CÁC NệT GIAO THễNG TUYẾN ĐƯỜNG
HIỆN TRẠNG CÁC NệT GIAO THễNG ĐƯỜNG Lấ HỒNG PHONG
1.1.1 Nút giao thông Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự ( Sân bay Cát
Bi – Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự )
Chiều rộng mặt đường phía Lê Hồng Phong 40m đến 45m, Ngô Gia Tự
Khoảng cách giữa hai vạch cho người đi bộ trên đường Lê Hồng Phong là 43m và trên đường Ngô Gia Tự là 20m Đường Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự cho phép lưu thông hai chiều cho tất cả các loại phương tiện, bao gồm xe thô sơ, xe máy và ô tô, ngoại trừ xe tải có trọng lượng trên 15 tấn.
Hình 1.1 : Nút giao thông Lê Hồng Phong – Ngô Gia Tự
Ngã tư với hai trục đường có kích thước hình học không đối xứng, chiều rộng và lưu lượng xe khác nhau đáng kể, cần thiết phải lắp đặt thêm đèn tín hiệu cho phép rẽ phải khi đèn đỏ, đặc biệt là hướng Ngô Gia Tự, nhằm giảm ùn tắc do đường nhỏ hơn Đèn báo rẽ phải sẽ được kết nối song song với đèn đỏ của hướng Ngô Gia Tự, khi đèn đỏ bật, đèn rẽ phải sẽ sáng xanh, giúp cải thiện lưu thông.
Nút giao thông Ngô Gia Tự - Lê Hồng Phong, dù không phải là nút quan trọng, nhưng lại có lưu lượng phương tiện giao thông cao, đặc biệt vào các giờ cao điểm Khu vực này gần với Sân bay Cát Bi, chợ Cát Bi, và nhiều trường học như trường cấp 3 Hải An cùng một số trường cấp 1, cấp 2 Do đó, vào các khung giờ nhất định, lượng công nhân viên và người lao động trở về nhà khiến giao thông thường xuyên bị ách tắc, đặc biệt vào khoảng 7h20 sáng, 11h40 trưa và 17h40 chiều.
Trong những năm gần đây tình trạng ách tắc này không có tình hình cải thiện mà còn càng khó xử lý do lƣợng xe ngày một nhiều hơn
Hình 1.2 : Tham gia giao thông nút giao thông Lê Hồng Phong – Ngô
1.1.2 Nút giao thông Cầu vƣợt Nguyễn Bỉnh Khiêm (Lê Hồng Phong - Nguyễn Bỉnh Khiêm) Đây là nút giao thông của Thành Phố, đặc biệt khác với các ngã tƣ thông thường, là nút có 2 trục đường cắt nhau, có vòng xuyến lớn và có đường cắt nhỏ cho phép phương tiện rẽ phải mà không chịu sự điều khiển của
9 đèn tín hiệu giao thông, phương tiện đi thẳng và rẽ trái vì thế lưu lượng giảm đi đáng kể
Chiều rộng mặt đường phía Lê Hồng Phong 40m đến 45m, Nguyễn Bỉnh Khiêm cũng tương tự 40m đến 45m, vì là khu vực vòng xuyến
Chiều rộng lề đường trung bình đường Lê Hồng Phong 20m, đường Nguyễn Bỉnh Khiêm tương tự 20m
Khoảng cách giữa hai vạch dành cho người đi bộ trên trục đường Lê Hồng Phong và Nguyễn Bỉnh Khiêm đều là 40m Đường Lê Hồng Phong cho phép các phương tiện di chuyển thuận lợi cả hai chiều, tuy nhiên, xe ô tô và xe tải có trọng tải trên 15 tấn sẽ phải sử dụng cầu vượt khi di chuyển qua đường này.
Trên đường Nguyễn Bỉnh Khiêm, các xe thường di chuyển thẳng qua cầu để tránh đèn giao thông, dẫn đến việc giảm thiểu lượng xe cộ tại khu vực này Hệ thống giao thông ở đây có kết cấu hợp lý, tạo thuận lợi cho việc lưu thông.
Hình 1.2 : Nút giao thông Cầu vƣợt Nguyễn Bỉnh Khiêm
Ngã tư có hai trục đường với kích thước hình học không đối xứng, tạo nên cấu trúc đặc biệt và làn đường rộng với nhiều làn xe Tại đây, có bốn cột đèn tín hiệu giao thông cao 3,8m, được đặt ở vị trí thuận tiện để người điều khiển phương tiện dễ dàng quan sát Các cụm đèn tín hiệu bao gồm đèn cho phương tiện và người đi bộ được bố trí đồng đều theo hai hướng.
