Светофорное регулирование
Главная Блог Оборудование Светофорное регулирование: функции, виды, основные составляющие

Светофорное регулирование: функции, виды, основные составляющие

30 сентября 2021
Время чтения: 16 минут
Нет времени читать?
Отправим материал Вам на:

В связи с постоянным увеличением транспортных потоков в мегаполисах и даже небольших городах светофорное регулирование, как средство обеспечения безопасности на дорогах и регламентации интенсивности автомобильного движения, играет все большую роль.

Кроме того, и об этом мало кто задумывается, без необходимого количества светофоров на перекрестках ухудшается экологическая обстановка в населенном пункте. Большое скопление автомобилей в одном месте является причиной загрязнения окружающей среды продуктами неполного сгорания топлива.

Понятие светофорного регулирования

Светофорное регулирование дорожного движения обеспечивает поочерёдный проезд транспортных средств через конкретный отрезок улично-дорожной сети, а кроме того, предупреждает водителей об аварийно опасных участках пути. Светофоры, регулирующие движение, обязательно должны устанавливаться в следующих местах:

  • на дорожных полосах, где возможно изменение направления движения на противоположное;
  • на железнодорожных переездах, разводных мостах, причалах, паромах и переправах;
  • в точках, где транспортные средства различных экстренных и специальных служб выезжают на дорогу с активным движением;
  • на участках пути, где имеется несколько разных конфликтующих транспортных и пешеходных потоков (дорожные перекрёстки, пешеходные переходы);
  • в местах, где необходим контроль над движением общественного транспорта.
Понятие светофорного регулирования
Понятие светофорного регулирования

Схема светофорного регулирования, действующая в Российской Федерации, отвечает всем стандартам международной Конвенции о дорожных знаках и сигналах. Внешний вид сигналов, их значение, последовательность чередования должен знать каждый участник дорожного движения.

Задачи светофорного регулирования

Системы светофорного регулирования ─ это крайне эффективный способ контроля дорожного движения. Светофоры выполняют ряд важнейших функций: повышают уровень безопасности на дорогах и улучшают качество движения, положительно влияют на экологические показатели. Давайте подробно изучим каждую из этих функций.

  • Безопасность

Чтобы повысить уровень безопасности на дорогах, светофорное регулирование движения необходимо использовать в ситуациях, когда на том или ином участке пути прогнозируются либо уже происходят ДТП, которые можно было бы предотвратить, будь на данном отрезке установлен светофор. Кроме того, светофоры используют в случаях, когда иные меры безопасности (к примеру, регулировка скорости движения, запрет обгона и пр.) не показывают должной эффективности. Так, светофорное регулирование снижает риск аварий при следующих обстоятельствах:

  • Концентрация ДТП из-за несоблюдения правил приоритета проезда пересечения из-за слишком большой интенсивности или слишком высокой скорости движения по главной дороге вследствие условий ограниченной видимости на пересечении или невозможности определения водителем правил приоритета на пересечении, в результате недостаточной пропускной способности пересечения.
  • Концентрация ДТП между автомобилями, поворачивающими налево, и встречным потоком транспортных средств.
  • Концентрация ДТП между автомобилями и пересекающими дорогу велосипедистами или пешеходами.
  • Качество движения

Качество движения как во всей транспортной сети, так и на отдельных её участках (перекрёстках, перегонах и т.п.) существенно возрастает при условии введения светофорного регулирования. Ко всему прочему, светофоры применяются для контроля над въездом со следующими целями:

  • Освободить участки улиц и дорог, чтобы обеспечить приоритетное движение общественных транспортных средств.
  • Освободить участки улиц, на которых не предусмотрено активное движение моторизованного транспорта, от заполняющих их автомобилей.
  • Предотвратить возникновение пробок и перегрузки на определённых участках улиц и дорог, а кроме того, в целых районах транспортной сети.
Задачи светофорного регулирования
Задачи светофорного регулирования

Светофоры значительно улучшают качество движения как общественных транспортных средств, так и немоторизованных участников дорожного движения, будь то велосипедисты или пешеходы. Для этого достаточно правильно настроить светофорный цикл регулирования на перекрёстках.

Если говорить об автотрассах высших категорий, т.е. дорогах, рассчитанных на высокую интенсивность движения, то в данной ситуации светофорное регулирование используется для того, чтобы ограничить въезд и облегчить условия выезда.

Когда нагрузка по разным направлениям движения на одной дороге серьёзно меняется (к примеру, в утренние часы большое количество автомобилей движется в центр города, в вечерние ─ наоборот), установка светофора также может повысить качество движения. В этом случае потребуется устройство полос с реверсивным движением.

Кроме того, организация светофорного регулирования нередко позволяет существенно сократить площадь, занимаемую объектами транспортной инфраструктуры. В частности, это может быть замена кольцевого пересечения на перекрёсток с соответствующим сокращением площади и увеличением пропускных возможностей.

