Какой вид управления используется в системе светофор автомобиль?

16 ответов на вопрос “Какой вид управления используется в системе светофор автомобиль?”

  1. Grazan Ответить

    Для функционирования такой системы, во-первых, между компьютером и объектом управления должна быть обеспечена прямая и обратная связь, во-вторых, в память компьютера должна быть заложена программа управления (алгоритм, записанный на языке программирования). Поэтому такой способ управления называют программным управлением.
    Программное управление широко используется в технических системах: автопилот в самолете, автоматическая линия на заводе, ускоритель элементарных частиц в физической лаборатории, атомный реактор на электростанции и пр.
    Коротко о главном:
    Управляющая информация передается по линии прямой связи в виде команд управления; по линии обратной связи передается информация о состоянии объекта управления.
    Без учета обратной связи алгоритм управления может быть только линейным, при наличии обратной связи алгоритм может иметь сложную структуру, содержащую ветвления и циклы.
    Системы, в которых роль управляющего объекта выполняет компьютер, называются автоматическими системами с программным управлением.
    Вопросы и задания:
    Что такое обратная связь в процессе управления?
    Какую структуру имеет управляющий алгоритм в системе без обратной связи?
    Какую структуру может иметь управляющий алгоритм при наличии обратной связи?
    Что такое система с программным управлением?
    Проанализируйте систему «учитель-класс» как систему управления. Кто здесь управляющий объект, кто — объект управления? Какие действуют механизмы прямой и обратной связи?
    Придумайте ситуации на уроке, когда учитель использует ветвление или цикл, принимая управляющие решения.
    Назовите систему, в которой учитель является объектом управления. Проанализируйте ее.
    Опишите систему обучения, в которой роль учителя выполняет компьютер. Какие механизмы прямой и обратной связи действуют в такой системе? В чем преимущества и в чем недостатки компьютерного обучения по сравнению с традиционным?
    Содержание

  2. криворучка Ответить

    Моделирование и формализация
    Алгоритм и его свойства
    Способы записи алгоритмов
    Линейные алгоритмы (следование)
    Ветвления в алгоритмах
    Циклическая форма организации действий
    Замкнутые и разомкнутые системы управления
    Языки программирования
    Вопросы и упражнения
    Замкнутые и разомкнутые системы управления
    Презентация “Кибернетическая модель управления”

    В 1948 г. в США и Европе вышла книга американского математика Норберта Винера “Кибернетика, или управление и связь в животном и машине”, которая провозгласила рождение новой науки – кибернетики. Не случайно время появления этого научного направления совпало с созданием первых ЭВМ. Н. Винер предвидел, что использование ЭВМ для управления станет одним из важнейших их приложений, а для этого потребуется глубокий теоретический анализ самого процесса управления. С позиции кибернетики взаимодействие между управляющим и управляемым объектами рассматривается с информационной точки зрения. С этой позиции оказалось, что самые разнообразные процессы управления происходят сходным образом, подчиняются одним и тем же принципам.
    Обсудим, что такое управление с кибернетической точки зрения. Управление есть целенаправленное воздействие управляющего объекта на объект управления, осуществляемое для организации функционирования объекта управления по заданной программе.
    Простейшая ситуация – два объекта: один – управляющий, другой – управляемый. Например, человек и телевизор, хозяин и собака, светофор и автомобиль. В первом приближении взаимодействие между такими объектами можно описать следующей схемой:

    В приведенных примерах управляющее воздействие производится в разной форме: человек нажимает клавишу или поворачивает ручку управления телевизором, хозяин голосом подает команду собаке, светофор разными цветами управляет движением автомобилей на перекрестке.
    С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует рассматривать как управляющую информацию, передаваемую в форме команд. В примере с телевизором через технические средства управления передаются команды типа “включить-выключить”, “переключить канал” и др. Хозяин передает собаке команды “сидеть”, “лежать”, “взять” голосом. Световые сигналы светофора шофер воспринимает как команды: “красный – стоять”, “зеленый – ехать”, “желтый – приготовиться”. В данном выше определении сказано, что управление есть целенаправленный процесс, т. е. команды отдаются не случайным образом, а с вполне определенной целью. В простейшем случае цель может быть достигнута после выполнения одной команды. Для достижения более сложной цели бывает необходимо выполнить последовательность (серию) команд.
    Последовательность команд, приводящая к заранее поставленной цели, называется алгоритмом.
    В таком случае объект управления можно назвать исполнителем управляющего алгоритма. В приведенных выше примерах телевизор, собака, автомобиль являются исполнителями управляющих алгоритмов, направленных на вполне конкретные цели (посмотреть интересующую передачу, выполнить определенное задание хозяина, благополучно проехать перекресток).
    Итак, мы видим, что кибернетический подход объединяет как материальные, так и информационные процессы, в которых имеет место управление.
    Если внимательно обдумать рассматриваемые примеры, то приходишь к выводу, что строго в соответствии с рассмотренной схемой работает только система “светофор – автомобили”. Светофор “не глядя” управляет движением машин, не обращая внимание на обстановку на перекрестке. Совсем иначе протекает процесс управления телевизором или собакой.
    Прежде чем отдать очередную команду, человек смотрит на состояние объекта управления, на результат выполнения предыдущей команды.
    Если он не нашел нужную передачу на данном канале, то переключит телевизор на следующий канал; если собака не выполнила команду “лежать!”, хозяин повторит эту команду. Из этих примеров можно сделать вывод, что управляющий не только отдает команды, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью.