Nút giao thông này là một điểm quan trọng của thành phố, đóng vai trò là hướng đi chính cho xe tải và container vận chuyển hàng hóa từ cảng Hải Phòng đến các khu vực khác Mặc dù không có xe tải do đã có cầu vượt, nhưng lượng xe con, xe khách và phương tiện công cộng vẫn rất đông Do đó, vào giờ cao điểm buổi sáng và chiều, nút giao thông này thường xuyên xảy ra ách tắc Nó cũng kết nối các khu dân cư đông đúc, nhiều trường học và trung tâm thương mại, dẫn đến lưu lượng xe cộ tăng cao.
Nút giao thông này đƣợc coi là 1 trong những điểm quan trọng của giao thông Thành Phố
Hình 1.4 : Tham gia giao thông nút Cầu vƣợt Nguyễn Bỉnh Khiêm
1.1.3 Nút giao thông ParkSon (Lê Hồng Phong – Lô 22)
Chiều rộng mặt đường phía Lê Hồng Phong 40m đến 45m, đường nội bộ lô 22 20m, đường nội bộ lô 7 20m
Chiều rộng lề đường trung bình ở đường Lê Hồng Phong 10m, đường nội bộ lô 22 10, đường nội bộ lô 7 10m
Khoảng cách giữa hai vạch dành cho người đi bộ trên đường Lê Hồng Phong là 40m, trong khi đó khoảng cách trên các trục đường nội bộ là 25m Đường Lê Hồng Phong – Lô 22 được thiết kế cho phép lưu thông hai chiều cho tất cả các loại phương tiện như xe máy, ô tô và phương tiện thô sơ, ngoại trừ xe tải có trọng lượng trên 15 tấn.
Ngã tư có hai trục đường với kích thước không đối xứng, đặc biệt là chiều rộng và lưu lượng xe khác nhau Để cải thiện lưu thông, cần bố trí các cụm đèn tín hiệu phù hợp cho phương tiện và người đi bộ, bao gồm cả đèn báo rẽ phải khi đèn đỏ tại hướng Lê Hồng Phong – Lô 22 Đèn báo này sẽ hoạt động song song với đèn đỏ, cho phép rẽ phải khi đèn đỏ chuyển sang xanh.
Hình 1.3 : Nút giao thông Ngã Tƣ ParkSon
Ngã tƣ ParkSon không phải là nút quan trọng nhƣng có đặc điểm đường làn xe máy hẹp, tập trung nhiều phương tiện là xe máy cộng với xung
12 quanh rất nhiều nhà hàng, quán ăn, trung tâm thương mại, văn phòng nên thi thoảng vẫn ách tắc
Hình 1.6 : Tham gia giao thông tại Ngã Tƣ ParkSon
1.1.4 Các nút giao thông khác
Đường Lê Hồng Phong là tuyến đường mới với quy hoạch 4 làn rộng rãi, kết nối với các tuyến đường nội bộ 2 làn Mặc dù lưu lượng xe cộ khá đông, nhưng hiếm khi xảy ra tình trạng ách tắc Các nút giao thông tại Ngã Tư Đông Khê hoạt động thông suốt, góp phần nâng cao hiệu quả giao thông trong khu vực.
Tư Đằng Lâm,Ngã Tư Lô 22 và Ngã Tư Sân Bay Cát Bi đƣợc trình bày tương tự như Ngã Tư ParkSon
Hình 1.7: Tham gia giao thông tại Ngã Tƣ Đông Khê
Hình 1.8: Tham gia giao thông tại Ngã Tƣ Đằng Lâm
Hình 1.9: Tham gia giao thông tại Ngã Tƣ Lô 22 – Lê Hồng Phong
Hình 1.10: Tham gia giao thông tại Nút giao Sân Bay Cát Bi
ỨNG DỤNG PLC XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THÔNG THEO LÀN ĐÈN XANH
GIỚI THIỆU VỀ PLC
2.1.1 Thiết bị điều khiển logic khả trình PLC S7-200
PLC, viết tắt của Programmable Logic Control, là thiết bị điều khiển logic có khả năng lập trình, cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển một cách linh hoạt thông qua ngôn ngữ lập trình.
