Принципы работы светофора | Вождение плюс
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.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
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.
7.4. Режимы работы светофоров ГОСТ Р 52289-2004. Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств (утв. Приказом Ростехрегулирования от 15.12.2004 N 120-ст) (ред. от 09.12.2013)
7.4.1. Все светофоры, установленные на одном светофорном объекте (кроме светофоров Т.4 любых исполнений), должны работать во взаимосогласованных режимах.
Любой светофорный объект, входящий в систему координированного управления движением, должен иметь возможность работать в индивидуальном (резервном) автоматическом режиме, независимо от работы других светофорных объектов.
7.4.2. Для светофоров Т.1, Т.3 любых исполнений, Т.2 и Т.9 соблюдают последовательность включения сигналов: красный — красный с желтым — зеленый — желтый — красный… При этом длительность сигнала «красный с желтым» должна быть не более 2 с, длительность желтого сигнала во всех случаях должна быть 3 с. Если расчетная длительность промежуточного такта превышает указанные значения, то длительность красного сигнала увеличивают на время превышения. Это требование не распространяется на находящиеся в эксплуатации контроллеры, не способные делить промежуточный такт.
Допускается последовательность включения сигналов: красный — зеленый — желтый — красный…, если светофорный объект не включен в систему координированного управления движением.
7.4.3. Режим работы светофорной сигнализации с использованием светофоров Т.1, Т.3 (любых исполнений), Т.2, Т.8 и Т.9 может предусматривать мигание зеленого сигнала в течение 3 с непосредственно перед его выключением с частотой 1 миг./с (допускается отклонение от указанной частоты +/- 10%), для светофоров П.1 и П.2 такой режим является обязательным.
Для информирования водителей и пешеходов о времени, оставшемся до окончания горения зеленого или красного сигнала, допускается применение цифрового табло.
На пешеходных переходах, которыми регулярно пользуются слепые и слабовидящие пешеходы, дополнительно к светофорной сигнализации применяют звуковую сигнализацию, работающую в согласованном режиме с пешеходными светофорами.
7.4.4. В период снижения интенсивности движения до значений менее 50% для условий 1 и 2 по 7.2.14 светофоры Т.1 и Т.3 (любых исполнений), Т.2 и Т.9 переводят на режим мигания желтого сигнала с частотой, указанной в 7.4.3 для зеленого сигнала.
По условиям обеспечения безопасности движения допускается оставлять эти светофоры в режиме трехцветной сигнализации в течение суток.
7.4.5. Последовательность включения сигналов светофоров Т.4, Т.8 — поочередное включение красного и зеленого сигналов, а для светофора Т.4.ж — красного, зеленого и желтого сигналов в соответствии с режимом регулирования.
Последовательность включения сигналов светофоров Т.5 определяется схемой организации движения.
Светофоры Т.6, Т.6.д, Т.7 и Т.10 должны обеспечивать попеременное включение двух сигналов или мигание одного сигнала с частотой, указанной в 7.4.3 для зеленого сигнала.
Последовательность включения сигналов пешеходных светофоров: красный — зеленый — красный… в соответствии с рабочим режимом светофорного объекта.
7.4.6. При регулировании движения светофорами Т.1.п, Т.1.л и Т.1.пл недопустимо постоянное действие какой-либо комбинации сигналов (например, красный сигнал с сигналом дополнительной секции).
Режим работы светофоров. — vasiliybalanyuk — LiveJournal
ГОСТы → ГОСТ Р 52289-2004
Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств.
Раздел 7 – Правила применения дорожных светофоров
Раздел 7.3 ← Раздел 7.4 → Раздел 8
Режимы работы светофоров
7.4.1 Все светофоры, установленные на одном светофорном объекте (кроме светофоров Т.4 любых исполнений), должны работать во взаимосогласованных режимах.
Любой светофорный объект, входящий в систему координированного управления движением, должен иметь возможность работать в индивидуальном (резервном) автоматическом режиме, независимо от работы других светофорных объектов.
7.4.2 Для светофоров Т.1, Т.3 любых исполнений, Т.2 и Т.9 соблюдают последовательность включения сигналов: красный – красный с желтым – зеленый – желтый – красный… При этом длительность сигнала «красный с желтым» должна быть не более 2 с, длительность желтого сигнала во всех случаях должна быть 3 с. Если расчетная длительность промежуточного такта превышает указанные значения, то длительность красного сигнала увеличивают на время превышения. Это требование не распространяется на находящиеся в эксплуатации контроллеры, не способные делить промежуточный такт.
Допускается последовательность включения сигналов: красный – зеленый – желтый – красный+ если светофорный объект не включен в систему координированного управления движением.
7.4.3 Режим работы светофорной сигнализации с использованием светофоров Т.1, Т.3 (любых исполнений), Т.2, Т.8 и Т.9 может предусматривать мигание зеленого сигнала в течение 3 с непосредственно перед его выключением с частотой 1 миг./с (допускается отклонение от указанной частоты ±10%), для светофоров П.1 и П.2 такой режим является обязательным.
Для информирования водителей и пешеходов о времени, оставшемся до окончания горения зеленого сигнала, допускается применение цифрового табло.
Типы светофоров и особенности их работы
Светофор представляет собой особое оптическое устройство, способное подавать сигналы разного цвета и формата. Техника используется для регулирования движения пешеходов и транспортных средств. Сегодня в мире практически не осталось государств, в которых бы светофоры отсутствовали.
Основные виды светофоров
Наиболее распространенными в мире являются стандартные трехцветные типы светофоров, сигналы в которых подаются кругами зеленого, желтого и красного цветов. В отдельных странах вместо желтого цвета используется оранжевый. Размещаться такие светофоры могут горизонтально и вертикально.
Если в трехцветном светофоре отсутствуют какие-либо дополнительные секции, при регулировке движения абсолютно все его участники ориентируются на подаваемые сигналы.
Классический светофор на три секции
В устройствах данного типа сигналы располагаются слева направо или сверху вниз в следующем порядке — красный, желтый, зеленый. Используются такие устройства на перекрестках и пешеходных переходах регулируемого типа.
Кстати, первые светофоры трехсекционного типа стали применяться в 1920 году в городе Детройте (США).
Светофоры на две секции
В устройствах данного типа отсутствует желтые свет — есть только красный и зеленый (по принципу «проезд открыт», «проезд закрыт»). Как правило, такие светофоры используются на дорогах внутреннего пользования в крупных индустриальных парках, на заводах, на закрытых территориях организаций. Возможна также установку светофоров с двумя секциями в местах сужения дороги, где возникает необходимость осуществлять контроль за реверсивным транспортным потоком.