    Обратная связь – это процесс передачи информации о состоянии объекта управления к управляющему объекту.
    Управлению с обратной связью соответствует следующая схема:

    Системы управления с обратной связью называются замкнутыми системами управления, а системы управления, не имеющие корректирующей обратной связи, – разомкнутыми системами.
    В варианте управления без обратной связи алгоритм может представлять собой только однозначную последовательность команд. Например, алгоритм работы светофора: красный – желтый – зеленый – красный – желтый – зеленый – и т. д. Такой алгоритм является линейным, или последовательным.
    При наличии обратной связи алгоритм может быть более гибким, допускающим альтернативы и повторения. При этом сам управляющий должен быть достаточно «интеллектуальным» для того, чтобы, получив информацию по обратной связи, проанализировать её и принять решение о следующей команде. Во всех случаях, где управляющим является человек, это условие выполнено.
    Если вместо светофора на перекрестке дорог работает милиционер-регулировщик, то управление движением станет более рациональным. Регулировщик следит за скоплением машин на пересекающихся дорогах и дает “зеленую улицу” в том направлении, в котором в данный момент это нужнее. Нередко из-за “безмозглого” управления светофора на дорогах возникают “пробки”, и тут непременно приходит на помощь регулировщик. Таким образом, при наличии обратной связи и “интеллектуального” управляющего, алгоритмы управления могут иметь сложную структуру, содержащую альтернативные команды (ветвления) и повторяющиеся команды (циклы).
    Системы, в которых роль управляющего поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением.
    Для функционировании такой системы, во-первых, между ЭВМ и объектом управления должна быть обеспечена прямая и обратная связь; во-вторых, в память компьютера должна быть заложена программа управления (алгоритм, записанный на языке программирования). Поэтому такой способ управления называют программным управлением.
    Еще раз кратко сформулируем суть кибернетического подхода к процессу управления:
    – управление есть информационное взаимодействие между объектом управления и управляющей системой;
    – управляющая информация передается по линии прямой связи в виде команд управления;
    – по линии обратной связи передается информация о состоянии объекта управления;
    – последовательность управляющих команд определяется алгоритмом управления;
    – без учета обратной связи алгоритм может быть только линейным, при наличии обратной связи алгоритм может иметь сложную структуру, содержащую ветвления и циклы.

    Кибернетика по такой схеме описывает управление в технических системах, в живом организме и даже в человеческом обществе. Специалисты, работающие в этой области, исследуют и проектируют различные технические управляющие системы, начиная от достаточно простых систем автоматического регулирования до сложных автоматизированных систем управления – АСУ. В рамках технической кибернетики развивается и теория построения вычислительных машин, а также логические методы синтеза дискретных управляющих устройств.
    Биологическая кибернетика изучает процессы переработки информации в нервной ткани животных и человека и создаёт различные искусственные системы живой природы.
    Экономическая кибернетика – наука, где расчёты и модели экономических процессов столь же привычны, как и в ранее формализованных науках.
    Наконец, социальная кибернетика изучает процессы управления, протекающие в человеческом обществе (модели распространения слухов, модели возникновения лидерства и т.п.).
    В современном обществе кибернетика уступила пальму первенства информатике, решающей многие задачи, которые поставила перед собой кибернетика. Но значение кибернетики как науки об общих принципах управления в живых и неживых системах, в искусственных системах и обществе сохраняется и сейчас.

  3. Sarn Ответить

    Функции светофора
    Виды светофоров
    Виды светофорного регулирования
    Ссылки на литературу
    Статья написана в виде набора тезисов. Все материалы по светофорному регулированию доступны по ключевому слову Светофор.
    Наиболее очевидные ошибки при проектировании светофорных объектов описаны в статье Четыре светофора. Детальная настройка светофора на реальном примере — см. статью Оптимизация светофорного регулирования. Время терпеливого ожидания пешехода — очень важный фактор для безопасности дорожного движения на регулируемом пересечении. Для оценки качества программы светофорного регулирования используется Уровень обслуживания перекрестка со светофорным регулированием. Ну и в завершение про Диагональные пешеходные переходы.

    Функции светофора

    Светофоры — это мощное средство организации дорожного движения предназначенное для решения двух основных задач:
    увеличения уровня безопасности дорожного движения  и
    улучшения качества движения, а также
    улучшения экологической ситуации.
    Светофоры регулируют движение транспорта на нескольких уровнях: в транспортной сети в целом, на перегонах (участках между пересечениями) и на пересечениях. Таким образом светофорное регулирование является важным инструментом реализации транспортной концепции, которая включает в себя мероприятия для ускорения движения общественного транспорта, мероприятия для безопасного пешеходного и велосипедного движения и мероприятия для использования транспортными потоками определенных маршрутов.