Những đặc điểm của PLC: (hình 2.1)
-Có thể kết nối thêm các modul để mở rộng ngõ vào/ra
-Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu
-Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng máy lập trình hoặc máy tính cá nhân
-Độ tin cậy cao, kích thước nhỏ
S7-200 là thiết bị điều khiển khả trình nhỏ gọn của Siemens, được thiết kế theo cấu trúc modul với các modul mở rộng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau Thành phần chính của S7-200 bao gồm khối vi xử lý CPU 212 hoặc CPU 214, và sự khác biệt giữa hai loại CPU này có thể nhận biết qua số lượng đầu vào/ra và nguồn cung cấp.
-CPU 212 có 8 cổng vào, 6 cổng ra và có khả năng đƣợc mở rộng thêm bằng 2 modul mở rộng
-CPU 214 có 14 cổng vào, 10 cổng ra và có khả năng đƣợc mở rộng thêm bằng 7 modul mở rộng
S7 – 200 có nhiều loại modul mở rộng khác nhau
-2048 từ đơn (4K byte) thuộc miền nhớ đọc/ghi non-volatile để lưu chương trình (vựng nhớ có giao diện với EEPROM)
-14 cổng vào và 10 cổng ra logic
-Có 7 modul để mở rộng thêm cổng vào/ra bao gồm luôn cả modul analog
-128 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: 4 Timer 1ms,
16 Timer 10ms và 108 Timer 100ms
-128 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến và vừa đếm tiến vừa đếm lùi
Bộ nhớ 688 bit đặc biệt được sử dụng để thông báo trạng thái của chế độ làm việc, bao gồm việc bật hoặc tắt, ngắt thời gian, ngắt của bộ đếm tốc độ cao và ngắt truyền xung.
-3 bộ đếm tốc độ cao với nhịp 2 KHz và 7KHz
-2 bộ điều chỉnh tương tự
-Toàn bộ vùng nhớ không bị mất dữ liệu trong khoảng thời gian 190 giờ khi PLC bị mất nguồn nuôi
Hình 2.1 : Bộ điều khiển lập trình đƣợc S7-200 với khối vi xử lý CPU
Mô tả các đèn báo trên S7 -200 CPU 214:
- SF (đèn đỏ): Đèn đỏ SF báo hiệu hệ thống bị hỏng Đèn SF sáng lên khi PLC có hỏng hóc
- RUN (đèn xanh): Đèn xanh RUN chỉ định PLC đang ở chế độ làm việc và thực hiện chương trình được nạp vào trong máy
- STOP (đèn vàng): Đèn vàng STOP chỉ định rằng PLC đang ở chế đ ộ dừng chương trình đang thực hiện lại
- Ix.x (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng vào chỉ định trạng thái tức thời của cổng
(x.x = 0.0 1.5).Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng
- Qy.y (đèn xanh): Đèn xanh ở cổng ra báo hiệu trạng thái tức thời của cổng
(y.y = 0.0 1.1).Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị logic của cổng
S7-200 sử dụng cổng RS485 với phích nối 9 chân để kết nối với thiết bị lập trình hoặc các trạm PLC khác, giúp việc giao tiếp và điều khiển trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn.
Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 baud Tốc độ truyền cung cấp của PLC theo kiểu tự do là 300 đến 38.400 Xem ở (hình 2.2)
Hình 2.2 : Sơ đồ chân của cổng truyền thông
Trong đó : Chân Giải thích
3 Truyền và nhận dữ liệu
8 Truyền và nhận dữ liệu
Không nên sử dụng cáp nối thẳng qua MPI để kết nối S7-200 với máy lập trình PG702 hoặc các loại máy lập trình thuộc họ PG7xx Cáp này đi kèm theo máy lập trình.
Ghép nối S7 – 200 với máy tính PC qua cổng RS-232 cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485
Bộ nhớ của S7-200 được phân chia thành 4 vùng, trong đó có một tụ giữ dữ liệu trong thời gian ngắn khi mất nguồn Với tính năng động cao, bộ nhớ này cho phép đọc và ghi dữ liệu trong toàn bộ vùng, ngoại trừ phần bit nhớ đặc biệt ký hiệu SM (Special Memory) chỉ có thể truy cập để đọc.
