A normalização para os semáforos eletrônicos

O semáforo é um aparelho eletrônico com luzes destinado a dar informações aos motoristas. Como regra geral, o semáforo se encontra situado no cruzamento de algumas ruas e tem como objetivo indicar o momento de circulação, quando não se pode passar e a hora de transição em uma ou outra circunstância. No caso de sua normalização para os eletrônicos, busca-se estabelecer os requisitos técnicos e funcionais para efeito de fornecimento de controladores semafóricos eletrônicos.

semáforo2Da Redação –

Como sinal visual de informação, o semáforo é aplicado da mesma forma em outros contextos de circulação, por exemplo, para indicar que dentro de um estacionamento é permitida ou não a entrada de veículos, assim como participa do controle das ferrovias. Quando o automóvel se popularizou em todo mundo se tornou necessária a introdução de um sistema de controle de circulação com um semáforo igual os existentes na atualidade. Para o trânsito de automóveis, Detroit nos USA foi a primeira cidade a implantar o sistema de três luzes na década de 1920.

O conceito semáforo não tem mudado substancialmente em quase 100 anos de existência. Entretanto, este dispositivo não era útil para favorecer a circulação de pedestres cegos. A partir de 1980 começou a funcionar os semáforos adaptados aos cegos. Sua aparência era exatamente a mesma de que qualquer outro. Foi introduzido também um dispositivo que era acionado pela pessoa cega, de modo que o semáforo emite um sinal acústico (um som) para indicar que o momento de atravessar a rua.

O semáforo para pessoas cegas é um exemplo do avanço da tecnologia, ou seja, é um instrumento tecnológico que pode ser utilizado por toda a população sem nenhuma exceção. Estes semáforos existem apenas em algumas cidades e são colocados em lugares estratégicos. A importância deste avanço é o fato de que assim ninguém é excluído e que as pessoas com incapacidade visual podem circular como pedestres com devida segurança e normalidade.

Os sinais de trânsito são classificados no artigo 87 do Código de Trânsito Brasileiro, da seguinte forma: I – verticais; II – horizontais; III – dispositivos de sinalização auxiliar; IV – luminosos; V – sonoros; e VI – gestos do agente de trânsito e do condutor, sendo que os sinais luminosos são justamente os constantes da sinalização semafórica. A sinalização semafórica é um subsistema da sinalização viária que se compõe de indicações luminosas acionadas alternada ou intermitentemente por meio de sistema eletromecânico ou eletrônico. Tem a finalidade de transmitir diferentes mensagens aos usuários da via pública, regulamentando o direito de passagem ou advertindo sobre situações especiais nas vias, sendo de dois tipos: regulamentação (para controle de fluxos de pedestres e de veículos) e de advertência.

O subsistema de sinalização semafórica é composto, basicamente, de um conjunto de indicações luminosas (semáforo ou grupo focal), fixado ao lado da via ou suspenso sobre ela, e dispositivo eletromecânico ou eletrônico (controlador) responsável pelo acionamento dessas indicações luminosas. Em situações específicas, tais como uso de dispositivos de detecção do tráfego, equipamentos de fiscalização não metrológicos e centrais de controle em área podem ser associados à sinalização semafórica de regulamentação.

A operação da sinalização semafórica deve ser contínua e criteriosamente avaliada quanto à sua real necessidade e adequação de sua programação. Há a obrigatoriedade de se realizar estudo para definir a necessidade da implantação da sinalização semafórica e, posteriormente, avaliar a sua eficácia, sendo que, antes de decidir pela sua implantação, deve ser avaliada sua efetiva necessidade, considerando a viabilidade da adoção de outras medidas alternativas, como definição da preferência de passagem, remoção de interferências que prejudiquem a visibilidade, melhoria na iluminação, entre várias outras.

As diferentes combinações de forma, cor e sinal integrantes da sinalização semafórica possuem significados distintos e transmitem informações específicas ao condutor e pedestre; por este motivo, a utilização de focos com formas e/ou sinais diferentes dos previstos, em caráter experimental, só será admitida mediante autorização expressa do Conselho Nacional de Trânsito. Da mesma forma, o uso de sinais não previstos, em caráter definitivo, somente poderá ocorrer após a sua devida regulamentação.

Alguns exemplos de sinalização semafórica irregular (por não constarem da norma em vigor) são os seguintes: sinalização vermelha intermitente, em horários determinados pelo órgão de trânsito (no lugar da amarela intermitente, esta sim regulamentada, como se verá a seguir); semáforo com temporizador (cronômetro decrescente, marcando o tempo de demora de cada fase semafórica); semáforo com luzes auxiliares, ao lado da luz principal, para reforçar a mudança de fase; semáforo de pedestre com pictogramas diferentes dos padrões estabelecidos, mas com imagens que fazem menção às obras arquitetônicas da região.

