II. FEJEZET
Járműazonosító, helymeghatározó és forgalomirányító rendszerekben használt érzékelők

Korábban említettük, hogy a jelzőlámpák forgalomtól függő vezérléseinek a szükséges jeleket detektorok és un. helykódadók szolgáltatják, így az alábbiakban ezeket tárgyaljuk.

1. Detektorok és azok feladata

A detektorok feladata a járművek jelenlétének, mozgási paraméterének geometria métereinek, esetleg típusának felismerése. A detektorok segítségével , olyan adatok birtokába juthatunk, amelyek igen sok segítséget nyújtanak a különböző statisztikák, a forgalomszámlálás, elemzés és előrebecslések ellátásában. Különleges alkalmazásai közül pedig a torlódás figyelése és az ennek hatására történő forgalom befolyásolás, parkolási rendszerek támogatása, előnyben részesítése, stb. említhetők még. A detektorok felhasználása a forgalomszabályozásban kiterjed a csomópontokra, az útvonalakra és úthálózatokra.

1.1. Detektorok fajtái

A detektorokat aszerint csoportosítjuk, hogy milyen fizikai jelenség alapján történik a működésük. Eszerint elektromágneses hullámok, ultrahangok, piezoelektromos, piezomágneses hatás, elektromos és mágneses térerő megváltozása által bekövetkezett hatások alapján történhet a csoportosítás, amelyet az alábbiakban részletezünk.

1.1.1. Infradetektorok

1.1.1.1. Passzív infradetektorok

Működése azon az elven alapul, hogy az infradetektorok képesek a járművek és élőlények által kibocsátott infratartományú hősugárzás érzékelésére és egyéb elektronikával kibővítve, azok feldolgozására. A detektorok ilyen típusa a sugárzást csak veszi, de semmit nem bocsát ki, ezért passzív működésűnek nevezzük. Rendszerint egy érzékelő és egy optikai egység alkotja a detektort és az útpálya fölé van felszerelve. Hátránya, hogy zavarérzékeny, vagyis egyéb infraforrások zavarhatják a helyes működést /pl. a Nap sugárzása, közvilágítási lámpatestek hőkibocsátása/, ezért gondoskodni kell ezek hatásainak kiszűréséről. Előnye viszont, hogy érzéketlen olyan téves riasztási forrásokkal szemben mint: léghuzat, rádiófrekvenciás zavarok, fény, mozgó élettelen tárgyak, jelzőlámpák, mechanikus lökések és rezgések
A környezet hőmérsékletének normális változásai az érzékelők szempontjából nem szerepelnek zavarforrásként. Az érzékelők hatótávolsága néhány métertől néhány száz méterig terjedhet. A detektorok által felfogott jel nagysága függ, a sugárzást kibocsátó test távolságától, geometriai méreteitől, továbbá az alkalmazott detektor érzékelő felületétől, szűrő abszorpciójától és a besugárzás látószögének nagyságától. Az ellenőrzési terület geometriája az érzékelő belső tükör kialakításának függvénye. Az iránykarakterisztika nyílásszöge néhány foktól több tíz fokig terjedhet. /1.sz. ábra./

Megjegyzés: Iránykarakterisztika az 1.sz. ábrán is látható azon térbeli elrendezés amelyen belül a detektor működése biztosított, vagyis a detektor e téren belül képes az érzékelésre.
Amennyiben az érzékelő karakterisztikáján belül nem jön létre változás, akkor a detektor nem ad ki jelet, de a sugárzásban beálló változás impulzusjellegű feszültséget hoz létre. Ez a detektor típus, csak hőmérsékletváltozás felismerésére alkalmas, ezért a megfigyelt tárgynak egy adott sebességgel kell mozogni. A sebességérzékenység a detektor feldolgozhatóság szempontjából kb. 2.....150/sec között van.