    Светофор для безопасности

    Для обеспечения безопасности дорожного движения светофор имеет смысл устанавливать в том случае, когда ожидаемы (или уже происходят) дорожно-транспортные происшествия (ДТП), которых можно избежать при устройстве светофорного регулирования, а также когда другие мероприятия (например, ограничение скорости движения, запрет обгона, нерегулируемые пешеходные переходы ) не имеют успеха.
    В частности, светофорное регулирование помогает уменьшить количество ДТП в следующих случаях:
    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 не достаточной пропускной способности пересечения,
    Концентрация ДТП между поворачивающими налево транспортными средствами и встречным движением,
    Концентрация ДТП между автомобилями и пересекающими дорогу велосипедистами или пешеходами.

    Светофор для качества движения

    Качество движения в целой транспортной сети, а также на перегонах и на пересечениях может быть серьезно улучшено с помощью светофорного регулирования.
    Также светофоры используются для управления въездом (заградительные светофоры) для того чтобы:
    Защитить от перегрузки (заторов) участки улиц и дорог, а также целые районы улично-дорожной сети (УДС),
    Освободить участки улиц и дорог для приоритетного движения общественного транспорта,
    Освободить участки улиц, не предназначенных для активного использования моторизированным транспортом, от накапливающихся автомобилей.
    Качество движения общественного транспорта и не моторизированных участников дорожного движения (велосипеды и пешеходы) также существенно улучшается при соответствующей настройке светофорного объекта на пересечениях.
    На автомобильных дорогах высших категорий с высокой нагрузкой (интенсивностью движения) светофорное регулирование применяется для ограничения въезда на эти дороги и улучшения условий выезда с этих дорог.
    При сильно изменяющихся интенсивностях движения по направлениям на одной дороге (например, утром в центр города, вечером из центра города) может быть устроено светофорное регулирование на отдельных полосах для изменения направления полос движения (устройство полос с реверсивным движением).
    Во многих случаях устройство светофорного регулирования позволяет уменьшить площадь объектов транспортной инфраструктуры (например, замена кольцевого пересечения на перекресток с уменьшением площади и увеличением пропускной способности).

    Светофор для экологии

    Все мероприятия (например, дополнительные промежуточные светофоры, «зеленая волна » или адаптивное светофорное регулирование):
    поддерживающие однородную скорость потока в пределах максимально допустимой скорости движения,
    уменьшающие количество остановок,
    обеспечивающие равномерное движение через несколько пересечений
    уменьшают расход топлива, выделение выхлопных газов и уровень транспортного шума. Это особенно важно для участков улиц с интенсивным использованием прилегающих территорий (торговые, общественные зоны и т.д.) или сильными пешеходными или велосипедными потоками.

    Виды светофоров

    Светофоры бывают двух типов:
    транспортные и
    пешеходные
    Транспортные светофоры различаются видом и назначением. Ниже приведены наиболее распространенные (см. описание ниже).

    Т.1 и модификации со стрелками — стандартные светофоры для транспортных средств. Т.1 применяется также для пропуска пешеходов при отсутствии пешеходных светофоров.
    Т.2 — применяют для регулирования движения в определенных направлениях в случаях, когда движущийся по их разрешающему сигналу транспортный поток не имеет пересечений (слияний) в пределах перекрестка с транспортными потоками других направлений движения, а также пересечений с пешеходными потоками (бесконфликтное регулирование). Ни разу не был замечен мной в РФ.
    Т.3 и модификации — уменьшенные светофоры Т.1. Являются повторителями Т.1 при затрудненном восприятии основного светофора.
    Т.4 — устанавливаются для указания разрешенного направления движения для каждой полосы при устройстве реверсивного движения. Кроме того эти светофоры устанавливаются на въезде в туннели.
    Т.5 — специальные светофоры для общественного транспорта, движущегося по выделенной полосе.
    Т.6 и Т.10 — устанавливаются на железнодорожных переездах.
    Т.7 — обозначает нерегулируемый перекресток или пешеходный переход.
    Т.8 — применяется при временном сужении проезжей части (чаще всего при ремонте) для организации реверсивного движения по одной полосе.
    Т.9 — Применяют для регулирования движения велосипедистов в местах пересечения велосипедной дорожки с проезжей частью дороги или регулируемым пешеходным переходом. Ни разу не был замечен мной в РФ.
    Пешеходные светофоры предназначены исключительно для пропуска пешеходов.

    Виды светофорного регулирования

    Светофорное регулирование бывает:
    Постоянное регулирование
    Режим светофорного регулирования не меняется
    Режим светофорного регулирования меняется в течении суток и/или в зависимости от дня недели
    Адаптивное регулирование
    Частично зависящее от транспортного потока (изменяется или продолжительность фазы или последовательность фаз или количество фаз)
    Полностью зависящее от транспортного потока (изменяется и продолжительность фазы и последовательность фаз и количество фаз)
    Отдельно стоит вынести режим сетевой координации светофоров типа «зеленая волна». Реализация «зеленой волны» возможно только при режиме постоянного светофорного регулирования и режиме адаптивного светофорного регулирования с изменяющейся продолжительностью фаз («pulsating green waves»).