Дополнительные секции на светофорах
Дополнительные секции в виде стрелок на светофорах применяются в местах интенсивного движения автомобилей. Стрелки необходимы для того, чтобы давать сигнал участникам движения, какие действия можно завершать в данный момент в указанном направлении. Необходимо учитывать, что дополнительная стрелка не дает разрешение на проезд в том случае, если возникает необходимость разъезда. Первостепенными являются правила дорожного движения для таких ситуаций.
Светофоры реверсивного типа
Используются на дорогах с многополосным движением, необходимы для регулирования потока автомобилей на каждой из полос трассы. Могут иметь два или три сигнала. Красный сигнал на реверсивном светофоре свидетельствует о том, что движение запрещено только на конкретной полосе, зеленый, наоборот, открывает движение.
Устройство светофора
Исправная работа светофора во многом зависит от того, какие лампы в ней установлены. На данный момент на территории Российской Федерации активно используются как ламповые светофоры, так и светодиодные.
Ламповые устройства оснащаются цветными линзами для подачи грамотного сигнала. Они характеризуются простотой в обслуживании. Однако сами лампы в таких светофорах время от времени перегорают и нуждаются в замене. Кроме того, необходимо учитывать, что ламповый светофор потребляет большое количество энергии.
Светодиодные светофоры более экономны в использовании, поскольку сами светодиоды характеризуются энергоэффективностью. Такие устройства реже ломаются, часто оснащаются датчиком с отчетом времени, а также звуковым оборудованием (для подачи сигналов невидящим пешеходам). Единственный недостаток светодиодных светофоров заключается в том, что нужно очень точно настраивать датчик отсчета времени, поскольку может возникнуть задержка смены цвета у устройства, а это мешает участникам движения воспринимать сигналы.
Как функционируют светофоры
Современные светофоры управляются при помощи автоматизированных систем. Настройка их работы осуществляется при помощи компьютерных программ, позволяющих автоматически менять показания светофоров на разных участках дороги. Время смены сигналов на каждом перекрестке одного квартала или района устанавливается на сервере. Такой способ регулирования позволяет максимально точно скоординировать транспортные потоки на загруженных участках в городе и за его пределами. Причем, настройки подбираются под каждый день: в будни они могут быть одни, в выходные и праздничные дни — другие.
Многие светофоры работают по принципу «зеленой волны». Когда автомобиль отъезжает от перекрестка с определенной скоростью, у него есть возможность проехать по улице без остановок под «зеленый свет». К моменту приближения автомобиля к следующему перекрестку — там будет загораться разрешительный сигнал.
Такой способ управления светофорами не только обеспечивает безопасность движения на дорогах, но и позволяет максимально увеличить пропускную способность городских улиц, которая будет одинаково комфортной и для пешеходов, и для пассажиров.
01 июля 2017
Поделитесь ссылкой со своими друзьями:
Как работают светофоры: неизвестная сторона мегаполиса — Технологии
Накануне дня рождения светофора, который отмечается 5 августа, мы побывали в спецуправлении по обслуживанию новосибирских светофоров и узнали, как обеспечивается их бесперебойная работа и почему не так просто угодить и пешим горожанам, и автомобилистам одновременно.
Первый светофор Новосибирск обрел через десятилетие после Ленинграда и Москвы — в начале 40-х годов прошлого века. Это было трехсекционное ламповое электрическое устройство, переключал которое дежуривший возле светофора постовой. Установили первый светофор на перекрестке улиц Серебренниковской и Сибревкома. Именно это место было определено из-за наличия школы №12, а также большого потока переходящих дорогу работниц швейной фабрики.
Сейчас в Новосибирске около 400 светофорных объектов. В понятие «светофорный объект» входит совокупность всех светофоров, установленных на перекрестке. Обслуживанием 366 объектов занимается специализированное монтажно-эксплуатационное учреждение (ГБУ НСО СМЭУ). Остальные светофоры обслуживаются иными организациями. Как правило, это те светофоры, которые находятся вблизи торговых центров и крупных производственных объединений.
Дежурный по городу
За работой сотен светофоров следит всего один дежурный. Но такое отслеживание осуществляется круглосуточно. Перед дежурным несколько экранов, на которые выводятся все данные о работе объектов, подключенных к системе АСУДД (Автоматизированная система управления дорожным движением). Также рабочее помещение дежурного оборудовано большими мониторами на стене с электронной картой города — на ней отмечены светофорные объекты.
«Розовым цветом отмечены перекрестки, находящиеся в координированном управлении, красным — светофоры, потерявшие связь с центральным управляющим пунктом. Причины потери связи выясняет дежурный механик, выезжая на место расположения светофорного объекта», — рассказывает замначальника ГБУ НСО СМЭУ Евгений Барсуков.
Причины, по его словам, могут быть различными, например, отключение электроэнергии, обрыв линии связи, дорожно-транспортное происшествие, при котором поврежден светофорный объект и так далее.
«В ночное время некоторые светофоры переходят в режим «желтого мигания», что также отображается на карте», — добавляет Барсуков.
Поступающую информацию о неисправности светофоров дежурный сразу же передает бригаде, оперативно выезжающей на место. «Все зависит от сложности неисправности, светофор может выйти из строя в ночное время, а утром уже будет работать, и проезжающие через перекресток водители не догадываются, что дежурный механик всю ночь его «запускал»», — поясняет собеседник.«При этом (нужно было) обеспечить работу по временной схеме в течение недели, так как восстановление нужно проводить после окончания всех работ на перекрестке и (это) довольно трудоемкий процесс», — привел пример Барсуков.
Но такое, по его словам, случается редко, «чаще всего светофорные стойки страдают в результате ДТП».
На наиболее напряженных участках до прибытия дежурной бригады, как правило, осуществляют ручное регулирование сотрудники ГИБДД, поскольку СМЭУ с инспекцией работает в тесном контакте. И чаще именно инспекторы ДПС первые сообщают о неисправностях в режиме работы светофоров.
СМЭУ осуществляет не только «выездной» ремонт. В отделе контрольно-измерительных приборов ремонтируют дорожные контроллеры (обеспечивают связь светофоров с системами контроля и управления), вышедшие из строя.
Чтобы проверить их исправность, в «мастерской» имеется стенд тестовых светофоров. На этом же стенде можно смоделировать основные неисправности в работе.
Лампы и светодиоды
Сейчас на новосибирских перекрестках используют два вида светофоров: ламповые и светодиодные. И у тех, и у других есть свои плюсы и минусы.