A NBR 16653 de 12/2017 – Sinalização semafórica viária – Controladores eletrônicos estabelece os requisitos técnicos e funcionais para efeito de fornecimento de controladores semafóricos eletrônicos. Os controladores eletrônicos considerados nesta norma possuem capacidades diferentes e devem ter as seguintes funções mínimas: grupos semafóricos: no mínimo dois; estágios ou intervalos: no mínimo dois estágios ou seis intervalos; planos de tráfego (além do plano amarelo intermitente): no mínimo um; eventos para ativação de planos: no mínimo dois.

São admitidas as estratégias de controle por estágios, por grupos semafóricos, intervalos luminosos ou por qualquer outra estratégia de controle, desde que o controlador proposto seja capaz de atender aos requisitos funcionais determinados. Nesta norma, os requisitos foram descritos considerando-se que a estratégia adotada seja a de controle por estágios.

No caso de adoção de outra estratégia de controle, esta deve ser capaz de viabilizar os requisitos funcionais que estão sendo determinados para a estratégia de controle por estágios. Devem existir, no controlador, e com fácil acesso, no mínimo as seguintes facilidades operacionais: chave para ligar/desligar os focos sem desligar os circuitos lógicos do controlador; chave para solicitação do modo amarelo intermitente; soquete para conexão de dispositivo que proporcione comando manual.

Todas as facilidades especificadas devem estar devidamente identificadas, de acordo com a terminologia definida na Seção 3. O controlador deve ser de tecnologia digital e utilizar circuitos integrados montados em placa de circuito impresso. Devem ser colocados indicadores luminosos pelo menos nas seguintes funções: fonte de alimentação – ligada; microprocessador operante; cor vigente das fases semafóricas; acionamento de detectores (quando aplicável); comunicação (quando aplicável).

O controlador deve efetuar, durante seu funcionamento, rotinas de testes de verificação no microprocessador e nas memórias que compõem o sistema, em intervalos periódicos, assim como nos circuitos de detecção de verdes conflitantes. Identificando uma falha, o controlador deve convergir para o modo seguro de amarelo intermitente.

O controlador deve possibilitar o acionamento de lâmpadas halógenas, incandescentes e LED, em conformidade com as seguintes características: lâmpadas halógenas ou incandescentes: potência mínima, carga resistiva: 60 W; corrente máxima por fase: 10 A; corrente máxima pelo controlador: 40 A; foco semafórico a LED: potência mínima, carga resistiva: 4 W; corrente máxima por fase: 5 A; corrente máxima pelo controlador: 20 A.

Os circuitos que acionam os focos devem ser projetados para evitar que ocorram intervalos com situações visíveis de luzes apagadas ou de luzes simultâneas no mesmo grupo focal. O acionamento dos focos deve acontecer por elementos de estado sólido (triacs, por exemplo) e o disparo deve ocorrer no instante que propicie aumento da vida útil da fonte de luz (zero crossing para lâmpadas incandescentes, por exemplo).

As temporizações programáveis do controlador devem ser derivadas do seu relógio interno, no qual a unidade de tempo deve ser utilizada como unidade de incremento. O controlador deve possibilitar a configuração dos grupos semafóricos que podem ter verdes simultâneos e os grupos semafóricos que não podem ter verdes simultâneos. A configuração de verdes conflitantes deve ser específica e independente da tabela de associação de grupos semafóricos × estágios.

Deve existir, no controlador, um monitoramento contínuo do estado de todos os focos verdes, incluindo os de pedestres. Entretanto, o controlador não pode passar automaticamente para o modo amarelo intermitente devido ao não acendimento de todos os focos verdes de um mesmo grupo semafórico. A ocorrência de uma situação de verdes conflitantes deve conduzir o controlador para amarelo intermitente em no máximo 1 s.

Quando os focos forem energizados (independentemente se o controlador estava ligado ou não), ou ao restaurar-se a energia no controlador à normalidade, os grupos focais veiculares, antes de mudarem para o estágio requerido, devem permanecer no mínimo 5 s em amarelo intermitente (os grupos de pedestres devem permanecer apagados durante este período), seguidos por no mínimo 3 s de vermelho integral em todos os grupos focais (inclusive os grupos de pedestres).

Independentemente do motivo que tenha conduzido o controlador ao modo intermitente, este deve impor vermelho integral a todos os seus grupos (inclusive os de pedestres) durante no mínimo 3 s, imediatamente após a saída do modo intermitente. O controlador deve ser capaz de detectar o não funcionamento (pela ausência total de corrente) de todos os focos vermelhos de um mesmo grupo semafórico veicular e passar ao modo amarelo intermitente.