    Ссылки на литературу:

    RiLSA 2010
    ГОСТ 52289-2004
    ОДМ 218.6.003-2011

  4. Perirne Ответить

    В разделе Наука, Техника, Языки на вопрос Скажите пожалуйста, в чем состоит различие разомкнутых и замкнутых систем управления? заданный автором Оля лучший ответ это Любая система может действовать по правилам разомкнутой или замкнутой схемы управления. Управление есть целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, другие — управляемыми. Простая ситуация — два объекта: один — управляющий, второй — управляемый. Человек и телевизор, хозяин и собака, светофор и автомобиль. Например: хозяин голосом отдает команду собаке, человек включает свет в комнате. Когда управляющее воздействие происходит в одну сторону, то такая система называется разомкнутой. В разомкнутой информационной системе получаемая потребителем информация используется произвольно. От потребителя в информационную систему ничего не поступает. Разомкнутая система оказывается неспособной к управлению в случае перехода управляемого объекта в неустойчивое состояние. Пример такой системы — светофор и автомобиль. (светофор “не глядя” управляет движением машин, не зная обстановку на перекрестке). В примере “хозяин и собака” процесс управления протекает иначе. Прежде, чем отдать очередную команду, человек смотрит на состояние объекта управления, на результат выполнения предыдущей команды. Следовательно, управляющий не только отдает команды, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью. Обратная связь — это процесс передачи информации о состоянии объекта управления к управляющему. Система с обратной связью называется замкнутой. Если представить последовательность управляющих воздействий в виде алгоритма, то для разомкнутой системы такой алгоритм всегда будет линейным. В замкнутых системах управления алгоритм управления может оказаться ветвящимся или циклическим.

  5. Silverskin Ответить

    «Виды моделей» – Примеры: фотография; картина; карта; описание главного героя в художественном произведении. Адекватность – степень совпадения свойств модели и моделируемого объекта. 9. Виды моделей по отраслям знаний. 3. Моделирование. 8. Виды моделей в зависимости от внешних размеров. 1. Основные понятия. Немасштабные: кукла; детский рисунок.
    «Модель представление» – рекомендуется воспользоваться эквивалентной схемой представления линейного элемента. 20. Запись в виде (4.0 * 5) / 2 снимает все вопросы о результате. Формы представления моделей. При получении феноменологических моделей используются общие принципы и условия сохранения. Внешняя среда. Уравнение входного напряжения усилителя.
    «Типы структур» – Табличный тип. Структурная модель –представление информационной знаковой системы в виде структуры. Вес линий. Граф, в котором все линии направленные, называется ориентированным графом. Различают три основных типа структурных моделей данных: табличные, иерархические, сетевые. Иерархический тип. Граф.
    «Понятие модели» – Характеристики. Модели данных. Тип связи. Ловушка разрыва. Инкапсуляция. Область представления. Специальное пустое значение. Атрибут. Объект типа библиотека. Наследование. Связи «один к одному». Сетевая модель данных. Факт уникальности значения. Иерархическая модель. Модель сущность–связь. Проектирование концептуальной модели.
    «Модель» – Проверка усвоения пройденного материала. Модели: Машин Технических устройств Зданий Электрических цепей. Задание 1. Классификация моделей. Модель. Примеры моделей. Модель Земли. Теоретические модели. Электронный тест (5-7 минут). Модель в мысленной или разговорной форме. Модели. Знаковые модели. Модели в проектировании.
    «Модели объектов и их назначение» – Текст. Модель и моделирование. Реальный объект. Какая именно модель будет создана – зависит от цели моделирования. Модели реальных объектов. Представления об объекте. Зачем люди создают модели. Моделируют люди с целью хранения и передачи информации. Цели моделирования. Кукла. Объект, с которого делается модель, называют объектом-оригиналом.
    Всего в теме
    «Модель»
    18 презентаций

  6. Marimath Ответить

    В приведенных примерах управляющее воздействие производится в разных формах: человек нажимает клавишу или поворачивает ручку управления телевизором; хозяин голосом подает команду собаке; светофор разными цветами управляет движением автомобилей и пешеходов на перекрестке.
    С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует рассматривать как управляющую информацию, передаваемую в форме команд.
    В примере с телевизором через пульт управления передаются команды следующего типа: “включить/выключить”, “переключить канал”, “увеличить/уменьшить громкость”. Хозяин передает собаке команды голосом: “Сидеть!”, “Лежать!”, “Взять!”. Световые сигналы светофора шофер воспринимает как команды: красный – “стоять”, зеленый – “ехать”, желтый – “приготовиться”.

    Алгоритм управления

    В данном выше определении сказано, что управление есть целенаправленный процесс, т. е. команды отдаются не случайным образом, а с вполне определенной целью. В простейшем случае цель может быть достигнута после выполнения одной команды. Для достижения более сложной цели бывает необходимо выполнить последовательность (серию) команд.
    Последовательность команд по управлению объектом, выполнение которой приводит к достижению заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.
    В таком случае объект управления можно назвать исполнителем управляющего алгоритма. Значит, в приведенных выше примерах телевизор, собака, автомобиль являются исполнителями управляющих алгоритмов, направленных на вполне конкретные цели (найти интересующую передачу, выполнить определенное задание хозяина, благополучно проехать перекресток).
    С точки зрения кибернетики взаимодействие между управляющим и управляемым объектами рассматривается как информационный процесс. С этой позиции оказалось, что самые разнообразные процессы управления в природе, технике, обществе происходят сходным образом, подчиняются одним и тем же принципам.
    Вопросы и задания
    1. Кто был основателем кибернетики? В каком году вышла первая книга по кибернетике?
    2. Что такое управление?
    3. Что представляет собой управляющее воздействие с точки зрения кибернетики?
    4. Что такое алгоритм управления?
    5. Определите, кто играет роль управляющего и кто (или что) играет роль объекта управления в следующих системах: школа, класс, самолет, стая волков, стадо коров.
    6. Для систем управления, выявленных в предыдущей задаче, назовите некоторые команды управления и скажите, в какой форме они отдаются.