Ламповые светофоры состоят из обычной лампочки и цветной линзы. «Ламповые хорошо работают и просты в обслуживании, некоторые на службе более 30 лет», — говорит Барсуков, но тут же отмечает их минусы. Например, лампочки менее надежны, чем светодиодные линзы, и при этом потребляют больше электроэнергии.Светодиодные светофоры появились в Новосибирске в прошлом десятилетии. Они значительно заметнее при любой погоде. Такой регулировщик движения энергоэффективен, не требует регулярных замен сгоревших ламп, некоторые обладают функцией обратного отсчета времени.
Но и в этом случае есть нюанс: бывает, что время (отсчет) уже вышло, а смена цвета сигнала у такого светофора задерживается. Это может спровоцировать непонятную ситуацию для участников движения.
Зеленый и красный
Автоматизированная система управления дорожным движением сформировала оптимальный режим времени работы зеленого и красного сигналов светофора. Это время заложено на сервере системы.
В ней предусмотрено множество планов координации движения транспортных потоков на центральных магистралях. В частности, в разные дни недели для автомобилистов могут быть запущены разные режимы работы светофоров для увеличивается пропускной способности дорожной сети.
В Новосибирске можно попасть и под «зеленую волну, которая позволяет автомобилистам, соблюдающим скоростной режим, проехать ни разу не остановившись на магистрали. Проверить это можно, например, на участке от площади Калинина до площади Южная, если двигаться со скоростью 50 километров в час без остановок.
Но горожане на фоне растущего количества автомобилей технологических улучшений часто не замечают. Тем более, что внедрение алгоритмов происходит постепенно. Народная критика, по традиции, не утихает.Сейчас в Новосибирске количество времени для пешехода в среднем около 20 секунд. Если на широкополосной дороге есть островки безопасности, то время может быть сокращено. Но пешеходы, отмечает собеседник, все равно не довольны отведенным для них временем, а автомобилисты, соответственно, своим.
«Без понимания принципа работы системы многие утверждают, что она не работает. А при этом среднее время прохождения одного из самых напряженных участков Красного проспекта от улицы Гоголя до площади Ленина около семи минут, до внедрения АСУДД было около 40 минут», — напоминает Барсуков.
Светофорные проблемы
Работа системы светофоров налажена неплохо, говорят специалисты, но остается еще много нерешенных проблем. Например, в настоящее время на связи с центром находятся только 149 светофорных объектов. Чтобы остальные отображались на мониторах СМЭУ, нужно на каждом светофоре установить дополнительное оборудование.
Это планируется делать поэтапно в будущем, предполагается, что тогда сократится количество ложных выездов дежурной бригады и дополнительно оптимизируется работа системы автоматизированного управления дорожным движением Новосибирска.
«Область планирует с четвертого квартала этого года выделение отдельных субсидий на содержание, обслуживание светофорных объектов… Самое главное — чтобы все работало», — подытожил Евгений Барсуков.
7.3. Правила установки светофоров ГОСТ Р 52289-2004. Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств (утв. Приказом Ростехрегулирования от 15.12.2004 N 120-ст) (ред. от 09.12.2013)
7.3.1. При установке транспортных светофоров (кроме Т.3 любых исполнений, Т.9, П.1 и П.2) должна быть обеспечена видимость их сигналов с расстояния не менее 100 м с любой полосы движения, на которую распространяется их действие. Если данное условие выполнить невозможно, устанавливают знак 1.8 «Светофорное регулирование» по 5.2.11.
Сигналы дополнительной секции светофоров Т.1.п, Т.1.л, Т.1.пл и сигнал светофора Т.9 должны распознаваться на расстоянии не менее 50 м.
Для улучшения видимости дополнительной секции светофоры Т.1.п, Т.1.л и Т.1.пл оборудуют экранами белого цвета прямоугольной формы с закругленными углами, выступающими за габариты светофора на 120 мм. Допускается форма экрана, повторяющая контуры светофора.
7.3.2. При установке светофоров Т.3 любых исполнений должна быть обеспечена видимость их сигналов для водителя транспортного средства, остановившегося перед знаком 6.16 «Стоп-линия» или разметкой 1.12 «Стоп-линия» на крайней полосе, ближайшей к этому светофору.
7.3.3. Светофоры Т.4 любых исполнений устанавливают перед въездом на полосу и на протяжении всего участка дороги над каждой полосой с реверсивным регулированием. При этом с места установки каждого светофора должна быть обеспечена видимость сигналов следующего по ходу движения светофора.
В случае применения в тоннелях светофоров Т.4 их устанавливают в начале тоннеля над каждой полосой движения.
7.3.4. Светофоры П.1 и П.2 устанавливают на тротуарах с обеих сторон проезжей части, а при наличии разделительной полосы или приподнятого островка безопасности — и на них, если число полос движения в одном направлении более двух (рисунок В.24а).
При установке пешеходных светофоров должна быть обеспечена видимость их сигналов пешеходами с противоположной стороны проезжей части дороги.
Пешеходными светофорами оборудуют все пешеходные переходы, расположенные на регулируемом перекрестке.
7.3.5. Высота установки светофоров от нижнего края корпуса до поверхности проезжей части (рисунок В.23) составляет:
1) для транспортных светофоров (кроме Т.3 всех исполнений, Т.5 и Т.9):
— при установке над проезжей частью — от 5 до 6 м. Допускается устанавливать светофоры над проезжей частью на высоте от 6 до 8 м для соблюдения требований 6.2.14;
— при установке сбоку от проезжей части — от 2 до 3 м;
2) для светофоров Т.3 любых исполнений, Т.9 — от 1,5 до 2,0 м;
3) для светофоров Т.5 — от 2 до 4 м;
4) для пешеходных светофоров — от 2,0 до 2,5 м.
Светофоры различных типов, устанавливаемые на одной опоре и обращенные к участникам движения одного направления, размещают относительно друг друга по вертикали в последовательности (снизу вверх): Т.3 любых исполнений, П.1(П.2), Т.1 (Т.1.п, Т.1.л, Т.1.пл) или Т.2, Т.5(рисунок В.23).
7.3.6. Опорные конструкции, используемые для крепления светофоров, устанавливают вне проезжей части дороги, их элементы, находящиеся над проезжей частью, не должны быть ниже края корпуса светофора, размещаемого над проезжей частью по 7.3.5.
7.3.7. Расстояние от края проезжей части до светофора, установленного сбоку от проезжей части, должно составлять от 0,5 до 2,0 м.
Расстояние от ближнего края проезжей части до светофора, установленного над проезжей частью, должно быть не менее 4 м (рисунок В.23).
При обеспеченной видимости сигналов пешеходного светофора допускается его устанавливать на расстоянии до 5 м от края проезжей части.
7.3.8. Расстояние от пешеходных светофоров до ближайшей границы пешеходного перехода должно быть не более 1 м (рисунок В.18).