Hình 2.3 : Bộ nhớ trong và ngoài của S7 - 200
Vùng chương trình: là miền nhớ được sử dụng để lưu các lệnh chương trình
Vùng này thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi đƣợc
Vùng tham số: là miền lưu giữ các tham số như: từ khóa, địa chỉ trạm
… cũng như vùng chương trình, vùng tham số thuộc kiểu non-volatile đọc/ghi đƣợc
Vùng dữ liệu là khu vực lưu trữ các dữ liệu của chương trình, bao gồm kết quả các phép tính, hằng số được định nghĩa, và bộ đệm truyền thông Một phần của vùng nhớ này thuộc loại non-volatile, đảm bảo thông tin được giữ lại ngay cả khi tắt nguồn.
Vùng đối tượng bao gồm timer, bộ đếm, bộ đếm tốc độ cao và các cổng vào/ra tương tự, được lưu trữ trong vùng nhớ cuối cùng Mặc dù vùng này không thuộc kiểu non-volatile, nhưng vẫn cho phép thực hiện các thao tác đọc và ghi.
Vùng dữ liệu là một khu vực bộ nhớ động, cho phép truy cập theo từng bit, byte, từ đơn hoặc từ kép Nó được sử dụng làm miền lưu trữ dữ liệu cho các thuật toán và hàm truyền thông.
Chúng đƣợc ký hiệu bằng các chữ cái đầu của tên tiếng Anh, đặc trƣng cho từng công dụng của chúng nhƣ sau:
SM - Speacial memory bits Địa chỉ truy nhập đƣợc qui ƣớc theo công thức:
-Truy nhập theo bit: Tên miền (+) địa chỉ byte (+)•(+) chỉ số bit Ví dụ
V150.4 chỉ bit 4 của byte 150 thuộc miền V
-Truy nhập theo byte: Tên miền (+) B (+) địa chỉ của byte trong miền
Ví dụ VB150 chỉ 150 thuộc miền V
2.1.3 Mở rộng ngõ vào/ra:
Có thể mở rộng ngõ vào/ra của PLC bằng cách kết nối thêm các modul mở rộng bên phải của CPU Đối với CPU 214, số lượng modul mở rộng tối đa là 7, tạo thành một chuỗi bao gồm các modul cùng loại.
Các modul mở rộng số hay rời rạc đều chiếm chỗ trong bộ đệm, tương ứng với số đầu vào/ra của các modul
Mỗi modul mở rộng sẽ có cấu tạo và chức năng nhƣ sau:
Sau đây là một ví dụ về cách đặt địa chỉ cho các modul mở rộng trên
MODUL 2 (3vào analog/1ra analog)
MODUL 4 (3vào analog/1ra analog) I0.0
PLC thực hiện chương trình qua chu trình lặp, mỗi vòng lặp gọi là vòng quét (scan) Vòng quét bắt đầu bằng việc đọc dữ liệu từ các cổng vào vùng đệm ảo, sau đó thực hiện chương trình từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc (MEND) Sau giai đoạn thực hiện, PLC tiến hành truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi Cuối cùng, vòng quét kết thúc bằng việc chuyển nội dung của bộ đệm ảo tới các cổng ra.
Hình 2.4 : Vòng quét (scan) trong S7- 200
Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, lệnh thường không hoạt động trực tiếp mà chỉ thông qua bộ đệm ảo trong vùng nhớ tham số CPU quản lý việc truyền thông giữa bộ đệm ảo và ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 4 Khi gặp lệnh vào/ra khẩn cấp, hệ thống sẽ tạm dừng mọi hoạt động, bao gồm cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh này trực tiếp với cổng vào/ra.
Các chương trình con được nhóm lại thành một nhóm ngay sau chương trình chính Sau đó đến các chương trình xử lý ngắt
Việc viết chương trình theo cách này giúp cấu trúc trở nên rõ ràng và dễ đọc hơn cho người dùng trong tương lai Điều này cho phép linh hoạt trong việc kết hợp các chương trình con và chương trình xử lý ngắt với chương trình chính.
3 thông và tự kiểm tra lỗi
1 Nhập dữ liệu từ ngoại vi vào bộ đệm ảo
4 dữ liệu từ bộ đệm ảo ra ngoại vi
Hình 2.5 : Cấu trúc chương trình S7 – 200
Hình 2.6 : Hình ảnh thực tế của PLC S7 – 200
Hình 2.7 : Hình ảnh thực tế của một modul analog
S7-200 thực hiện một mạch logic cứng thông qua một chuỗi lệnh lập trình Chương trình được cấu thành từ các lệnh, và S7-200 thực thi chúng bắt đầu từ lệnh đầu tiên cho đến lệnh cuối cùng trong một vòng quét Vòng quét này là quá trình lặp lại của chương trình.
LAD là một ngôn ngữ lập trình đồ họa, trong đó các thành phần cơ bản tương ứng với các phần của bảng điều khiển rơle Trong chương trình LAD, các phần tử cơ bản được sử dụng để biểu diễn các lệnh logic.
-Tiếp điểm: là biểu tƣợng (symbol) mô tả các tiếp điểm của rơle Các tiếp điểm đó có thể là thường mở ┤├ hoặc thường đóng ┤/├
-Cuộn dây (coil): là biểu tƣợng ─( )─ mô tả các rơle đƣợc mắc theo chiều dòng điện cung cấp cho rơle
THIẾT KẾ TÍN HIỆU ĐẩN HOẠT ĐỘNG TRấN CÁC NệT GIAO
THÔNG CHẠY THEO CÙNG MỘT TUYẾN ĐƯỜNG (TỔ
CHỨC LÀN SÓNG XANH – GREEN LINE)
2.3.1 Giới thiệu về phương pháp điều khiển tín hiệu giao thông theo làn sóng xanh Đèn tín hiệu hoạt động theo tuyến thường ưu việt hơn hoạt động độc lập Đèn tín hiệu hoạt động theo tuyến đường là đèn tín hiệu ở các nút trên cùng một tuyến đƣợc sắp xếp đảm bảo xe chạy với tốc độ ổn định khi tới nút tiếp theo xe không phải dùng lại mà gặp ngay đèn xanh, nhƣ vậy có thể giảm đƣợc thời gian dừng xe, tiết kiệm nhiên liệu, tăng khả năng thông xe và chạy xe đƣợc an toàn hơn, hạn chế hiện tƣợng vƣợt xe
Tổ chức giao thông theo "làn xanh" hay "làn đèn xanh" yêu cầu các loại xe phải có tốc độ giới hạn giống nhau, di chuyển tập trung và theo từng đợt có tính chu kỳ Khi dòng xe gồm nhiều loại phương tiện với tốc độ khác nhau, sẽ xảy ra tình trạng xe đến trước, xe đến sau Trong tình huống này, cần ưu tiên cho loại xe có số lượng lớn nhất.
Giao thông theo làn sóng xanh thường được triển khai tại các nút giao thông chính trong đô thị Việc kết nối tất cả các nút này về một trung tâm điều khiển sẽ giúp việc tổ chức giao thông theo làn sóng xanh trở nên hiệu quả và dễ dàng hơn.
2.3.2 Phương pháp tính toán, đặt thời gian cho tín hiệu giao thông.
Để điều khiển giao thông hiệu quả, cần thiết lập đèn xanh ở ngã tư thứ hai bật lên trễ hơn đèn xanh ở ngã tư thứ nhất một khoảng thời gian Δt Thời gian Δt này được tính bằng công thức Δt = L/Vt, trong đó L là khoảng cách giữa hai ngã tư và Vt là tốc độ di chuyển.
Trong đó: Δt:thời gian chênh lệch giữa hai nút (s)
L:khoảng cách giữa hai nút (m)
Vt:là vận tốc xe (m/s)
Mô hình giao thông theo làn sóng xanh cho thấy sự chênh lệch thời gian giữa các nút giao thông dựa trên khoảng cách Đồ thị thể hiện rằng, bắt đầu từ nút 1, sau thời gian Δt1, xe sẽ đến nút giao thông thứ 2 (N2) tại thời điểm tín hiệu của nút này Phương pháp làn xanh rất hiệu quả cho các ngã tư gần nhau với khoảng cách đồng đều, giúp tối ưu hóa tín hiệu đèn giao thông trên tuyến đường.
Áp dụng làn xanh vào giao thông giúp tiết kiệm đáng kể thiết bị, cho phép sử dụng một số thiết bị cho nhiều nút giao thông, chẳng hạn như một thiết bị có thể phục vụ cho 3 hoặc 4 nút khác nhau.
Có khả năng ghép nối các chức năng giám sát và kết nối mạng cho các hoạt động điều hành giao thông trong tương lai (hình 2.10)
Hình 2.11: Hướng phương tiện của các nút giao thông khoảng cách không bằng nhau trên các đoạn đường
Khi khoảng cách giữa các tín hiệu đèn giao thông không đồng đều, một số nút giao thông như N4 và N5 có thời gian đèn đỏ rất ngắn, dẫn đến sự chênh lệch lớn giữa thời gian đèn xanh và đèn đỏ.