    Управление с обратной связью

    Линейный алгоритм

    Если внимательно обдумать рассмотренные в предыдущем параграфе примеры, то можно прийти к выводу, что строго в соответствии со схемой на рис. 5.2 работает только система “светофор – автомобили”. Светофор “не глядя” управляет движением машин, не обращая внимания на обстановку на перекрестке. Вот алгоритм работы светофора:
    КРАСНЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-КРАСНЫЙ-ЗЕЛЕНЫЙ-ЖЕЛТЫЙ-КРАСНЫЙ и т. д.
    Такой алгоритм называется линейным или последовательным.

    Обратная связь

    Совсем иначе протекает процесс управления телевизором или собакой. Прежде чем отдать очередную команду, человек смотрит на состояние объекта управления, на результат выполнения предыдущей команды. Если он не нашел нужную передачу на данном канале, то он переключит телевизор на следующий канал; если собака не выполнила команду “лежать!”, хозяин повторит эту команду.
    Из этих примеров можно сделать вывод, что управление происходит эффективнее, если управляющий не только отдает команды, т.е. работает прямая связь, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью.
    Обратная связь – это процесс передачи информации о состоянии объекта управления управляющему объекту.

    Модель управления с обратной связью

    Управлению с обратной связью соответствует схема, изображенная на рис. 3.3.

  7. unix Ответить

    Светофор пришел на смену регулировщику, заменив жесты на световые сигналы: движение разрешено — зеленый сигнал, движение запрещено — красный и между ними промежуточный — желтый, предупреждающий о смене сигналов.
    По мере усложнения условий движения появились различные типы светофоров.
    Светофор представляет собой светотехническое устройство, предназначенное для последовательного включения на заданное время определенных сигналов.
    Работой светофора управляет контроллер либо вычислительное устройство. Предусмотрена возможность управления светофором вручную со специального пульта. Однако опыт показывает, что регулировщик может без надобности в силу чисто психологических причин увеличивать время действия тех или иных сигналов, что приводит к задержке транспортных средств.
    Рис. 1. Принципиальная схема устройства контроллера электромеханического типа. Внизу — профилированный диск.
    При автоматической работе светофора переключение сигналов производится контроллером, представляющим собой электромеханическое или электронное устройство. Простейшим контроллером является электромеханический с одной программой (рис. 1).
    Он работает следующим образом.
    Однофазный синхронный электродвигатель 1 вращает редуктор 2, передаточное отношение которого выбирается с учетом характеристик двигателя и длительности цикла. На специальной оси укреплены профилированные диски 3. Диски при вращении поочередно замыкают и размыкают контакты 4 через которые к обмотке поляризованного реле 6 подводится постоянный ток различной полярности. При срабатывании реле контактами 7 и 5 включается один из трех сигналов светофора. На схеме показано положение, когда контакт 7 включил желтый сигнал. При дальнейшем вращении кулачка замыкается другая группа контактов 4, посылая в реле 6 ток обратной полярности. В результате контакт 7 притягивается, а контакт 5 перебрасывается в положение, показанное пунктиром, при этом включается красный сигнал светофора 8. Продолжительность красного сигнала равна времени скольжения контакта по той части профилированного диска, которая соответствует красной фазе. После красного сигнала включается желтый, зеленый, желтый и опять красный. Автомат может управлять одновременно несколькими светофорами.
    Однако набор дисков в одном контроллере обеспечивает управление светофором на перекрестке только по одной заранее составленной программе, т. е. в полном соответствии с конфигурацией дисков и их взаимным размещением. Между тем интенсивность движения весьма существенно изменяется в течение суток и поэтому программа работы светофора (рассчитанная на какую-то определенную интенсивность) не может обеспечить оптимальное регулирование в течение всех 24 часов.
    Для оптимизации процесса регулирования применяются контроллеры с несколькими программами. Обычно бывает достаточно трех программ: одна для часов пик, другая работает в дневное время, а третья — ночью. Такие контроллеры, как правило, выполняются на электронной базе и не имеют набора профилированных дисков и переключающих реле.
    Системы вызывного действия
    В местах пересечения магистралей с местными проездами иногда устанавливаются вызывные устройства, которые предназначены для перекрытия движения по магистрали на время проезда единичных транспортных средств по второстепенной дороге.
    Принцип действия вызывного устройства заключается в следующем. Со стороны второстепенной улицы перед перекрестком устанавливают транспортный детектор — чувствительный элемент, реагирующий на движение транспортных средств. Наибольшее применение получили индуктивные и ультразвуковые детекторы. На главной магистрали постоянно включен зеленый сигнал, а со стороны второстепенного направления — красный. Если по второстепенной улице к магистрали приблизится автомобиль, то транспортный детектор пошлет сигнал в контроллер, который через заданный промежуток времени для второстепенного направления включит сначала желтый, а затем зеленый сигналы, обеспечивающие выезд автомобиля на главную магистраль. После проезда автомобиля восстанавливается обычное положение — зеленый сигнал на основной магистрали, красный — на второстепенной.
    Устройства вызывного действия могут применяться и для пешеходов в местах, где их движение носит эпизодический характер (например, на пешеходных переходах, расположенных возле школ, детских учреждений и т. п.). На таких пешеходных переходах устанавливают кнопочный датчик, с помощью которого сами пешеходы включают для себя зеленый, а для транспортных средств — красный сигнал. Применение пешеходных вызывных устройств существенно повышает безопасность движения пешеходов и способствует сокращению задержек транспортных средств.
    Рис. 2. Гибкая система управления светофорной сигнализацией на перекрестке. 1 — контроллер со счетно-решающим устройством, 2 — транспортные детекторы индуктивного типа, 3 — светофоры, 4 — управляемый знак со сменным изображением.
    Гибкие системы управления светофорной сигнализацией для отдельного перекрестка
    Автоматы, работающие по заранее заданным программам, не имеют обратной связи от объекта управления, то есть от транспортного потока. Последовательность сигналов и их длительность остаются постоянными независимо от наличия или отсутствия транспортных средств на подходах к перекрестку. Чтобы повысить эффективность регулирования, на сложных транспортных узлах используются более совершенные контроллеры, снабженные счетно-решающими устройствами. Принцип работы такого контроллера заключается в следующем (рис. 2). На всех подходах к перекрестку устанавливаются детекторы 2, собирающие информацию о наличии и количестве прибывающих с различных направлений транспортных средств, которая по каналу связи поступает в счетно-решающее устройство 1. Контроллер включает зеленый сигнал для того направления, с которого раньше появились автомобили.
    Одновременно собирается информация о прибывающих к перекрестку автомобилях с других направлений. Если по истечении установленного времени горения зеленого сигнала в данном направлении больше не прибывают автомобили, то контроллер автоматически переключает зеленый сигнал на то направление, по которому к перекрестку раньше прибыла группа транспортных средств. Если поток транспорта не закончился, то действие зеленого сигнала продлевается на определенную величину. Таким образом, переключение сигналов светофоров 3 осуществляется с учетом загрузки каждого направления и очередности пребывания автомобилей к перекрестку.
    Система может управлять знаками 4, на которых счетно-решающим устройством выбирается то изображение, которое требуется в конкретной ситуации (например, ограничение скорости, запрещение поворотов). Контроллеры со счетно-решающим устройством для гибкого регулирования на сложных перекрестках выпускаются отечественными предприятиями и успешно функционируют во многих городах нашей страны.