На протяжении одной дороги высота установки транспортных светофоров и их удаление от проезжей части должны быть по возможности одинаковы.
7.3.9. Светофоры устанавливают на расстоянии не менее 1 м от контактных проводов трамвая или троллейбуса до любой точки корпуса светофора.
7.3.10. Транспортные светофоры (кроме Т.1.г) устанавливают сбоку от проезжей части перед перекрестком или над проезжей частью (кроме Т.3, Т.6, Т.10). Светофор Т.1.г устанавливают только над проезжей частью.
Справа от проезжей части данного направления устанавливают светофоры Т.1, Т.1.п, Т.1.пл, Т.2 со стрелками «прямо», «направо», «прямо и направо», Т.3, Т.3.п, Т.6, Т.7, Т.8, Т.9 и Т.10. Светофоры Т.1.л, Т.2 со стрелками «налево» или «прямо и налево» и Т.3.л устанавливают слева на разделительной полосе, направляющем островке или островке безопасности, при одностороннем движении — слева от дороги.
На дорогах с двусторонним движением при отсутствии перед перекрестком разделительной полосы, направляющих островков или островков безопасности допускается установка светофора Т.1.л справа, если число полос в данном направлении в населенных пунктах не более трех (вне населенных пунктов — не более двух), в противном случае Т.1.л размещают над проезжей частью. Светофоры Т.2 со стрелками «налево», «прямо» или «прямо и налево» в этих случаях устанавливают над проезжей частью.
Если режим работы светофорного объекта предусматривает различную длительность и (или) последовательность светофорных сигналов для каждой из полос движения, то светофоры Т.2 устанавливают над соответствующими полосами движения.
Светофор Т.5 устанавливают справа или над специально выделенной полосой для маршрутных транспортных средств. При регулировании движения трамваев допускается установка светофоров Т.5 между путями.
Допускается устанавливать светофоры Т.7 на приподнятом центральном островке, островке безопасности или над центром перекрестка.
Светофоры Т.7 устанавливают над проезжей частью для каждого направления движения.
7.3.11. Светофоры Т.1 любых исполнений и Т.2, установленные сбоку от проезжей части, дублируют.
Дублирующий светофор устанавливают на перекрестке или непосредственно за ним с учетом наилучшей видимости сигнала светофора водителем.
При наличии разделительных полос, направляющих островков или островков безопасности дублирующие светофоры (кроме Т.1.п, Т.2 со стрелкой «направо») устанавливают на перекрестке, за ним между проезжими частями или слева от перекрестка. При этом установка дублирующего светофора слева за перекрестком допускается, если проезжая часть во встречном направлении имеет не более трех полос движения, а интенсивность движения по каждой полосе составляет не более 500 ед./ч.
Светофоры Т.1.п и Т.2 (со стрелкой «направо») дублируют, если поворот направо осуществляется в два ряда и более. Дублирующие светофоры устанавливают на перекрестке или непосредственно за ним между проезжими частями или справа. При установке светофора справа число полос в попутном направлении должно быть не более трех, а интенсивность движения по каждой полосе составляет не более 500 ед./ч.
При отсутствии разделительных полос, приподнятых направляющих островков или приподнятых островков безопасности дублирующие светофоры устанавливают непосредственно за перекрестком: Т.1.п или Т.2 (со стрелкой «направо») — справа, остальные — слева в случае, если число полос в данном направлении не превышает трех, а интенсивность движения по каждой полосе составляет не более 500 ед./ч (рисунок В.23а).
7.3.12. При несоблюдении условий, перечисленных в 7.3.11, светофоры (кроме Т.3 любых исполнений) устанавливают над проезжей частью (рисунок В.23б).
Светофоры, расположенные над проезжей частью, допускается не дублировать.
«Умные» светофоры, датчики в асфальте. Как технологии борются с пробками и нарушителями
Беспилотные авто, электромобили, дроны над суперскоростными трассами — это визуальный символ «умного» мегаполиса будущего. Что-то из этого вы наверняка представляете, когда слышите, что технологии изменят дороги. Сегодня инновации, которые реально меняют их, не столь кинематографичны. Зато они умеют решать кучу других проблем. Уже существуют алгоритмы, умеющие находить ворованные авто, предсказывать заторы и подсказывать, как их «разрулить». А еще загаджетованные светофоры и датчики (вы даже не представляете, как их много), которые следят за всем, что происходит на дороге. Рассказываем подробно, где и каким образом они применяются.
Что такое «умный» светофор? Как он работает?
Это светофор, связанный с компьютером. Им управляет программа, которая позволяет ему как самому принимать решения, так и «советоваться» с другими светофорами и действовать синхронно с ними. В Москве более 40 тыс. светофоров. Из них 2,5 тыс. — такие «умные» объекты. Для них есть несколько режимов управления.
- Локальный режим. Светофоры работают по заранее заложенной в них программе отдельно от других светофорных объектов. Как правило, это такие сценарии, как утренний час пик, вечерний час пик и день.
- Координированное управление. В этом режиме светофоры работают в координации, т.е. объекты связаны между собой. Как правило, это применяется на вылетных магистралях.
«По такой программе светофоры связаны между собой и работают синхронно, чтобы пропускать определенное количество автомобилей и поддерживать определенную интенсивность на участке. В Москве такая программа работает на сотне участков. Например, на Алтуфьевском, Варшавском шоссе, Ленинском проспекте», — говорит Дмитрий Горшков, заместитель руководителя ЦОДД
- Адаптивный режим. Такие светофоры на основании поступающих к ним данных самостоятельно определяют дорожную ситуацию и адаптируются к ней. Информацию о транспортном потоке они получают с помощью индукционных петель или датчиков, вмонтированных в дорожное полотно на перекрестке. Такое оборудование позволяет определять не только плотность потока, но и тип автомобиля, подъезжающего к перекрестку, в том числе выделять из потока общественный транспорт. Эту информацию адаптивные светофоры также передают в центр управления.
«В таком режиме светофоры работают на пересечении Чонгарского и Симферопольского бульваров, в Зеленограде, при проезде тоннелей между улицами Иловайская — Шоссейная и Батайская — Курская. В асфальт вмонтированы датчики, они распознают появление городского транспорта — автобусов, трамваев — и позволяют сразу включать зеленый свет для их приоритетного проезда. Для автомобилистов такая схема тоже удобна, потому что они останавливаются только тогда, когда нужно пропустить общественный транспорт», — рассказал Горшков.
- Централизованное управление из ситуационного центра.
«Круглосуточно у нас работает дежурная смена. Специалисты постоянно взаимодействуют с ГИБДД, МЧС и другими городскими службами. При необходимости они вмешиваются в работу светофоров и с помощью ручного управления увеличивают фазы для наиболее загруженных направлений», — добавил представитель ЦОДД.