1. Passzív infradetektorok felosztása a fókuszáló rendszer szempontjából

• Tükrös infradetektor
  Az érzékelőben a céloknak megfelelő parabolatükör /pl. zónákra osztott tükör, teletükör, stb./ van elhelyezve. Ennek fókuszába helyezik az infradiódát, amely azután kapcsolódik az elektronikához. Az infrasugarak a tükörről fókuszálva jutnak a diódára.
  
  
• Lencse rendszerű infradetektor
  Általában műanyagból préselt lencse rendszert alkalmaznak és ennek fókuszába helyezik az infraérzékelőt. Más vonatkozásban működése azonos az előző pontban tárgyaltakkal.

2. Infradetektorok felosztása az érzékelők száma szerint.

• Egy érzékelős rendszer.
  Ez a megoldás a jármű és az útfelület hőmérsékletkülönbségét méri a figyelési zónán történő áthaladás közben.
  
  
• Ikerérzékelős rendszer
  Két db egymás mellett elhelyezett érzékelőből áll. E két érzékelő ugyanannak az objektumnak (járműnek) különböző részeit figyeli. A két érzékelő közötti feszültségkülönbséget dolgozzák fel. A detektor érzékelőjének iránykarakterisztikája kúp alakú. A megfigyelés ennél a megoldásnál általában 3.....25 méter között lehetséges, de vannak más iránykarakterisztikával (látószöggel) rendelkező detektorok, amelyek akár 150 méter távolságra is alkalmazhatók. A mérésnél előforduló bizonytalanságokat időszerinti /pl. reakcióidő/ és térbeli hibaként értékeljük. Ez utóbbi okai helytelen szerelésből adódnak /pl. szerelési magasság, széllel szembeni instabil szerelés stb./ leírtakat a 2. sz. ábra szemlélteti /. A detektorok általában nem igényelnek karbantartást, legfeljebb az érzékelő felületen lévő nagyobb mérvű szennyeződést kell eltávolítani. Az itt tárgyalt rendszerek csak mozgó járművek megfigyelésére, emberek érzékelésére és szabad jelzés megadására használhatók, pl. iskolák előtt, ahol sok gyerek esetleg több percen keresztül kel át az úttesten. A passzív infravörös detektorok nem alkalmasak sebesség mérésre, forgalom irányításának meghatározására, illetve forgalom számlálásra.

1.1.1.2. Aktív infradetektorok, fénysugár detektorok

E két detektor típust együtt tárgyaljuk, tekintve, hogy a hasonlóság igen nagy és főként csak frekvenciatartományban különböznek egymástól. Az ilyen rendszer adó-vevő egységből áll. /3.sz.ábra/, de amennyiben az adó és vevő egység azonos oldalon helyezkedik el, akkor az ellentétes oldalon fényvisszaverő /infrajelet visszaverő/, prizmát kell alkalmazni, amelyről az adó által kisugárzott jel visszaverődés /reflexió/ útján jut a vevőhöz /4.sz.ábra/. Ha a működési zónában bármi vagy bárki megszakítja a fény /infra/ sugarakat, akkor a detektor jelet szolgáltat, amely addig tart, amíg a sugarak meg vannak szakítva. Amennyiben fotodetektorokat alkalmazunk, akkor az idegen fények ellen-mint nem kívánt zavarás ellen- a vevőt védeni kell, amit úgy érünk el, hogy a fénysugarakat moduláljuk, de ha infradetektorokat alkalmazunk, akkor erre nincs szükség. A modulált fényforrású adóval ellátott rendszer másféle fényforrásokkal, pl. nappali fénnyel, neonfénnyel és minden más világítótesttel szemben érzéketlenek.
Megjegyzés: Minden olyan folyamatot, amelynek segítségével adott továbbításra szánt jelet átalakítunk a jobb hatásfokú továbbítás, vagy feldolgozás céljából, modulációnak nevezünk.
Meg kell továbbá azt is jegyeznünk, hogy egy detektor aktív, vagy passzív, csak attól függ, hogy milyen módon működtetjük. / Ne feledjük, hogy passzív alkalmazáskor csak vevő, aktív alkalmazáskor pedig adó-vevő pár van alkalmazva./