Trong trường hợp các ngã tư có khoảng cách không đồng đều hoặc quá xa hoặc gần, khả năng xuất hiện làn xanh sẽ rất hạn chế.
Trong trường hợp xảy ra làn xanh, thời gian giữa các ngã tư cần phải được điều chỉnh khác nhau, với sự chênh lệch lớn giữa thời gian xanh và đỏ của hai hướng Điều này tạo ra khó khăn trong việc điều hành giao thông, đặc biệt là vào giờ cao điểm, khiến cho việc tính toán chu kỳ đèn tín hiệu trở nên không khả thi.
Hình 2.12 : Bố trí các nút giao thông có thời gian chu kì là giống nhau
Với những nút có khoảng cách không đều nhau thì độ chênh về thời gian giữa đèn xanh và đỏ sẽ lớn (hình 2.12)
Nếu khoảng cách giữa các ngã tư trong mô hình như hình 2.10 cho thấy có làn xanh, nhưng thời gian đèn xanh tại hướng số 2 quá ngắn, gây khó khăn trong việc thực hiện Để cải thiện tình hình, cần xem xét tăng thời gian đèn xanh cho hướng này.
40 xảy ra những xung đột tại các ngã tƣ sẽ tăng lên làm giảm tính ƣu việt của làn sóng xanh
Để cải thiện giao thông, cần chia đoạn đường từ nút Quán Mau đến ngã tư Thành Đội dài 1200m thành 4 đoạn bằng nhau, mỗi đoạn dài 300m Như vậy, đoạn đường này sẽ được coi như có 4 ngã tư, dẫn đến việc tạo ra tổng cộng 6 ngã tư đều nhau.
Hướng thiết kế chia các khoảng đường thành những đoạn bằng nhau hoặc gần bằng, tạo ra chu kỳ cho các ngã tư giống nhau Để đảm bảo các phương tiện di chuyển thuận lợi, cần lưu ý rằng một số nút giao có thể không đạt yêu cầu Do đó, cần phải có những giải pháp hợp lý để khắc phục vấn đề này.
41 quyết khác nhau nhƣ; có thể cho giao nhau khác mức nếu là nút chủ yếu biện pháp khác như bịt đường hay quy định đường thứ yếu
Để đảm bảo rằng các xe xuất phát khi có tín hiệu xanh ở ngã tư đầu tiên sẽ gặp đèn xanh ở ngã tư tiếp theo, thời gian chu kỳ đèn của các ngã tư trên tuyến đường cần phải đồng nhất Điều này là do "làn sóng xanh" (phần hướng mũi tên) có tính chất lặp lại sau mỗi chu kỳ của từng ngã tư.
Có thể thấy trên hình hình 2.13
Khi khoảng cách giữa các nút giao không đồng đều và chu kỳ đèn tín hiệu khác nhau, tín hiệu xanh trên làn xe chạy (theo hướng mũi tên) sẽ ít khi gặp lại sau mỗi ngã tư, dẫn đến việc không có làn sóng xanh.
So sánh thời gian chu kì đèn trung bình (Tcktb) của các ngã tƣ với thời gian trung bình xe đi qua những đoạn này (Sttb)
Nếu (Tcktb tương đương Δttb) ta thấy thời gian chu kì đèn là Tcktb
>Δttb thì tùy theo yêu cầu giao thông ở mỗi ngã tƣ ta có thể lấy Tck = (1/2f)
= 2Δttb rồi hiệu chỉnh theo thực tế
Hiện nay, trên tuyến đường có 6 nút giao thông được trang bị hệ thống đèn tín hiệu với lưu lượng xe khác nhau Chu kỳ đèn của từng nút giao thông đã được tính toán độc lập, theo thông tin trong bảng 2.1.
MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THÔNG
GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ TRONG MÔ HÌNH
3.1.1 Thiết bị mạch điều khiển
PLC S7-200 là thiết bị điều khiển chính của mô hình này, hoạt động với nguồn 24V một chiều Nó thực hiện chức năng điều khiển dựa trên chương trình đã được lập trình sẵn.
