскохозяйственной улицы установили светофор. И тут же возникли затяжные пробки, которых раньше не было. Ситуация нормализовалась, когда светофор… отключили. Вывод очевиден: просчитались! Интересно, кто решил, что на этом перекрестке необходим светофор? А ведь его установка стоит немалых денег. И еще нужно раскошелиться на демонтаж.

Главное отличие современного светофора от предшественников — наличие электронных мозгов, благодаря которым половиной столичных светофорных объектов можно управлять из ситуационного центра. Связь идет по проводам (как правило, оптоволоконным) и радиоканалу. Предусмотрена защита от хакеров.
Главное отличие современного светофора от предшественников — наличие электронных мозгов, благодаря которым половиной столичных светофорных объектов можно управлять из ситуационного центра. Связь идет по проводам (как правило, оптоволоконным) и радиоканалу. Предусмотрена защита от хакеров.

Кто виноват?

В Москве за светофорными объектами следит ЦОДД (Центр организации дорожного движения), анализирующий ситуацию: регулярность и протяженность пробок, количество и тяжесть аварий, плотность пешеходного потока. Данные предоставляют и окружные комиссии по безопасности дорожного движения. Любой столичный светофор проходит многоуровневое утверждение, включая согласование с ГИБДД.

Новый светофор на перекрестке Бульварного кольца и Петровки: уменьшенные габариты, глазок видеокамеры, графическое отображение длительности сигнала.
Новый светофор на перекрестке Бульварного кольца и Петровки: уменьшенные габариты, глазок видеокамеры, графическое отображение длительности сигнала.

Говорят, подобные шикарные шкафы светофорных объектов через некоторое время появятся на улицах. За чей счет гуляем?
Говорят, подобные шикарные шкафы светофорных объектов через некоторое время появятся на улицах. За чей счет гуляем?

На вопрос о «проблемном» светофоре мне в ЦОДД ответили, что он появился при реконструкции Ярославского шоссе, где предполагалось изменить схему движения. Местные жители просили установить светофор для пешеходов. Схему не изменили, светофор отключили, жители замолчали. На баланс ЦОДД светофор не поступал. Заказчик — Департамент строительства Москвы. Там, мол, и спрашивайте.

Впрочем, и так понятно, что по меркам столичного Центра организации дорожного движения один светофор — ничто. Сейчас в Москве около 40 тысяч светофоров, объединенных в 2390 свето

www.zr.ru