  8. Vilinilo Ответить

    Главная | Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 8 классы | Планирование уроков на учебный год | Информационные основы процессов управления
    Урок 4
    Тема 5. Информационные основы процессов управления








    Изучив эту тему, вы узнаете:
    – основные термины, которые используются при управлении;
    – какую роль играет исходная информация при управлении;
    – что общего и чем отличаются разомкнутая и замкнутая схемы управления;
    – что собой представляют автоматическая, неавтоматическая и автоматизированная системы управления.
    В повседневной жизни мы всюду сталкиваемся с управлением: рабочий управляет станком, учитель — учениками, дирижер — оркестром, программист — работой компьютера и ходом выполнения программы. Вспомним слова из детской песенки: «Чтоб водить корабли, чтобы в небо взлететь надо многое знать, надо много уметь…»
    Главное, надо знать: зачем выполняется управление? Например, летчик, садясь за штурвал самолета, должен заранее знать, куда и зачем он летит. Врач, назначая больному лекарство, должен быть уверен в том, что оно поможет ему выздороветь. Водитель автобуса обязан обеспечить доставку пассажиров к месту назначения. Работая на компьютере, пользователь стремится представить информацию в удобной для работы форме. Все это означает, что для управления надо знать конкретную цель, ожидаемый результат.
    При этом важно понимать, что тот, кто управляет кем-либо или чем-либо, должен обладать исходной (предварительной) информацией.

    Например, для летчика исходной информацией является:
    ◊ навыки и сведения, полученные в процессе обучения летной профессии, то есть профессиональные знания;
    ◊ задание на конкретный полет в устной или письменной форме; разработка по картам предстоящего маршрута со штурманом;
    ◊ данные о состоянии летательного аппарата на момент взлета;
    ◊ данные о предполагаемых метеоусловиях.