  • Экологическая ситуация
Задачи светофорного регулирования
Система управления состоянием дорог

На экологические показатели благоприятно влияет весь комплекс мер, обеспечивающих одинаковую скорость потока транспортных средств, сокращающих количество остановок и способствующих равномерному движению через несколько пересечений. Это могут быть дополнительные светофоры, так называемая «зелёная волна» или же адаптивное светофорное регулирование. Благодаря этим мероприятиям сокращается расход топлива, снижается уровень шума от транспортных средств, уменьшаются объёмы выделяемых в окружающую среду выхлопных газов.

Виды светофорного регулирования

Светофоры подразделяются на несколько категорий на основании определённых признаков:

  • по функциональному назначению: транспортные, пешеходные;
  • по конструкционным особенностям: выполненные из одной, двух или трёх секций, а также трёхсекционные с дополнительными секциями;
  • по функции, которую они выполняют в ходе регулирования движения: основные, дублёры и повторители.

Бывают также постоянные светофоры. Их особенность состоит в том, что фазы светофорного регулирования не изменяются вообще либо меняются достаточно редко, например, на протяжении суток или в зависимости от дня недели.

Отдельно стоит рассмотреть адаптивное светофорное регулирование. Оно подразумевает два варианта:

  • Регулирование частично определяется транспортным потоком, в зависимости от которого меняются такие показатели, как длительность одной фазы, последовательность фаз или их количество.
  • Регулирование полностью определяется транспортным потоком. Соответствующие показатели изменяются аналогичным образом.

Также необходимо упомянуть режим сетевой координации светофоров категории «зелёная волна». Реализовать её можно только при условии правильного сочетания двух режимов: режима постоянного и режима адаптивного светофорного регулирования с изменяющейся продолжительностью фаз.

Особенности конструкции светофоров

В светофорах имеется несколько раздельных секций. Каждая секция подаёт конкретный сигнал. У разных типов светофоров секции имеют различные конструктивные характеристики, такие как форма и размеры сигнала, особенности символа, источники света и т.п. Каждая секция, вне зависимости от своего типа, оснащена оптическим устройством. Бывают также односекционные светофоры.

Секции соединяются при помощи резьбовых полых втулок, через втулки пропускаются электрические провода. Сама секция выполняется в виде корпуса, оснащённого крышкой и солнцезащитным козырьком. В крышку устанавливается оптическое устройство. Оно состоит из отражателя, цветного светофильтра, уплотняющего кольца из резины и подвижного стакана с электрической лампой. Когда стакан перемещается, нить лампы устанавливается в фокусе отражателя.


Источниками света выступают лампы накаливания общего или специального назначения. Также существуют модели светофоров, в которых в качестве источника света применяют газосветные трубки или излучающие диоды, встречаются и галогенные лампы. Последние особенно эффективны, поскольку имеют небольшие размеры и высокие показатели удельной светоотдачи, оснащены компактной нитью и отлично фокусируются. Тем не менее, галогенные лампы не пользуются большой популярностью по той простой причине, что дорого стоят и нуждаются в использовании повышающих трансформаторов.

Светофоры оснащаются специальными рассеивающими светофильтрами и светофильтрами-линзами. Рассеиватели нужны для того, чтобы световой поток равномерно распределялся в пространстве. На их внутреннюю поверхность наносится специальный рисунок, выполненный в форме ромба, капли, призмы или имеющий узорчатую структуру. Особое значение уделяется углу, под которым рассеивается свет: это наибольший угол, в пределах которого сила света уменьшается в два раза по отношению к её осевому значению.

Особенности конструкции светофоров
Особенности конструкции светофоров

Светофильтры-линзы, в свою очередь, делают световой поток концентрированным. Применяя их, можно не устанавливать отражатель и уменьшить размер сигнала.

В настоящее время стандартные модели светофоров претерпевают ряд изменений. В частности, усовершенствуются составляющие светооптической системы: источники света, световые фильтры, отражатели. Кроме того, изготовители работают над тем, чтобы повысить надёжность всей конструкции в целом.

Значение дорожных контроллеров в управлении движением

Дорожные контроллеры (ДК) необходимы для переключения сигналов светофоров и символов управляемых дорожных знаков. Также, в зависимости от особенностей конкретной конструкции, дорожные контроллеры могут подавать сигнал о выполнении команд, поступающих из управляющего центра, сообщать о том, что непосредственно сам контроллер находится в исправном состоянии, выполнять роль командного устройства для группы других контроллеров, когда несколько перекрёстков объединяются в одну систему управления.

ДК бывают локальными и системными. Первые управляют светофорной сигнализацией, которая учитывает только условия движения на конкретном участке дороги. Локальные контроллеры не позволяют обмениваться информацией с контроллерами, расположенными на других перекрёстках, и с пунктом управления.

Локальные ДК, в свою очередь, подразделяются на три вида:

  1. Контроллеры жёсткого управления. У них фиксированная продолжительность фаз или разрешающих сигналов по тем или иным направлениям перекрёстка. Сигналы чередуются по одному или нескольким заранее заданным режимам. Контроллеры жёсткого управления используются для светофорного регулирования дорожного движения на перекрёстках, где интенсивность потока транспортных средств практически не изменяется на протяжении суток.
  2. Вызывные устройства. С их помощью осуществляется переключение светофорных сигналов по вызову пешеходами или водителями транспортных средств. Такие контроллеры нужны для ситуационного управления движением пешеходов или моторизованных транспортных средств по направлениям, которые пересекают магистраль. Продолжительность разрешающего сигнала, как и у контроллеров жёсткого управления, является фиксированной.
  3. Контроллеры адаптивного управления. Посредством этих ДК достигается непостоянная продолжительность разрешающих сигналов. Адаптивные контроллеры требуются для светофорного регулирования на перекрёстках, где нагрузка транспортного потока часто меняется на протяжении дня.
Значение дорожных контроллеров в управлении движением
Значение дорожных контроллеров в управлении движением

Системные ДК обеспечивают переключение светофорных сигналов по командам, поступающим из пункта управления или от какого-либо другого контроллера, подключенного к общей сети и выполняющего координирующую функцию. Системные контроллеры также бывают трёх видов:

  1. Программные контроллеры жёсткого управления. Движение регулируется посредством одного или нескольких временных режимов с заранее заданными параметрами.
  2. Контроллеры непосредственного подчинения жёсткого и адаптивного управления. Каждый контроллер снабжён отдельным каналом связи с управляющим центром. Момент активации и продолжительность сигналов определяются командами, поступающими из центра управления.
  3. Контроллеры для переключения символов управляемых дорожных знаков и указателей рекомендуемой скорости. Такие ДК в большинстве своём используются в рамках АСУД, поэтому относятся к категории системных.

Кроме рассмотренной классификации, все дорожные контроллеры делятся на две группы:

  • ДК, которые осуществляют только пофазное управление (продолжительность разрешающих сигналов для всех направлений конкретной фазы является одинаковой);
  • ДК, обеспечивающие как пофазное управление, так и управление по отдельным направлениям перекрёстка. Именно они встречаются чаще всего, поскольку являются более эффективными и гибкими.

Роль детекторов транспорта в светофорном регулировании

Детекторы транспорта используются для обнаружения транспортных средств, также они определяют параметры транспортных потоков. Полученная с помощью детекторов информация требуется для реализации программ гибкого светофорного регулирования, расчёта или автоматического выбора режима управления дорожным движением.

Роль детекторов транспорта в светофорном регулировании
Роль детекторов транспорта в светофорном регулировании

Детекторы транспорта подразделяются на категории в зависимости от назначения, принципа работы чувствительного элемента и специализации (какой именно параметр они измеряют).

По назначению детекторы транспорта бывают:

  • Проходные. Они выдают фиксированные по продолжительности сигналы при въезде транспортного средства на определённый участок дороги, контролируемый детектором. Параметры сигнала не зависят от того, как долго ТС будет находиться на данном участке. Отсюда становится понятно, что проходные детекторы фиксируют сам факт появления автомобиля ─ это требуется для реализации алгоритма поиска разрыва в потоке.
  • Детекторы присутствия. Выдают сигнал на протяжении всего времени, которое автомобиль проводит в зоне, контролируемой детектором. Этот вид детекторов используется реже, поскольку применяется преимущественно для обнаружения предзаторовых и заторовых состояний транспортного потока.

По принципу действия чувствительные элементы детекторов транспорта подразделяются на три типа:

  • контактный тип: электромеханические, пневмоэлектрические, пьезоэлектрические;
  • излучения: фотоэлектрические, радарные, ультразвуковые;
  • изменения параметров электромагнитных систем: магнитные, индуктивные.

Эффективность адаптивного управления во многом зависит от того, где именно монтируется чувствительный элемент ДК. Место расположения элемента, в свою очередь, определяется перечнем задач, решаемых в рамках локального и системного управления. При локальном управлении чувствительный элемент устанавливают на подходе к перекрёстку, чтобы обеспечить реализацию алгоритма местного гибкого управления. При системном же управлении детекторы предназначаются для автоматического выбора нужного режима координации по транспортной ситуации в целом районе, определения скорости движения и обнаружения заторов.

Грамотно используя все перечисленные технические средства, можно обеспечить координированное управление дорожным движением. Под координированным управлением подразумевается согласованная работа нескольких светофоров, которая позволяет сократить издержки ТС. Это особенно актуально в настоящее время, поскольку наблюдается серьёзный прирост общего количества транспортных средств.