1.1.1.2. Infradetektorokban alkalmazott optoelektronikai elemek

1. Fotoellenállások
   A fotoellenállások fényerősségtől függő ellenállások. Minél jobban megvilágítunk egy fotoellenállást, annál inkább csökken az ellenállása. A fotoellenállás egy meghatározott fényhullámhossznál éri el a legnagyobb érzékenységet. A hullámhossztól függő érzékenységet spektrális érzékenységnek nevezzük. Vannak olyan fotoellenállások, amelyek legnagyobb érzékenysége kék, zöld, narancs, vagy a vörös tartományba esik, de vannak olyanok is amelyeknél ez az érzékenység az infratartományba kerül. A katalógusok megadják a fotoellenállások sötétellenállás és világosellenállás értékét. A sötétellenállás megvilágítás nélküli ellenállás értéket jelent, amely rendszerint néhány Mohm.
   A világosellenállást pedig 1000 1x megvilágításhoz adják meg. A fotoellenállásokat felhasználják a fénysorompóknál, a vezérlés és szabályozástechnikában. Hátránya a viszonylagos tehetetlenség az ellenállás változásban.
   
   
2. Fotóelemek
   Ezek energia-átalakítók. Feladatuk a megvilágítástól függő feszültség, előállítása, vagyis fényenergiát alakítanak villamosenergiává. Jelenleg a szilícium és szelén fotoelemeknek van csak jelentőségük.

• Si fotóelemek
  A Si fotóelemnél a fény hatására a kristálykötésből töltéshordozó párokat - egy elektront és egy lyukat - szabadítanak ki. Ennek következménye a kb. 0,6 V max. forrásfeszültség értéke, amely a megvilágítás nagyságával nő.
  
  
• Se fotóelemek
  Működése hasonló az előbbiekhez, de a keletkezett forrásfeszültség max. értéke 0,3 V, tehát fele az előzőének.

3. Fotódiódák
   Olyan félvezető diódák, amelyek p-n átmenete fényhatásnak van kitéve. Vannak Si és Ge fotodiódák. A sötétben ugyanúgy zárnak, mint a közönséges diódák a záróirányú feszültség hatására, illetve az Io un. sötét áram folyik át rajtuk. A fény hatására a zárórétegben a belső fény- elektromos hatás miatt szabadulnak fel az elektronok és a lyukak így a fotodióda vezetővé válik. A fotodiódáknak is más és más a spektrális érzékenységük, amely az ultraibolyától az infratartományig terjed.
   Ha egy fotodióda kapcsaira nincsen feszültség kapcsolva, akkor fény hatására a fotodióda külső feszültség nélküli fényelemként működik.
   
   
4. Fototranzisztorok
   A fototranzisztorok olyan n-p-n, vagy p-n-p bipoláris tranzisztorok, amelyeknek lencséjük van és ezen keresztül jut a fény a bázis-kollektor zárórétegre, ahol töltéshordozók válnak szabaddá, ezáltal létrejön egy bázisáram. Minél nagyobb a bázisáram, annál nagyobb a kollektor-emitter átmenet kivezérlése. A fototranzisztornak nincs báziskivezetése általában, de ha mégis készítenek, akkor az növeli a vezérlési lehetőséget. Eső, köd, sűrű hóesés csökkenti a rendszer hatékonyságát. Ezt a megoldást általában járművek magasságának ellenőrzésekor, illetve a járműfajták megkülönböztetésére használják.

1.1.2. Ultrahang detektorok

Az ultrahang detektorok adó-vevő párból állnak, amelyek rendszerint egyetlen házban helyezkednek el. Működésük azon a jelenségen alapul, hogy az adó által kisugárzott ultrahangok a járművekről visszaverődnek, amelyeket azután a vevő érzékel, majd feldolgoz (5. sz. ábra). Az ultrahangos berendezések frekvenciája -amelyeket a közutaknál használnak - 18.....40 KHz között vannak, ez ugyanis az emberi fül számára már nem hallható. A lehetséges mérési távolság 1..8 m között van. A visszaverődési időből a távolság közvetlenül számítható a következő kifejezés segítségével:

ahol

d = távolság
v = ultrahang terjedése a levegőben
t = idő.

A számlálót azért kell osztani 2-vel, mert a jel útját oda-vissza kell számítani. A visszavert jelek tehát az érzékelőbe jutnak, amelynek sugárzási karakterisztikája a 6. sz. ábrán látható, amely egyébként gyakran módosítható.

Az ultrahangos érzékelőket kétféle módon használhatjuk fel attól függően, hogy a kisugárzott, illetve a visszavert jel mely paramétereit használjuk fel a vevőben. Ennek megfelelően:

1. Impulzus módszer
   Ekkor az adó periodikusan bocsát ki jeleket, impulzusokat. A vevő az impulzusok közötti időszakban figyeli a visszaverődött jeleket. Minél magasabb egy jármű, annál hamarabb érkeznek vissza a jelek. Ha a detektort a 5 b. ábra szerint az útpálya felett helyezzük el, akkor a jármű típusokat is meg tudjuk különböztetni. Oldalt elhelyezve (5 c. ábra) a detektort, csak a kívánt forgalmi sávot ellenőrizzük. E rendszer egyébként alkalmas a parkolók foglaltságának ellenőrzésére is.
   
   
2. Doppler módszer
   Az ellenőrzési elv a Doppler-hatáson alapul. Az ultrahangos mozgásérzékelő egyszerre ad és vesz visszaverődő ultrahanghullámokat. Ha a jelek utjában álló jármű van, akkor a visszaverődő hullámok frekvenciája ugyanakkora lesz, mint amit kisugárzott. Amennyiben mozgó tárgyak, vagy személyek kerülnek a jelsugár útjába, akkor az adó és vevő frekvenciája eltér egymástól, aszerint, hogy pl. a jármű távolodik vagy közeledik az ultrahang forrás felé. Ha távolodik, akkor a frekvencia csökken, ha közeledik, akkor nő. Ezen elv alapján mérhető a járművek sebessége. Ekkor a 7. sz. ábra szerinti elrendezést kell alkalmazni. Látható, hogy az adó-vevő pár felül van elhelyezve, de a kibocsátott nyaláb ferde pályán halad. Az erős szél, hó, esetleg más mellékzörejek esetében a pontosság jelentősen csökken.

1.1.2.1. Ultrahangos rezgéskeltők típusai

Rezgéskeltők feladata az ultrahang előállítása adás esetén, vétel esetében pedig a felfogott jelek-amelyek nyomóhatást fejtenek ki az érzékelőben-átalakítása villamos jellé. Az ultrahangos rezgések keltésére bizonyos anyagoknak azt a tulajdonságát használják fel, hogy elektromos feszültség vagy mágneses erőtér változás hatására méretüket megváltoztatják. Attól függően, hogy az elektromos vagy mágneses erőtér változás hatására következik be a hosszváltozás, megkülönböztetünk elektrostriktív és magnetostriktív anyagokat. Bizonyos nem fémes kristályoknál is megfigyelhetünk hasonló jelenséget. Attól függően, hogy a változó erőtér milyen jellegű piezoelektromos és piezomágneses hatást különböztetünk meg.

1. Piezoelektromos rezonátorok
   Ha egyes kristályos szerkezetű szigetelő anyagokat a kristály szerkezetétől függően, meghatározott irányban megnyomunk, akkor bizonyos felületükön villamos töltés lép fel. Ezt a hatást piezoelektromos hatásnak, az ezen az elven működő érzékelőket pedig piezoelektromos rezgésérzékelőknek nevezzük. E hatás fordítottja rezgéskeltők készítésére használható. Ilyenkor a piezoelektromos anyagra megfelelő helyen elektródákat szerelünk, és ezekre feszültséget kapcsolunk. Az így létrejövő villamos erőtér hatására, az anyag rugalmas alakváltozást szenved. Ez az elektrostrikció jelensége. Piezoelektromos jelenséget mutatnak az egyes természetes kristályok (kvarc, turmalin), mesterséges kristályok, valamint a polarizált ferroelektromos kerámiák. Az említett anyagok közül a kvarc tulajdonságai a legstabilabbak.
   