    Для водителя автомобиля, например, исходная информация — это:
    ◊ профессиональные знания по управлению автомобилем и о правилах дорожного движения;
    ◊ сведения о состоянии дороги и автомобиля перед поездкой;
    ◊ маршрут поездки.
    Таким образом, всегда должен существовать объект управления, который может быть представителем как живой, так и неживой природы. В рассматриваемых примерах — это оркестр, ученики, компьютер, самолет, автомобиль.
    Управление каким-либо объектом живой или неживой природы осуществляет человек или устройство, которые обладают исходной информацией: сведениями о существующей обстановке или ситуации, профессиональными знаниями (если это человек), сведениями о самом объекте управления и пр. Человек или устройство, получив необходимую исходную информацию, оказывает управляющее воздействие на объект управления. Так, например, дирижер, учитель, программист, летчик, водитель управляют соответствующими им объектами: оркестром, учениками, компьютером, самолетом, автомобилем.
    Однако только исходной информации недостаточно для успешного управления. В процессе управления должна быть использована информация о фактическом состоянии объекта управления, например о текущем состоянии самого автомобиля или самолета и об обстановке на дороге или в полете. Такая информация называется текущей, или рабочей. Текущая информация о состоянии объекта управления должна постоянно поступать к человеку или устройству, которые управляют этим объектом. В этом случае говорят, что между ними существует обратная связь. Эта связь позволяет корректировать поведение объекта управления, то есть управлять им.
    Такой процесс получил название замкнутого процесса управления и в виде схемы представлен на рисунке 5.1.

    Рис. 5.1. Замкнутая схема управления
    Рассмотрим пример.

    Процесс обучения в школе построен по замкнутой схеме управления. Ученики являются объектами управления. Учитель перед началом урока обладает определенной исходной информацией: знаниями по предмету, знаниями об учениках. Эти знания позволяют ему так построить урок, чтобы ученики поняли новый материал. Применяя различные методы ведения урока, учитель оказывает на учеников управляющее воздействие. В процессе опроса учеников, что равносильно обратной связи, учитель делает вывод – о том, как усвоен материал, и решает, что ему дальше делать — либо провести дополнительное разъяснение, либо дать новый мате
    риал. Он должен постоянно отслеживать текущую информацию, чтобы видеть, как реагируют ученики (объект управления) на его воздействия.

    Не всегда управление осуществляется по замкнутой схеме. Например, управление потоком автомобилей и пешеходов с помощью светофора является примером незамкнутой (разомкнутой) схемы управления. Светофор не может воспринять корректирующую информацию, он выступает в роли устройства, которое только выдает управляющее воздействие. Изменение цветов светофора — управляющие сигналы. Автомобили и пешеходы выступают в качестве объектов управления.
    Такой процесс получил название незамкнутого процесса управления и в виде схемы представлен на рисунке 5.2. В отличие от схемы на рисунке 5.1 в этой схеме отсутствует обратная связь — данные о состоянии объекта управления.

    Рис. 5.2. Разомкнутая схема управления
    В зависимости от степени участия человека в процессе управления системы управления делятся на три класса: автоматические, неавтоматические и автоматизированные.
    В системах автоматического управления все процессы, связанные с получением информации о состоянии управляемого объекта, обработкой этой информации, формированием управляющих сигналов и пр., осуществляются автоматически в соответствии с представленной на рисунке 5.1 замкнутой схемой управления. В подобных системах не требуется непосредственное участие человека. Системы автоматического управления используются на космических спутниках, на опасном для здоровья человека производстве, в ткацкой и литейной промышленности, в хлебопекарнях, при поточном производстве, например при изготовлении микросхем, и пр.

    В неавтоматических системах управления человек сам оценивает состояние объекта управления и на основе этой оценки воздействует на него. С такими системами вы сталкиваетесь постоянно в школе и дома. Дирижер управляет оркестром, исполняющим музыкальное произведение. Учитель на уроке управляет классом в процессе обучения.

    В автоматизированных системах управления сбор и обработка информации, необходимой для выработки управляющих воздействий, осуществляется автоматически, при помощи аппаратуры и компьютерной техники, а решение по управлению принимает человек. Например, рабочий металлорежущего станка производит его установку и включение, остальные процессы выполняются автоматически. Автоматизированная система продажи железнодорожных или авиационных билетов, льготных проездных билетов в метрополитене работает под управлением человека, который запрашивает у компьютера необходимую информацию и на ее основе принимает решение о продаже.

    Контрольные вопросы и задания

    1. Когда и где возникает управляющее воздействие?
    2. Какой информацией надо располагать для управления?
    3. Какая информация является исходной для врача, водителя, регулировщика движения?
    4. Что такое объект управления? Приведите примеры.
    5. Что такое обратная связь и почему она так называется?
    6. Что такое замкнутая схема управления?
    7. Приведите пример технической системы, в основе работы которой заложена замкнутая схема управления.
    8. Что такое разомкнутая схема управления?
    9. Приведите пример технической системы, в основе работы которой заложена разомкнутая схема управления.
    10. Приведите примеры объектов живой природы, функционирование которых осуществляется по разомкнутой или замкнутой схеме управления.
    11. Как подразделяются системы управления по степени участия в них человека?
    12. Чем отличается автоматическая система управления от автоматизированной?
    13. Приведите примеры автоматической системы управления.
    14. Приведите примеры неавтоматической системы управления.
    15. Приведите примеры автоматизированной системы управления.

