ТРАНСПОРТНЫЙ СВЕТОФОР

Полезная модель относится к устройствам регулирования движения транспорта и может быть использована для организации движения на перекрестках и пешеходных переходах.
Согласно международным и российским техническим требованиям, предъявляемым к светофорам, сигналы, регулирующие движение транспорта, должны быть одноцветными, круглой формы и располагаться каждый в своей секции светофора.
Использование в современных светофорах светодиодных излучателей с линзами, формирующими узкий световой поток, существенно улучшает различимость сигналов светофора водителями на больших расстояниях, а также позволяет придать каждому сигналу индивидуальную форму и разместить все сигналы светофора в одной секции. Кроме того, в той же секции возможно дополнительно установить индикатор обратного отсчета времени действия сигналов разрешения и запрета движения. До последнего времени для отсчета времени использовались преимущественно цифровые табло, размещаемые в дополнительных секциях или в центральной (желтой) секции трехсекционного светофора.
Известно односекционное «Устройство отображения для светофора» по патенту FR №2875632 (А1), включающее в себя цветные светодиодные источники излучения, формирующие поочередно красный крест (сигнал запрета движения), желтый треугольник (сигнал ожидания) и вертикальную стрелку (сигнал разрешения движения). Этот светофор предназначается в основном для работы на скоростных загородных трассах.
Недостатками устройства являются отсутствие сигналов, разрешающих движение в различных направлениях, неэффективное использование площади сигнальной секции, а также отсутствие возможности определения остающегося времени действия сигналов.
Известен также "Транспортный плоский светодиодный светофор" по патенту RU №2660201, являющийся светофором традиционной трехсекционной конструкции, в котором по периметру каждой секции установлена кольцевая светодиодная шкала, обеспечивающая обратный отсчет оставшегося времени отображения круглого светового сигнала секции, путем последовательного выключения светодиодов по или против часовой стрелки до образования замкнутого контура из выключенных светодиодов.
Недостатками плоского светодиодного светофора являются большой вес и габариты, а также пониженная ветроустойчивость трехсекционной конструкции. Кроме того, водители могут испытывать затруднения с различением кольцевой шкалы на больших расстояниях до светофора.
Известен также "Односекционный светодиодный светофор" по патенту RU №2468444, с установленными в его секции источниками излучения в виде двухцветных (красных и зеленых) светодиодов, образующих ряд излучающих площадок прямоугольной, треугольной и восьмиугольной формы, которые при различных вариантах включения под управлением контроллера отображают следующие сигналы: «запрет движения», «ожидание», «разрешение движения -прямо», «разрешение движения - поворот направо или/и налево», «съехать с занимаемой полосы вправо или влево». В нижней части секции светофора установлено цифровое табло для высвечивания обратного отсчета времени работы каждого подаваемого сигнала.
Недостатками "Односекционного светодиодного светофора" являются сложность формирования узкого светового потока, обеспечивающего различимость знаков на большой дистанции, затрудненное считывание цифровых символов цифрового табло, например, при высокой скорости движения автомобиля. Кроме того, в этом светофоре применяется секция с чрезмерно большой площадью, существенная часть которой не используется для размещения излучающих элементов.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемой полезной модели является односекционный светодиодный светофор по патенту №2468444, принятый за прототип.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является создание универсального односекционного городского транспортного светофора, обеспечивающего четкое распознавание воспроизводимых световых сигналов, а также оставшегося времени действия сигналов разрешения и запрета, в том числе и водителями с нарушениями цветового восприятия.
Данная задача решается следующим образом. Светофор выполняется в виде одной секции с излучающими элементами трех разных цветов, которые составляют сигналы в виде индивидуально различимых фигур. По периметру секции размещается двухцветный индикатор обратного отсчета времени.
Полезная модель поясняется фиг. 1…фиг. 8, на которых изображены сигнал разрешения движения (фиг. 1), сигнал запрета движения (фиг. 2), сигнал предупреждения запрета движения (фиг. 3), схема секции транспортного светофора с индикатором обратного отсчета времени (фиг. 4), варианты сигнала разрешения движения (фиг. 5…фиг. 7) и схема секции с двухрядным индикатором обратного отсчета времени (фиг. 8).