O controlador deve dispor de um recurso que propicie a ocorrência de estágios apropriados para pedestres em função do acionamento de detectores de pedestres. O detector de pedestres consiste em um conjunto de botoeiras (contatos normalmente abertos) instalados em locais de travessia de pedestres. Estes botões, ao serem pressionados, transmitem ao controlador uma solicitação de tempo de verde para os pedestres, por meio da inserção de estágios adequados (estágios de demanda de pedestres).

Toda e qualquer interface entre a botoeira e o controlador deve, obrigatoriamente, ser parte integrante do controlador. O controlador deve possuir indicadores luminosos referentes ao acionamento das botoeiras de pedestres. Esta indicação deve ser visível nas condições de luminosidade diurna e noturna às quais o controlador estará submetido quando instalado.

O controlador deve dispor de recurso que propicie a ocorrência e a variação do tempo de duração de estágios em função de demandas geradas por detectores veiculares. Um detector veicular significa o conjunto de circuitos eletrônicos (placa(s) e/ou módulos de detecção), captores correspondentes (sensores indutivos, óticos, ultrassônicos, etc.) instalado(s) em uma seção específica de via, capaz de detectar a presença de fluxo de tráfego veicular. O módulo de detecção que constitui o detector veicular deve possuir recursos de sintonia automática. A abrangência de detecção deve compreender desde motocicletas até caminhões e ônibus.

Quando utilizado laço indutivo, o módulo de detecção deve: possuir ajuste manual de sensibilidade; funcionar normalmente para indutâncias do laço compreendidas entre no mínimo 50 μH e 500 μH; não ter interferência de operação entre os canais de uma mesma placa de detecção (crosstalk) e entre placas adjacentes; possibilitar a fácil seleção de frequência de operação para cada canal, além de possuir um mecanismo de reset manual; estar previamente preparado para as características de calibração de frequência, de sensibilidade e tempo de reconfiguração dos laços indutivos instalados nas vias, conforme a faixa de indutância.

O módulo de detecção deve dispor de um recurso que permita, no caso de estacionamento de um veículo em uma área parcial da área monitorada, a autocalibração da área remanescente (área livre). Caso um veículo permaneça sobre a área monitorada por um período além do tempo máximo de presença, o módulo de detecção deve indicar a ausência do veículo. Este tempo deve estar compreendido na faixa de 1 min a 10 min.

Os módulos de detecção veiculares devem dispor de indicadores luminosos frontais, por canal, apresentando as detecções veiculares efetuadas. Esta indicação deve ser visível nas condições de luminosidade diurna e noturna às quais o controlador deve estar submetido quando instalado. Deve ocorrer a imposição de demanda na condição de falha do canal após a sua constatação.

Deve ocorrer a imposição da condição de ausência de veículo nas saídas do módulo, durante a sua energização. Os controladores eletrônicos devem apresentar os seguintes modos de operação: intermitente; manual; isolado em tempos fixos. Outros modos de operação podem ser requeridos de acordo com a necessidade.

No modo intermitente, todos os grupos focais veiculares operam em amarelo intermitente e todos os grupos focais de pedestres permanecem apagados. Este modo deve ser acionado a partir dos seguintes eventos: requisição, por meio de chave, para solicitação de amarelo intermitente; detecção, pelo próprio controlador, de alguma falha que possa comprometer a segurança do trânsito de veículos e/ou de pedestres (detecção de verdes conflitantes e de verdes inferiores ao programado, como verde de segurança do grupo semafórico, por exemplo); energização das lâmpadas dos grupos focais, ou ao se restaurar a energia no controlador (sequência de partida – ver 5.8); por requisição interna do controlador, devido à chamada de um plano, caracterizado como intermitente durante um período programado. A comunicação de dados do controlador não pode ser interrompida pelo modo de operação amarelo intermitente.

No modo manual, a duração dos estágios é imposta pelo operador, de acordo com a sequência preestabelecida no controlador e respeitando tempos de segurança programados. Deve ser efetivada pela inserção de um dispositivo de comando manual (físico ou virtual) na entrada apropriada. Durante a operação em modo manual, os tempos de entreverdes e a sequência de estágios não podem ser determinados pelo operador, mas sim pelo plano vigente.

Devem existir mecanismos que evitem a ocorrência de tempos de verde inferiores ao programado como verde de segurança. A comunicação de dados do controlador não pode ser interrompida pelo modo de operação manual.

No modo isolado em tempos fixos, o controlador deve seguir a sua programação interna, mantendo tempos fixos de estágios, de acordo com os valores especificados pelo plano vigente. Cada um dos planos deve conter no mínimo os seguintes elementos: sequência de estágios; duração dos estágios; entreverdes; tempo de ciclo.

A temporização dos estágios deve ser derivada da base de tempo do controlador (relógio, etc.). As mudanças de planos devem ser implementadas por meio da tabela horária, tomando como referência a mesma base de tempo que especifica os parâmetros de horário, ou seja, segundos, minutos, horas, dia da semana e data. Neste modo, não pode haver estágios de duração variável.



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