  9. Black Fire Ответить

    Основными цветами регулирования движением являются: красный, желтый, зеленый. Способ управления светофорами может быть автоматическим и ручным.
    Сигналы светофора имеют следующие значения:
    1. Зеленый круглый сигнал – разрешает движение транспортных средств и пешеходов;
    2. Зеленый сигнал в виде стрелки (стрелок) на черном фоне разрешает движение в указанных направлениях. Такое же значение имеет и зеленая стрелка в дополнительной секции светофора, показывая поворот налево, направо, или разворот;
    3. Зеленый мигающий сигнал разрешает дальнейшее движение, но предупреждает, что вскоре его время истечет.
    4. Желтый сигнал запрещает движение и предупреждает, что вскоре произойдет смена сигналов. Его время обычно составляет 3–5 секунд.
    5. Желтый мигающий сигнал или два желтых попеременно мигающих сигнала разрешают движение. Они информируют о наличии на дороге опасного участка (пешеходного перехода, железнодорожного переезда, нерегулируемого перекрестка и т. п.);
    6. Красный сигнал, в том числе мигающий, или два попеременно мигающих красных сигнала запрещают движение транспорта и пешеходов;
    7. Одновременно включенные красный и желтый сигналы соответствуют желтому (такое сочетание сигналов запрещает движение транспорта и пешеходов и информирует о предстоящем включении зеленого сигнала);
    8. Черные контурные стрелки на красном и желтом сигналах не изменяют их значения, а лишь предупреждают, что после включения зеленого движение возможно только по указанным направлениям.
    Способ управления светофорами может быть автоматическим и ручным.
    Существуют три основных системы управления автоматическими светофорами: система с фиксированным временем; система, активируемая транспортным средством, и система с компьютерным управлением. В первой длительность красного и зеленого сигнала задается электронному реле времени и остается неизменной, пока практика не потребует изменить эти установки. Простые системы управления не учитывают изменения транспортного потока и могут быть использованы только там, где поток транспорта всегда относительно невелик.
    Современные светофоры – сложные устройства, которые состоят из контроллера дорожной сигнализации, собственно светофора, датчиков транспортных средств, столбов и опор светофоров.
    Компьютер в составе контроллера управляет выбором и синхронизацией направлений движений в соответствии с изменяющимися условиями движения, которые регистрируются датчиками устройствами для индикации прохождения или присутствия транспортных средств.
    Датчики активизируются изменением электрической индуктивности, вызванной транспортным средством. Цель координации состоит в том, чтобы пропустить самое большое число транспортных средств через систему с наименьшими задержками.
    Имеются два типа датчиков транспортных средств: верхние датчики и датчики транспортных средств-петли. Верхние датчики установлены на шоссе и нацелены на линии остановки транспортного средства, петли датчика транспортного средства помещены под шоссе и индуцируют магнитное поле. Движение фиксируется датчиками на подходах к светофорным объектам для корректировки сигналов, чтобы контролировать и назначать очередность проезда на основе изменяющихся условий движения. Когда транспортное средство обнаружено, сообщение посылается контроллеру, управляющему работой светофоров, чтобы изменить последовательность сигналов.
    Все дорожные светофоры, установленные на одном светофорном объекте, работают согласно утвержденному проектом режиму работы.
    Любой светофорный объект, входящий в систему координированного регулирования движения («зеленая волна»), имеет возможность работать в индивидуальном автоматическом режиме, независимо от работы других светофорных объектов. Самые загруженные направления в координации движения являются приоритетными по сравнению с менее загруженными.
    Длительность светофорного цикла колеблется от 80 до 160 секунд.
    Управление работой светофоров автоматизировано и ведется с выносного пульта управления (ВПУ). Пульт соединен с дорожным контроллером многожильным кабелем, длина которого составляет не менее 250 метров. Питание пульта осуществляется от контроллера. Контроль работы ВПУ осуществляется оператором.
    Конструкция светофора должна отвечать следующим требованиям: все детали и сборочные единицы светофоров должны быть изготовлены из антикоррозионных материалов или иметь защитное покрытие по ГОСТ 9.032-74, детали секции светофора (конус, крышка и козырек) должны быть черного или серого цвета.
    При наличии дополнительной секции на рассеивателе основного зеленого сигнала наносят контурные стрелки направлений движения. При этом светофор должен быть оборудован экраном белого цвета прямоугольной формы (либо повторяющей контур светофора) с закругленными краями и выступающим за габариты светофора не менее чем на 120 мм.
    Светофоры должны иметь защиту от воздействия окружающей среды по ГОСТ 14254-96.
    В качестве источников света в светофорах используют светоизлучающие диоды или электрические лампы накаливания общего назначения.
    В светофорах, использующих в качестве источников света сигнальные модули, выход из строя более 20% светоизлучающих диодов одной из секций считают достаточным для прекращения их дальнейшей эксплуатации.
    Сигналы светофоров должны быть четко различимы в ночное время с расстояния не менее 100 м, когда они переведены на режим пониженного напряжения питания ламп накаливания, составляющий не менее 80% от номинального напряжения (220 В) электросети.
    В современных больших городах для регулирования движения внедрены сложные автоматизированные системы управления дорожным движением (АСУД). Типичная АСУД работает следующим образом: информация о параметрах транспортных потоков собирается детекторами и телекамерами, передается в центр управления АСУД и обобщается, после чего на основе полученных данных рассчитываются режимы работы светофоров.
    Схема АСУД можно посмотреть здесь.
    Материал подготовлен на основе иформации открытых источников

  10. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *