Lista zadań nr 7. Rys. 1. Rozmieszczenia elementów sygnalizacji na skrzyżowaniu

Transkrypt

1 Sterowanie procesami dyskretnymi laboratorium dr inż. Grzegorz Bazydło staff.uz.zgora.pl/gbazydlo Lista zadań nr 7 Cel laboratorium Celem laboratorium jest wykorzystanie wiedzy na temat stosowania diagramów maszyny stanowej UML do opisu rzeczywistego systemu sterowania sygnalizacją świetlną na skrzyżowaniu drogowym. Środowisko laboratoryjne Dowolny edytor UML (np. Rational Software Architect firmy IBM), lub program graficzny (MS Visio, MS Word itp.). Zadanie 1 Zamodeluj diagram maszyny stanowej UML przedstawiający model sterowania sygnalizacją świetlną na skrzyżowaniu drogowym (tylko strona 1 i 3 skrzyżowania). Zidentyfikuj poszczególne stany i przejścia systemu. Odpowiednio nazwij stany systemu (w nazwie postaraj się zakodować informacje o aktywnych wyjściach). Układ steruje sygnałami świetlnymi dla samochodów i pieszych na skrzyżowaniu (rys. 1). Każda z czterech stron skrzyżowania (oznaczone na rysunku jako 1, 2, 3, 4) posiada trzy pasy ruchu: do jazdy w lewo, prosto oraz w prawo. Każdy z pasów ruchu posiada swój sygnalizator świetlny (trzy kolor: czerwony, pomarańczowy, zielony). Ponadto każda strona skrzyżowania posiada przejście dla pieszych wraz z odpowiednimi sygnalizatorami (dwa kolory: czerwony, zielony). Rys. 1. Rozmieszczenia elementów sygnalizacji na skrzyżowaniu Prezentowany system pracuje w trzech trybach: 1) Tryb z optymalną przepustowością samochodów i pieszych W tym trybie sterowanie skrzyżowaniem polega na powtarzaniu wcześniej opracowanych cykli zapalania świateł. Założeniem jest, że skrzyżowanie jest bezkolizyjne, tzn. tory jazdy samochodów nie przecinają się. Jak można zauważyć na rysunkach poniżej, w każdym cyklu sygnalizatory na skrzyżowaniu 1

2 wskazują taki sam sygnał na przeciwległych stronach skrzyżowania (np. sygnalizatory na stronie 1 są takie same dla strony 3, analogicznie dla stron 2 i 4). a) Cykl 1 W pierwszym cyklu, przedstawionym na rys. 2, przez 8 sekund światło zielone wskazują sygnalizatory pojazdom jadącym na wprost ze stron 2 i 4 skrzyżowania. Jednocześnie umożliwiony jest ruch pieszych na przejściach na stronie 1 i 3. Rys. 2. Tryb z optymalną przepustowością Cykl 1 Następnie na przejściach dla pieszych (strona 1 i 3) pojawia się przez 4 sekundy pulsujący sygnał zielony, a po nim zapalane jest światło czerwone dla pieszych a dla samochodów czerwone i pomarańczowe na lewym pasie ruchu. b) Cykl 2 W tym cyklu (rys. 3) przez 12 sekund sygnał zielony wskazują sygnalizatory umieszczone nad pasami do jazdy w prawo po stronie 2 i 4 oraz w lewo po stronie 1 i 3. Na wszystkich przejściach dla pieszych w tym stanie ruch jest zamknięty (światło czerwone). Rys. 3. Tryb z optymalną przepustowością Cykl 2 2

3 Następnie sygnalizatory, które poprzednio wskazywały światło zielone, po 1 sekundzie zmieniają sygnał na pomarańczowy, a po kolejnej sekundzie na czerwony. W tym samy momencie zapalane jest światło czerwone i pomarańczowe na sygnalizatorze na środkowym pasie (strona 1 i 3). b) Cykl 3 Jak widać na rysunku 4 ruch na skrzyżowaniu odbywa się według podobnych zasad jak w cyklu 1, ale tym razem umożliwiona jest jazda z pasów na wprost pojazdom na stronie 1 i 3. Dozwolony jest także ruch pieszych na stronie 2 i 4 (przez 8 sekund). Rys. 4. Tryb z optymalną przepustowością Cykl 3 Następnie na przejściach dla pieszych (strona 2 i 4) pojawia się przez 4 sekundy pulsujący sygnał zielony, a po nim zapalane jest światło czerwone dla pieszych. Na stronie 1 i 3 dla samochodów zapalane jest światło czerwone i pomarańczowe na prawym pasie ruchu (na tej stronie skrzyżowania światło dla pieszych w dalszym ciągu pozostaje czerwone). b) Cykl 4 W tym cyklu (rys. 5) przez 12 sekund sygnał zielony wskazują sygnalizatory umieszczone nad pasami do jazdy w lewo po stronie 2 i 4 oraz w prawo po stronie 1 i 3. Na wszystkich przejściach dla pieszych w tym stanie ruch jest zamknięty (światło czerwone). Rys. 5. Tryb z optymalną przepustowością Cykl 5 3

