Конструкция светофора

Содержание

• Устройство светофора
• Светофоры на лампах накаливания и галогенных лампах
• Светодиодные светофоры
• Дорожный контроллер
• Требования к конструкции светофора

Вне зависимости от типа, основой светофора является несущая конструкция, на которой зафиксированы головки с лампами или иными оптическими элементами, формирующими луч света для подачи определенного сигнала.

Устройство светофора

Корпус светофора выполнен на основе технологичного полимера, алюминия или другого металла, обеспечивающего защиту оптики и электроники от механических воздействий, ветра, интенсивных осадков, пыли. Монтаж светофоров проводится на высоте, обеспечивающей максимальную видимость для пешеходов и водителей.

В качестве оптических элементов применяются, в основном, светодиодные матрицы, максимально яркие и долговечные. На светофорах, расположенных в небольших населенных местностях, на загородных магистралях с небольшой пропускной способностью, могут встречаться аналоги на лампах накаливания.

В классической конструкции светофоров используются следующие элементы:

• Основной корпус, выполненный из технологичного полимера, алюминия или другого материала, характеристики которого удовлетворяют эксплуатационным условиям.
• Защитный козырек, снижающий вероятность появления бликов, попадания на оптические модули влаги, пыли.
• Монтажная панель, на которой закреплены основные компоненты, находящиеся под напряжением.
• Толстое стекло, прошедшее дополнительную закалку, для защиты излучающих элементов от внешних нагрузок.
• Уплотняющее кольцо, увеличивающее уровень герметичности.
• Фиксирующие кольцо с резьбой для крепления линзовой группы.
• Линзы. Задача линз светофора – формирование светового луча необходимой яркости, оттенка и направления. Линзовая группа сформирована как элементами Френеля, так и деталями на основе поликарбоната, окрашенными в массе в нужный оттенок, зеленый, желтый, красный.

На некоторых светофорах дополнительно используются ручные ПДУ, активируемые пешеходами при необходимости пересечения проезжей части. Как правило, пульты устанавливаются на светофорах, расположенных на дорогах с минимальным пешеходным потоком, из-за чего стандартное регулирование по таймеру выглядит не слишком рациональным и правильным решением.

Светофоры на лампах накаливания и галогенных лампах

Светофоры, на которых в качестве оптических элементов используются лампы накаливания или галогенные аналоги, представлены двумя основными классами:

• Прожекторные светофоры. Их устройство подразумевает присутствие единственной оптической системы. Корректировка сигналов обеспечивается при помощи реле и подвижной рамы, устанавливающий нужный светофильтр нужного оттенка в рабочее положение. Подобные светофоры используются все реже, ранее их главным преимуществом считалась минимальная мощность, позволяющая экономить энергию. Однако схема с перемещением светофильтров оказалась слишком ненадежной, регулярно наблюдались заклинивания, что приводило к регулярным отказам, сложностям с обслуживанием светофоров.
• Линзовые светофоры. В данном случае устройство подразумевает, что для каждого сигнала предусмотрен отдельный набор линзовых элементов. Пара линз способствует уменьшению фокусного расстояния, дает возможность формирования узконаправленного луча света, хорошо заметного на большом расстоянии вне зависимости от условий внешнего освещения и погоды. Лампы накаливания, которыми комплектуются подобные светофоры, представлены парой основных типов – с одной или двумя нитями. Более надежное решение – лампа с двумя нитями, вторая является резервной, так что оборудование сохраняет работоспособность даже при перегорании первой нити.

Светодиодные светофоры

Дорожные светофоры на светодиодах – более технологичные решения, в сравнении с аналогами на галогеновых оптических элементах или лампах накаливания. Наиболее значимые преимущества таких светофоров можно представить следующим списком:

• Максимальный уровень надежности, ресурс светодиода – десятки тысяч часов, причем этот показатель не уменьшается даже в экстремальных эксплуатационных условиях.
• Изначально высокий уровень рассеивания, благодаря чему при сборке светофора не нужно использовать линзы рассеиватели и другие вспомогательные детали.
• Повышенный уровень устойчивости к механическим нагрузкам, опять же, по причине отсутствия линзовых элементов на основе стекла.
• Минимальное потребление энергии без вреда для яркости, интенсивности светового потока.
• Высокая отказоустойчивость, позволяющая свести к минимуму траты, связанные с ремонтом, обслуживанием, профилактикой светофора.

Основные модули дорожных светофоров состоят из колец и кожухов. В корпусе расположены элементы, формирующие световой луч, для обеспечения максимальной видимости которого применяются линзы-коллиматоры, а для нивелирования цветовых, оптических искажений – специальные решетки. Схема с силовыми элементами сформирована на прочной печатной плате, в задней части находятся контактные клеммы для подвода питающих проводов.

Дорожный контроллер

Конструктивные особенности устройства дорожного регулирования также зависят от схемы управления. Они представлены тремя основными типами:

• с определенным интервалом;
• с активацией транспортным средством (пешеходом);
• с компьютерным контролем.

Светофоры первого типа обязательно комплектуются реле времени, которое и переключает сигналы в соответствии с обозначенными временными промежутками. Это не всегда удобно, отсутствует возможность оперативного изменения интервалов в соответствии с транспортной обстановкой.

Более технологичные светофоры оснащены компьютерными контроллерами, оперативно реагирующими на изменение транспортной обстановки. Слежение за этой обстановкой обеспечивается датчиками, реагирующими на движущиеся объекты. Компьютер обрабатывает поступающую информацию и на ее основе корректирует длительность фаз, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность на конкретном участке дороги без вреда для безопасности.

Системы светофорного регулирования могут дополняться датчиками двумя основных типов:

• с верхним расположением;
• петлеобразные.

В первом случае они фиксируются на дороге, нацелены на стоп-линии, петли же расположены под полотном, фиксируют магнитное поле, изменения которого наблюдаются при проезде автомобилей. Датчики отправляют сигналы на контроллер светофора, в соответствии с чем он меняет актуальную схему регулировки, подбирает подходящую продолжительность каждого из сигналов.

Требования к конструкции светофора

Все элементы конструкции светофора должны быть выполнены на основе материалов, не боящихся коррозии, либо иметь обработку покрытием, соответствующим требованиям ГОСТ 9.032-74. Основные компоненты светофора, крышка, козырек, изготавливаются на основе материала черного или серого оттенка.

Если предусмотрена вспомогательная секция, на переднюю линзу базового зеленого сигнала должны быть нанесены стрелки, указывающие текущее направление потока. Защита светофоров от атмосферных нагрузок достигается соблюдением требований, зафиксированных в ГОСТ 14254-96.

При подборе оптических элементов для светофоров, нужно принимать во внимание требования к ним. Основной момент – достаточная видимость ночью с расстояния, как минимум, 100 метров, даже при переводе на пониженный режим потребления энергии, составляющий 80 процентов от номинала напряжения в 220 вольт.