Кстати, эти «умные» светофоры производят в России, на предприятиях Ростеха. Оборудование поставляется не только в Москву, но и в другие регионы — Санкт-Петербург, Ярославскую и Кемеровскую область.
Где стоят датчики? А видеокамеры?
На московских дорогах больше 3 тыс. различных датчиков, которые собирают информацию о машинах и загруженности дорог. Эти датчики повсюду — на перекрестках, на трассах… Есть те, что «закапываются» в асфальт, — это индукционные петли. Они выполняют роль невидимого регулировщика. Когда трамвай подъезжает к перекрестку, они «включают» ему зеленый свет. Обычно все такие датчики умеют измерять, сколько машин, по какой полосе, в какой промежуток времени проехали.
Также в Москве примерно 2 тыс. комплексов фотовидеофиксации. Они работают в местах с высокой аварийностью. И позволяют следить за дорожной обстановкой в режиме реального времени.
«Комплексы фотовидеофиксации стоят не только только над дорогами, но и на бортах подвижного состава. Собранные данные используются для дорожной аналитики. Сейчас в день обрабатывается порядка 50 млн проездов», — продолжает Дмитрий Горшков. Еще, по его словам, само появление на каком-либо участке фиксаторов снижает аварийность. «Количество погибших в авариях на дорогах Москвы сократилось почти на 10% за полгода, а с 2010 года удалось сократить количество погибших на 39%», — приводят цифры в ЦОДД.
Как подсвеченные столбы влияют на безопасность
Вы обращали внимание на то, что сейчас во многих местах «светятся» не только сами светофоры, но и опоры, на которых они стоят? Казалось бы, такое простое решение, трудно назвать его инновационным. Но, по данным холдинга Швабе (входит в состав корпорации «Ростех» и обслуживает ИТС Москвы), эти подсвеченные столбы помогают повысить безопасность.
«Водитель отвлекается на рекламные щиты, вывески, и другую световую информацию, — говорит Иван Ожгихин — замгендиректора холдинга «Швабе». — Светофор не всегда выделяется на фоне, но освещение опоры решило эту проблему. Теперь даже при дожде или тумане водитель видит сигнал светофора и успевает остановиться перед пешеходным переходом. В первую очередь выбирают места, где по невнимательности водителей происходит много ДТП. Устройства на наиболее аварийных участках оснащены светодиодными лентами. Кроме того, мы доработали технологию, ранее использовались только светодиодная лента и знаки с внутренней подсветкой. А на новых переходах мы еще установили прожектор, который подсвечивает пешехода на переходе, а также зоны ожидания на тротуаре».
«Подсвечивать» столбы начали в 2016 году, сейчас 87 светофоров выглядят так. Помимо этого в Москве лампами освещают зебры на пешеходных переходах.
Как «поумнеют» дороги до конца года
До конца 2019 года в Москве сделают «умными» еще порядка сотни перекрестков. Алгоритмы-регулировщики с помощью датчиков будут выделять из общего потока автобусы и трамваи и включать для них зеленый сигнал светофора.
«Такая система внедрена на перекрестке Чонгарского и Симферопольского бульваров, — рассказали в пресс-службе ЦОДД. — Среднее время прохождения трамвая сократилось на 24%, а троллейбуса — на 45%. За две минуты через перекресток проходит минимум четыре единицы городского транспорта. До реализации этого проекта — была одна. Еще недавно на примере Зеленограда мы отработали прием, позволяющий автомобилистам не стоять на пустых перекрестках в ночное время. Водителям всегда горит «зеленый», если нет движения на примыканиях».
Характеристики движения транспортного потока на сигнальном перекрестке
Характеристики движения ведущего и следующих транспортных средств транспортного потока на типичных городских перекрестках качественно анализируются с помощью кинематического уравнения и теории транспортных волн. Затем также изучается характеристика движения всего транспортного потока в процессе рассеивания. На основе пространственно-временной модели кинематики в процессе отправления и модели транспортных волн в предложенном процессе рассредоточения изменение ведущего транспортного средства в процессе отправления и время достижения следующими транспортными средствами стабильной скорости, а также соотношение между зеленое время и номер транспортного средства отправления на перекрестке.Кроме того, в соответствии с качественным анализом и количественным расчетом транспортного потока при отправлении на сигнальном перекрестке была изучена и проанализирована дисперсионная характеристика транспортного потока на сигнальном перекрестке, что обеспечивает надежную теоретическую основу для установки светофоров на перекрестке.
1. Введение
Изучение характеристик съезда транспортного потока на перекрестке является не только одним из важных элементов исследования теорий движения на городских дорогах, но также напрямую влияет на настройку программы синхронизации сигналов на перекрестке и оптимизация программы организации транспортного потока.Более того, это тесно связано с исследованием пропускной способности перекрестка. Таким образом, углубленный анализ характеристик транспортного потока, включающий начальный транспортный поток, рассеянный транспортный поток и стабильный исходящий транспортный поток в процессе отправления транспортного потока на перекрестке, помогает повысить уровень обслуживания на перекрестке и уменьшить заторы на перекрестке. пересечение. Исходя из этого, многие эксперты и ученые провели обширные исследования характеристик выезда транспортных потоков на перекрестках и достигли плодотворных результатов исследований.Например, в отношении микротехнических характеристик транспортных средств, отправляющихся на перекресток, Gazis et al. [1, 2] впервые предложили модель «стимул-реакция», в которой чувствительность обратно пропорциональна времени прохождения на основе анализа теории следования за автомобилем, затем провели дальнейшие исследования и вывели модель GHR следования за автомобилем на основе нелинейного алгоритма. Анализируя микроповедение движущегося транспортного потока, Ян и др. [3–7] предложили концепцию случайной степени свободного потока для измерения интерактивной силы транспортных средств в транспортном потоке и получили модель распределения движения, подходящую для городских дорог.С точки зрения особенностей психологического поля водителей и особенностей зрительного внимания Цзинь и Тао [8, 9] проанализировали влияние ведущих транспортных средств на следующие транспортные средства в процессе движения транспортного средства, затем изучили и улучшили модель следования за автомобилем для движения. характеристики следующих машин соответственно. Stokes et al. [10, 11] изучили характеристики съезда с полос левого поворота на перекрестке, получили поток насыщения при выезде с полос левого поворота, вычислив интервал времени насыщения, и обнаружили, что существуют определенные различия в различных полосах движения с левым поворотом.В отношении макро-характеристик транспортных средств, выезжающих на перекресток, May et al. [12, 13] сначала преобразовали традиционные методы исследования, описали формирование и распространение ударной волны на сигнальном перекрестке и узком месте пешеходного перехода с помощью графического метода, а затем проанализировали характеристики сигнального транспортного потока и процесс его распространения. Bando et al. [14, 15] изучили общие характеристики транспортного потока с макро-угла, затем описали макро-характеристики транспортного потока, такие как явление нестабильности транспортного потока и процесс блокировки, и получили уравнение среднего поля для связи между средней скоростью стабильного транспортного потока и плотности транспорта.Анализируя кинематические характеристики волны начала движения транспорта на перекрестке, Ван и др. В [16–18] определена значимость кинематического параметра транспортного потока в транспортной волне и построена кинематическая модель стартовой волны движения на перекрестке. Кроме того, Guo et al. [19, 20] проанализировали процесс рассеивания транспортного потока графическим методом, откалибровали скорость движения, траекторию движения и время рассеивания в процессе отправления транспортного потока в пространственно-временной прямоугольной системе координат, а также определили длину очереди и общую время разгона автомобилей на перекрестке.
В определенной степени приведенные выше результаты исследования улучшают развитие исследования дисперсионных характеристик транспортного потока на перекрестке. Однако необходимо дальнейшее обсуждение двух аспектов. Во-первых, следует измерить время от начала отправления транспортного потока до устойчивого движения, а также скорость устойчивого движения и объемы движения от отправления до стабильного прохождения стоп-линий. В вышеупомянутых исследованиях анализировалась взаимосвязь между длиной очереди и временем рассеивания взвода, а также общим временем, прошедшим через перекресток, и скоростью проезда, хотя в нем мало обсуждений различных этапов движения транспортного потока на перекрестке, которые Трудно предложить точные данные для синхронизации сигнала на перекрестке и оптимизации пропускной способности.Во-вторых, анализируются взаимосвязи между скоростью распространения всей транспортной волны, создаваемой прибывшими транспортными средствами и транспортными средствами в очереди, временем выхода на зеленый свет и количеством проезжающих транспортных средств во время отправления стоящего в очереди транспортного потока. Результаты, представленные бывшими исследователями, были сосредоточены только на процессе отъезда автомобилей в очереди на перекрестке. В предыдущих исследованиях основное внимание уделялось высвобождению транспортного потока в очереди на перекрестке, существует несколько исследований некоторых ситуаций, таких как возможность проезда следующих транспортных средств через перекресток в период ожидания в очереди, ситуация с распространением дорожной волны после следующего — восходящий поток обгоняет поток очередей, а также взаимосвязь между последующими транспортными средствами и зеленым временем на перекрестке и так далее.Ситуации отправления и движения транспортного потока, прибывшего впоследствии, тесно связаны с эффективностью прохождения и синхронизацией сигнала на перекрестке. В результате необходимы дальнейшие исследования этих аспектов.
Обобщая вышеупомянутый исследовательский опыт, нацеленный на транспортный поток на типичных городских перекрестках, в этой статье применяется кинематическое уравнение и теория транспортных волн для проведения качественного анализа характеристик движения ведущего транспортного средства, характеристик движения следующих транспортных средств, и характеристика движения всего транспортного потока на перекрестке во время процесса рассеивания на сигнальном перекрестке.Кроме того, он строит пространственно-временную модель кинематики в процессе отъезда на перекрестке и модель транспортных волн в процессе рассеивания на перекрестке, чтобы определить изменяющиеся ситуации ведущего транспортного средства в процессе отправления, время, в течение которого следующие транспортные средства достигают стабильной скорости. и взаимосвязь между временем выхода на зеленый свет на перекрестке и номером отправляющегося на перекрестке транспортного средства. Кроме того, в данной статье мы проанализировали ситуации ухода транспортного потока в сочетании с данными о работе транспортного средства на сигнальном перекрестке.Путем качественного анализа и количественного расчета мы проанализировали дисперсионную характеристику транспортного потока на сигнальном перекрестке и предоставили надежную теоретическую основу для установки светофоров на перекрестке.
2. Здание модели
Когда светофор на перекрестке становится зеленым, машины в очереди начинают движение. Когда расстояние между ведущим транспортным средством и вторым значительно превышает средний интервал между автомобилями в очереди, это указывает на то, что транспортный поток начинает рассеиваться.Поскольку ведущее транспортное средство в очереди может непрерывно ускоряться до ожидаемой скорости без ведущего транспортного средства впереди, оно может легко увеличить свой пространственный интервал до второго транспортного средства. Кроме того, второе транспортное средство будет стимулироваться к ускорению, чтобы увеличить расстояние до третьего транспортного средства. Соответственно, если условия соблюдены, изменение состояния движения будет непрерывно передаваться следующим транспортным средствам, так что все автомобили в очереди будут участвовать в процессе рассеивания. Если зеленый свет достаточно длинный, процесс передачи будет длиться до тех пор, пока все автомобили в очереди не достигнут своей ожидаемой скорости за счет стимуляции движущихся впереди транспортных средств.К тому времени весь процесс разгона автомобилей в очереди на перекрестке завершен.
Исходя из практических условий рассеивания на перекрестке, в статье характеристики движения транспортного средства в течение всего процесса рассеивания делятся на три части: характеристика движения ведущего транспортного средства на перекрестке во время процесса выезда, характеристика движения следующих транспортных средств. на перекрестке во время выезда и характеристика движения всего транспортного потока на перекрестке во время выезда.Кроме того, мы строим модель качественного описания и проводим количественный расчетный анализ для этих трех частей, соответственно, чтобы точно и тщательно проанализировать характеристики выезда транспортного потока на перекрестках городских дорог.
2.1. Предполагаемые условия
Для упрощения исследовательской среды предлагаются следующие допущения: (1) На перекрестке нет полосы для автобусов или автобусной остановки в зоне влияния. (2) На перекрестке не формируется новая очередь.(3) Выберите одну полосу движения на перекрестке в качестве объекта исследования. (4) Игнорируйте индивидуальные различия транспортных средств и беспокойство пешеходов и немоторных транспортных средств. (5) Возьмите характеристики движения прямолинейного транспортного потока на перекрестке с четырьмя -фазный светофор как объект анализа.
2.2. Параметры решения
На основе кинематического уравнения и теории транспортных волн в данной статье анализируются характеристики движения на различных этапах транспортного потока в процессе отправления на перекрестке и решаются следующие параметры трафика: (1) время от начала отправления транспортного средства. автомобили в очереди к устойчивому движению, (2) номер отправляющегося транспортного средства от начала отправления автомобилей в очереди до стабильного движения, (3) временной интервал, когда стоящие в очереди транспортные средства ускоряются и стабильно движутся, (4) общее время, необходимое для рассеивания транспортные средства в очереди, (5) скорость распространения волны движения после слияния транспортных средств, прибывших впоследствии, и транспортных средств в очереди, (6) взаимосвязь между временем зеленого света на перекрестке и количеством отправляющихся транспортных средств в различных ситуациях.