4 Następnie sygnalizatory, które poprzednio wskazywały światło zielone, po 1 sekundzie zmieniają sygnał na pomarańczowy, a po kolejnej sekundzie na czerwony. Układ przechodzi do realizacji cyklu 1. 2) Tryb z wyłączoną sygnalizacją W tej wersji sterownika nad każdym z pasów ruchu na skrzyżowaniu w sygnalizatorach widoczny jest pulsujący sygnał pomarańczowy, jednocześnie sygnalizacja dla pieszych jest wyłączona. Dla kierujących oznacza to konieczność stosowania się do znaków drogowych. W rzeczywistości taki sposób sterowania, przy małym natężeniu ruchu najczęściej spotykany jest w godzinach nocnych. Zasada działania omawianej w tym przypadku sygnalizacji, bazuje na dwóch podstawowych stanach, które cyklicznie powtarzane dają efekt pulsacyjnego światła pomarańczowego. a) Stan 1 W stanie pierwszym przedstawionym na rys. 6 we wszystkich sygnalizatorach koordynujących ruch pojazdów na skrzyżowaniu zapalane jest światło pomarańczowe. Sygnalizacja dla pieszych jest wyłączona. Rys. 6. Tryb z wyłączoną sygnalizacją Stan 1 b) Stan 2 Rysunek 7 obrazuje funkcjonowanie sygnalizacji w stanie drugim. Wszystkie sygnalizatory na skrzyżowaniu tj. dla pojazdów i dla pieszych są wyłączone. Rys. 7. Tryb z wyłączoną sygnalizacją Stan 2 4

5 3) Tryb z alarmem straży pożarnej W tym trybie sterownika zapalane jest alarmowe światło czerwone oraz uruchamiany jest modulowany sygnał dźwiękowy w pojeździe straży pożarnej. W celu umożliwienia jego wyjazdu, ruch na skrzyżowaniu oraz przejściach dla pieszych zostaje zamknięty (światła czerwone). Sygnalizacja w tej wersji bazuje na jednym stanie, który został zaprezentowany na rysunku 8. Lp. Rys. 8. Tryb z alarmem straży pożarnej Tabela wejść i wyjść układu wygląda następująco (wybrane sygnały): Nazwa Rodzaj 1. 13SLC wyjście 2. 13SLP wyjście 3. 13SLZ wyjście 4. 13SSC wyjście 5. 13SSP wyjście 6. 13SSZ wyjście 7. 13SPC wyjście 8. 13SPP wyjście 9. 13SPZ wyjście PC wyjście PZ wyjście Opis Sygnał aktywny 1 oznacza, że na 1 i 3 stronie skrzyżowania w sygnalizatorze dla samochodów umieszczonego nad lewym pasem zapalone jest światło czerwone. umieszczonego nad lewym pasem zapalone jest światło pomarańczowe. umieszczonego nad lewym pasem zapalone jest światło zielone. umieszczonego nad środkowym pasem zapalone jest światło czerwone. umieszczonego nad środkowym pasem zapalone jest światło pomarańczowe. umieszczonego nad środkowym pasem zapalone jest światło zielone. umieszczonego nad prawym pasem zapalone jest światło czerwone. umieszczonego nad prawym pasem zapalone jest światło pomarańczowe. umieszczonego nad prawym pasem zapalone jest światło zielone. Sygnał aktywny oznacza, że na 1 i 3 stronie skrzyżowania w sygnalizatorze dla pieszych zapalone jest światło czerwone. Sygnał aktywny oznacza, że na 1 i 3 stronie skrzyżowania w sygnalizatorze dla pieszych zapalone jest światło zielone. 12. SP wyjście Sygnał aktywny oznacza, że wyje syrena straży pożarnej. 13. T1 wyjście Sygnał aktywny oznacza uruchomienie timera T1 odmierzającego czas 1 sekundy. 1 sygnał nieaktywny oznacza, że dane światło jest zgaszone 5

6 Lp. Nazwa Rodzaj 14. t1_out wejście Sygnał aktywny oznacz, że upłynął czas 1 sekundy od momentu uruchomienia timera T T8 wyjście Sygnał aktywny oznacza uruchomienie timera T8 odmierzającego czas 8 sekund. 16. t8_out wejście Sygnał aktywny oznacz, że upłynął czas 8 sekund od momentu uruchomienia timera T T12 wyjście Sygnał aktywny oznacza uruchomienie timera T12 odmierzającego czas 12 sekund. 18. t12_out wejście Sygnał aktywny oznacz, że upłynął czas 12 sekund od momentu uruchomienia timera T12. Opis Po zakończeniu pracy poproś prowadzącego o ocenę. W razie trudności lub wątpliwości pytaj! Powodzenia 6