Сигнал разрешения движения представляет собой квадрат (фиг. 1), составленный из зеленых излучающих элементов, с диагоналями максимально возможного для сигнальной секции размера, ориентированными вертикально и горизонтально. Сигнал запрета движения представляет собой две перекрещенные полосы из красных излучающих элементов максимально возможного для сигнальной секции размера (фиг. 2). Сигнал предупреждения запрета движения, представляет собой кольцо из желтых излучающих элементов, максимально возможного для сигнальной секции размера, располагаемое на периферии секции (фиг. 3). Сигнал предупреждения разрешения движения представляет собой сочетание одновременно включенных сигналов запрета движения и предупреждения запрета движения.
По периметру секции размещен индикатор обратного отсчета времени в виде ряда чередующихся зеленых и красных излучающих элементов, установленных по ее периметру (фиг. 1, фиг. 2).
На фиг. 4 схематично представлена секция транспортного светофора с размещенными в ней излучающими элементами красного, зеленого и желтых цветов, которые составляют сигналы транспортного светофора и индикатора обратного отсчета времени.
Переключение сигналов транспортного светофора происходит под управлением контроллера по заложенной в нем циклограмме.
Зеленые излучающие элементы сигнала разрешения движения включаются одновременно с зелеными излучающими элементами индикатора обратного отсчета времени (фиг. 1). При этом индикатор обратного отсчета времени отображает оставшееся время действия сигнала разрешения движения путем последовательного выключения зеленых излучающих элементов сверху вниз поочередно с левой и с правой сторон индикатора.
По окончании времени действия сигнала разрешения движения включаются желтые излучающие элементы сигнала предупреждения запрета движения фиг. 3. Далее включаются красные излучающие элементы сигнала запрета движения, одновременно с которыми включаются красные излучающие элементы индикатора обратного отсчета (фиг. 2). При этом индикатор отображает оставшееся время действия сигнала запрета движения путем последовательного выключения красных излучающих элементов сверху вниз поочередно с левой и с правой сторон индикатора.
Затем, совместно с включенными красными излучающими элементами сигнала запрета движения включаются желтые излучающие элементы, что сигнализирует о предстоящем переходе к сигналу разрешения движения.
В дальнейшем контроллер многократно повторяет описанную циклограмму работы транспортного светофора.
Дополнительно, для акцентирования внимания на сигналах предупреждения, предусматривается следующее. Во время действия сигнала предупреждения запрета движения последовательно включаются красные элементы сигнала запрета движения от центра к периферии. Во время действия сигнала предупреждения разрешения движения последовательно выключаются красные элементы сигнала запрета движения от периферии к центру.
Для перекрестков, на которых необходимо отображать разрешенные направления движения вместо сигнала в виде зеленого квадрата предусмотрено несколько вариантов форм сигнала разрешения движения в виде одной или двух стрелок, указывающих направление движения «вперед» (фиг. 5), «направо», «налево», «вперед и направо» (фиг. 6) и «вперед и налево» (фиг. 7).
Для улучшения различения водителем излучающих элементов индикатора обратного отсчета времени предусмотрен вариант светофора с многорядным индикатором и увеличенным числом излучателей. Светофор с двухрядным индикатором представлен на фиг. 8.
Для обеспечения лучшего различения водителями сигналов в предлагаемой полезной модели светофора по наружному периметру секции введено светящееся кольцо из постоянно задействованных элементов, отличных по цвету от основных сигналов, например, белых или синих.
Для передачи информационных сообщений на приближающиеся к светофору транспортные средства с целью надежного информирования водителей о сигналах светофора и дорожной обстановке, а также для информационной поддержки режима автоматического ведения транспортных средств, излучающие элементы сигнальной секции выполнены с возможностью модуляции их излучения.
В качестве излучателей в транспортном светофор могут быть использованы широко распространенные цветные светодиоды с линзами, формирующие узкий световой поток. Секция светофора может быть набрана из светодиодов красного, зеленого, желтого, а также белого или синего цветов различных типоразмеров в зависимости от требуемого диаметра секции, который может находиться как в стандартизованном для светофоров ряду 4, 8 и 12 дюймов (100, 200 и 300 мм), так и вне его. Линзы могут быть исполнены как индивидуально для каждого светодиода, так и в одном или нескольких групповых блоков линз.
Основные положения предлагаемой полезной модели были изложены в статье «Об автодорожных светофорах будущего» в журнале «Полупроводниковая светотехника» за №3, 2019 г, подписанного в печать 21.05.2019. Статья получила диплом лауреата Евразийской Премии по светотехнике и электротехнике «Золотой Фотон» в номинации «Луч света».
Технический результат предлагаемого решения заключается в повышении информативности транспортного светофора, повышении способности различения воспроизводимых световых сигналов, в частности, водителями с нарушениями цветового восприятия.