2.3. Описательный анализ характеристик движения ведущего транспортного средства
В отличие от других водителей, которые получают стимул от движущихся впереди транспортных средств, водители ведущих транспортных средств в процессе отъезда получают стимул в основном от световых сигналов на перекрестке. Поэтому в данной статье для них проводится независимое исследование, строится модель взаимосвязи скорости движения-времени-расстояния, определяются характеристики ускоряющегося времени, ускоряющего расстояния и соответствующих пространственных положений в разное время ведущего транспортного средства, а также предоставляется теоретическая основа для анализ конфликтов и установка времени на красный свет на перекрестке.
(1) Качественное описание. В этом документе в качестве примера для анализа используется типичный перекресток, определяется длина перекрестка, длина транспортного средства в очереди на перекрестке и расстояние транспортных средств в очереди, игнорируются индивидуальные характеристики и разница в размерах транспортных средств, и принимаются длина транспортного средства как. Для получения подробной информации, пожалуйста, обратитесь к Рисунку 1.
Поскольку трогание ведущего транспортного средства на перекрестке в основном зависит от сигналов перекрестка, в этом документе ускорение ведущего транспортного средства на перекрестке рассматривается как стабильная скорость другого. транспортные средства как, время старта других транспортных средств как, начальное положение различных транспортных средств как, время для различных транспортных средств, чтобы достичь линии остановки as, время для различных транспортных средств, чтобы пересечь перекресток as, и время для различных транспортных средств, чтобы достичь стабильной скорости так как .Кроме того, он предполагает реальное местоположение другого автомобиля
.Исследователи считают, что взломать светофор ужасающе просто.
Типичная конфигурация перекрестка.
Захватить перекрестки города и сделать все огни зелеными, чтобы вызвать хаос — довольно стандартная тактика Evil Techno Bad Guy на телевидении и в фильмах, но, по мнению исследовательской группы из Мичиганского университета, делать это в реальной жизни — это в пределах царства любого, у кого есть ноутбук и подходящий радиоприемник. В статье, опубликованной в этом месяце, исследователи описывают, как они очень просто и очень быстро захватили контроль над всей системой из почти 100 перекрестков в безымянном городе Мичиган с единственной точки входа.
Увеличить / Узлы в сети светофора соединены в IP-сеть с древовидной топологией, и все они находятся в одной подсети.Учения проводились по фактическим светофорам, установленным на действующих перекрестках, «в сотрудничестве с дорожным агентством, расположенным в Мичигане». Как это типично для больших городских территорий, светофоры в рассматриваемом городе объединены в сеть по топологии древовидного типа, что позволяет им передавать информацию и получать инструкции от центральной точки управления. Сеть основана на IP, и все узлы (пересечения и управляющие компьютеры) находятся в одной подсети.Чтобы сэкономить на затратах на установку и повысить гибкость, система светофора использует беспроводные радиомодули, а не выделенные физические сетевые каналы для своей инфраструктуры связи — и это дыра, которую использовала исследовательская группа.
Беспроводная безопасность? Что это такое?
Рассматриваемые системы используют комбинацию радиомодулей 5,8 ГГц и 900 МГц, в зависимости от условий на каждом перекрестке (два перекрестка с хорошей прямой видимостью друг друга используют 5,8 ГГц из-за более высокой скорости передачи данных, например, в то время как для двух перекрестков, разделенных препятствиями, будет использоваться частота 900 МГц).В каналах связи 900 МГц используется «собственный протокол с расширенным спектром со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS)», но версия частного протокола на частоте 5,8 ГГц не сильно отличается от 802.11n.
Фактически, используя немодифицированные ноутбуки и смартфоны, команда смогла увидеть широковещательный SSID каждого перекрестка, хотя они не смогли подключиться к сетям из-за различий в протоколах. В документе отмечается, что исследователи могли бы реконструировать протокол для подключения, но вместо этого решили просто использовать тот же тип настраиваемого радио для проекта, что и на перекрестках.Чтобы вы не сочли это мошенничеством, в статье решение объясняется следующим образом:
Мы решили обойти эту проблему и использовать ту же модель радиомодуля, которая использовалась в исследуемой сети для нашей атаки. Хотя эти радиостанции обычно не продаются населению, предыдущие исследования показали, что социальная инженерия эффективна при получении радиооборудования [38] ….
После доступа к сети в одной точке злоумышленник может отправлять команды на любое пересечение сети. Это означает, что противнику нужно атаковать только самое слабое звено в системе.
Сеть 5,8 ГГц не имеет пароля и не использует шифрование; с соответствующим радио в руке присоединиться тривиально.
Smash box
После получения доступа следующим шагом была возможность установить связь с диспетчерами, которые управляют каждым перекрестком. Это стало проще благодаря тому факту, что в этой системе блоки управления запускают VxWorks 5.5, версию, которая по умолчанию создается из исходных текстов с оставленным для тестирования портом отладки. Исследовательская группа быстро обнаружила, что порт отладки был открыт на живых контроллерах и мог напрямую «читать и записывать произвольные участки памяти, уничтожать задачи и даже перезагружать устройство.«
Отладочный доступ к системе также позволил исследователям изучить, как контроллер взаимодействует с подключенными к нему устройствами — светофорами и камерами перекрестков. Они быстро обнаружили, что обмен данными в системе управления не был запутанным и легким для понимания — и его легко нарушить:
Анализируя пакеты, передаваемые между контроллером и этой программой, мы обнаружили, что обмен данными с контроллером не зашифрован, не требует аутентификации и может быть воспроизведен.Используя эту информацию, мы смогли реконструировать части коммуникационной структуры. Различные пакеты команд отличаются только последним байтом, что позволяет злоумышленнику легко определить оставшиеся команды после обнаружения одной из них. Мы создали программу, которая позволяет пользователю активировать любую кнопку на контроллере, а затем отображает результаты пользователю. Мы также создали библиотеку команд, которые позволяют использовать сценарии атак. Мы протестировали этот код в полевых условиях и смогли получить удаленный доступ к контроллеру.
Как только был получен полный доступ к контроллеру и его командам, вот и все — в этот момент команда получила полный контроль над каждым перекрестком во всей сети. Они могли менять свет по своему желанию и даже контролировать камеры каждого перекрестка. В документе описывается несколько возможных действий, которыми может заняться злоумышленник, в том числе подключение из движущегося автомобиля и включение зеленого цвета всех огней на пути злоумышленника или целенаправленное включение трафика, чтобы помочь злоумышленнику сбежать после преступления.