Mô hình này xem xét việc mở rộng khả năng ghép nối điều khiển giữa các thiết bị tại các cụm ngã tư, đồng thời tích hợp ghép nối điều khiển với các thiết bị giám sát.
3.1.2 Thiết bị mạch động lực
-Một biến áp 5A: biến đổi điện áp 220v về điện áp 24v, vì nguồn nuôi PLC và các thiết bị trong mô hình dùng điện áp 24v
-Một bộ chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều 24v, do PLC và đèn tín hiệu là 24v một chiều
Có 6 rơ le trung gian thực hiện chức năng điều khiển tại phần cứng, cung cấp nguồn trực tiếp cho đèn tín hiệu theo yêu cầu Các rơ le này sử dụng nguồn 24V một chiều.
-48 đèn tín hiệu trong đó 16 đèn xanh, 16 đèm vàng, 16 đèn đỏ:
Mô hình có tổng chiều dài 260cm và rộng 60cm, với khoảng cách giữa các ngã tư theo tỷ lệ 1:1:4 Cụ thể, khoảng cách từ Lô 22 đến ParkSon là 300m, từ ParkSon đến Cầu Vượt Nguyễn Bình Khiêm cũng là 300m, và từ Cầu Vượt Nguyễn Bình Khiêm đến ngã tư Ngô Gia Tự - Lê Hồng Phong là 1200m.
VIẾT CHƯƠNG TRÌNH VỚI PLC S7-200 VÀ MÔ PHỎNG
3.2.1.Sơ đồ khối của chương trình
Các tín hiệu vào của nút bấm Trung tâm điều khiển
Các đèn tín hiệu (Xanh, Vàng, Đỏ)
Thuật toán của mô hình:
Cấp tín hiệu đóng điện cho các đèn Xanh, Vàng và Đỏ ở các chiều tương ứng
Chương trình con hoạt động trong chế độ “làn sóng xanh”
Th ỏ a mãn ĐK th ờ i gian hoạt động trong chế độ đêm
Th ỏ a mãn ĐK th ờ i gian hoạt động trong chế độ
Read_RTC Đ ọ c giá tr ị th ờ i gian th ự c trong PLC
Chương trình con hoạt động trong chế độ đêm khuya
So sánh giá tr ị Read_RTC v ớ i các giá trị thời gian
3.2.2 Chương trình viết trên PLC S7-200
0đ iều kh iển đè n gia o thông
MÔ HÌNH
Dựa vào bảng bố trí đầu vào, ra ta có sơ đồ đấu nối thiết bị ngoại vi với
Hình 3.1: Sơ đồ kết nối CPU 214
- Trên hình có 6 đầu ra rơ le trung gian là 0.1 đến 0.3 của L và 1.1,
- Có 2 đầu vào là I0.0 và I0.1 tương đương với Sart và Stop
Hình 3.2: Sơ đồ đấu nối mạch động lực
R1 R6 : Các rơle trung gian sử dụng trong mô hình
D1 D48 : Các đèn báo xanh đỏ vàng của tín hiệu giao thông
I0.0 I1.1 : Các nút bấm sử dụng trong chương trình điều khiển Đây là sơ đồ đấu dây thực của mô hình điều tín hiệu giao thông theo làn sóng xanh
Nguồn cấp cho PLC là 24V một chiều
Nguồn nuôi mở rộng không sử dụng trong mô hình thực nghiệm
Giới thiệu tổng thể về mô hình điều khiển tín hiệu đèn giao thông theo làn sóng xanh đoạn đường Lê Hồng Phong
Tổng chiều dài mô hình là 260cm, chiều rộng 60cm, kích thước đường trong mô hình 30cm, chiều cao cột 30cm
Mỗi ngã tƣ gồm 4 cột đƣợc lắp đặt 14 đèn xanh đỏ vàng
Hình 3.3 : Mô hình điều khiển 4 ngã tƣ
Mô hình đã được điều chỉnh với một số đoạn thẳng nhằm thuận tiện cho việc thiết kế và lắp đặt khoan ống Các ngã tư có cấu trúc không đối xứng trong quá trình thi công đã được thiết kế đối xứng trong mô hình.
Mô hình chú trọng việc giải quyết “làn sóng xanh” lên chƣa giải quyết đƣợc đền đi bộ
Hình 3.4 : 1 Nút giao thông trong mô hình
Hình 3.5 : Hướng giao thông từ Lô 22 Lê Hồng Phong về Sân bay Cát Bi