Еще больше беспокоит способность злоумышленника участвовать в атаке типа «отказ в обслуживании» на контролируемых перекрестках, запуская блок управления неисправностями каждого перекрестка, который переводит огни в режим отказа — например, все направления мигают красным — до тех пор, пока физически сброс. Согласно газете, это позволит «противнику… отключить светофоры быстрее, чем техников отправят для их ремонта».
Смягчение
В конце статьи указывается ряд способов, которыми можно легко закрыть зияющие дыры в безопасности.Главная из рекомендаций — это какая-то безопасность беспроводной сети; В документе указывается, что системы с частотой 5,8 ГГц поддерживают шифрование WPA2, и включить его несложно. Системы с частотой 900 МГц более безопасны благодаря тому, что не используют полосу частот, легко доступную для потребительских ноутбуков и смартфонов, но они также поддерживают более старые стандарты беспроводного шифрования WEP и WPA.
Но многоуровневая защита лучше всего, и поэтому в документе также рекомендуется более строгий контроль над IP-сетями систем трафика — брандмауэры и строгий контроль разрешенного типа сетевого трафика.
Далее, хотя многие компоненты в сети поддерживают какую-то схему аутентификации по имени пользователя и паролю, в отчете зловеще указывается, что «все устройства в развертывании, которое мы изучали, использовали учетные данные по умолчанию, которые были встроены в устройство». Выполнение некоторых базовых операций и изменение учетных данных на контроллерах пересечения VxWorks и компонентах беспроводной сети будет иметь большое значение для предотвращения атак.
Стоит ли паниковать?
Трудно не нервничать, когда сталкиваешься с исследованиями, показывающими, что жизненно важные элементы общественной инфраструктуры по существу не защищены.В документе четко сформулирован вывод: «Хотя системы управления движением могут быть построены так, чтобы выходить из строя в безопасном состоянии, мы показали, что они небезопасны от атак со стороны решительного противника». Есть много виноватых: от местных агентств, развертывающих инфраструктурное оборудование в небезопасном состоянии, до производителей, помогающих им в настройке.
На самом деле, самый обидный отрывок во всей статье — это пренебрежительный ответ, сделанный поставщиком контроллера трафика, когда исследовательская группа представила свои выводы.Согласно документу, ответственный поставщик заявил, что он «следовал принятому отраслевому стандарту, и это тот стандарт, который не включает безопасность».
.Интеллектуальный перекресток может навсегда закрыть светофоры
Фаязи тестирует в Международном транспортном инновационном центре в Южной Каролине.
Али Реза Фаязи
Имитация движения транспортного средства выполняется на ноутбуке, а iPhone на приборной панели уведомляет водителя, какую скорость ему необходимо поддерживать, чтобы пересечь перекресток.(Это было необходимо, поскольку автономное транспортное средство не было доступно для тестирования.)
Али Реза Фаязи
Али Реза Фаязи
Али Реза Фаязи
Всякий раз, когда мы слышим речь политика, чиновника или руководителя автомобильной отрасли, превозносящего достоинства беспилотного автомобиля, обычно речь идет о безопасности.Это неудивительно, учитывая, что в 2016 году на дорогах США погибло около 40 000 человек (что значительно больше, чем годом ранее). Люди не всегда являются хорошими водителями, и многие со временем заплатили своей жизнью. Но нам говорят, что у беспилотных автомобилей есть и другие преимущества. При определенной степени координации — между транспортными средствами и транспортной инфраструктурой — теоретически следует избавиться от дорожного хаоса, а меньшая загруженность означает меньше загрязняющих веществ. Солнце и розы всем!
Однако до этого еще далеко.Хотя первые (с геозонами) автономные транспортные средства 4-го уровня должны появиться на некоторых улицах примерно в 2020 или 2021 годах, пройдет несколько десятилетий, прежде чем мы дойдем до точки, когда каждая машина на вашем пути на работу будет самостоятельной. На данный момент исследователь Клемсона Али Реза Фаязи предоставил дразнящий взгляд на это будущее, исследование, подтверждающее концепцию, показывающее, что полностью автономный четырехсторонний транспортный перекресток в сто раз более эффективен при пропускании движения, чем перекрестки, на которых вы и я в настоящее время перемещаться.По расчетам Фаязи, поскольку автомобили не сидят на холостом ходу на светофоре, это также позволит сэкономить 19% топлива.
Фаязи разработал контроллер перекрестка для четырехстороннего перекрестка, который отслеживает транспортные средства, а затем использует алгоритм для управления их скоростью, чтобы все они могли безопасно проезжать перекресток с минимальным количеством остановок. Что делает исследование особенно интересным, так это то, что Фаязи продемонстрировал это, включив свой физический автомобиль в моделируемое движение — первое использование имитатора транспортного средства в цикле для такого рода задач.(Компания Ars ранее тестировала симулятор транспортного средства в контуре, который продемонстрировал систему предупреждения о столкновении пешеходов, не создавая опасности для реальных пешеходов.)
Фаязи вел свою настоящую машину в Международном транспортном инновационном центре в Гринвилле, Южная Каролина, где была создана зона с геозонами, которая использовалась в качестве моделируемого перекрестка. Используя датчики GPS, его машина была так же видна контроллеру перекрестков, как и виртуальные автономные транспортные средства, которые также заполняли его банки памяти.В идеале Фаязи говорит, что хотел бы протестировать его с автономным транспортным средством, но их трудно найти, особенно в Южной Каролине. Вместо этого контроллер перекрестка напрямую управлял его скоростью в исследовании (как это делалось с моделируемыми транспортными средствами), и этот контроллер отправлял ему скорость, которую необходимо поддерживать, чтобы безопасно пересечь перекресток.
В течение часа для полной остановки интеллектуального перекрестка потребовалось всего 11 транспортных средств. Напротив, когда моделирование проводилось со светофором, более 1100 транспортных средств должны были остановиться на перекрестке в течение часа.
К сожалению, пройдет еще много времени, прежде чем остальные из нас увидят такую выгоду. Как вы можете себе представить, это работает только тогда, когда каждая машина, которая движется по перекрестку, контролируется системой, поэтому эта настройка не будет большой полезностью в переходные годы, когда мы увидим смесь управляемых людьми и автономных транспортных средств, разделяющих наши улицы. Также существует проблема смешивания пешеходного движения, но Фаязи говорит, что его следующая цель — применить это исследование к смешанной транспортной среде, что мы сможем увидеть несколько раньше, когда движение умных городов будет расти.
Изображение объявления из объявления: Shinichi Higashi
.