   
2. Mágneses átalakítók
   A mágneses átalakítóknál azt a jelenséget használjuk fel, hogy a mágneses erőtér változásának hatására bizonyos anyagok a térbeli méreteiket megváltoztatják. A méretváltozás a H mágneses térerősség növekedésével lehet növekvő, vagy csökkenő. A jelenséget magnetostriktív hatásnak nevezzük. Hatását tekintve hasonló az előbbihez.

1.1.3. Piezo detektorok

Ennél a detektortípusnál is az előbb tárgyalt hatást alkalmazzák.
Egy ilyen, a nyomásváltozás hatására működő érzékelőt mutat a 8. sz. ábra. A detektor közvetlenül a pályafelület alá, a haladási irányra merőlegesen, egyenes vonalakon fektetendő le. Az áthaladó kerekek nyomásának hatására keletkezik a feszültség, amelyet feldolgozunk. Mivel ez az érzékelő típus csak dinamikus hatásra dolgozik, ezért csak mozgó járművek megfigyelésére alkalmas. Felhasználható tengelyek számának meghatározására és tengelyterhelés mérésére.

1.1.4. Radar detektorok

A radarokat forgalmi jellemzők meghatározására ritkábban alkalmazzák. A detektor mikrohullámú jeleket bocsát ki az útpálya irányába. Ha jármű közeledik, vagy távolodik, akkor a visszavert jel frekvenciája a Doppler-elv szerint megváltozik és ez arányos a jármű sebességével. Radarral tehát csak mozgó járműveket érzékelhetünk. A radardetektort gyakran mikrohullámú doppler radarnak is nevezik, amely a 9. sz. ábra szerint egy adó-vevő párból áll. Ugyancsak az ábrán látható a berendezés antennájának karakterisztikája. A radar cca. 10 GHz-es tartományban dolgozik. Rendszerint az útpálya fölött, vagy mellett helyezik el. Ügyelni kell arra, hogy a radar rögzítése rezgésmentes legyen, mert a rezgések meghamisíthatják a mérési eredményeket. Radardetektor a sebesség mérésen kívül még alkalmas a járművek számának sőt hosszának meghatározására is. Működését az eső zavarja, de a hó és köd ebben a frekvenciatartományban nem zavaró.
Megjegyzés: Bizonyos radaroknál álló járműveket is mérhetünk, indikálhatunk, de ezekkel itt nem foglalkozunk.

1.1.5. Video detektorok /kamerák/

Ennél a rendszernél kamerákat - video detektor - monitorokat és kiértékelő elektronikát alkalmaznak. A kiértékelő elektronika - számítógép - segítségével történik a raszterfeldolgozás, képkielemzés. Nehézséget okoznak a látási viszonyok drasztikus megváltozásai (pl. köd stb.). A gyártó cégek különböző rendszereket fejlesztettek ki. Elsősorban arra a megoldásra tértek át, hogy képváltozásokat digitalizált jelek összehasonlításával ismerjék fel, amelyen belül a változtatás mértéke adott feltételek szerint előre megválasztható (pl. a kép változását a teljes kontraszt minimálisan 15%-ában határozhatják meg).

1.1.5.1. A kamerák kiválasztásának követelményei

A forgalom figyelésére szolgáló videokamerákat úgy kell kialakítani, hogy a kezelő számára szükséges képminőséget biztosítsák ahhoz, hogy egy forgalomzavaró eseményt vagy a forgalom egyéb körülményeit meg tudja állapítani. Ezen kívül rendelkezzen azzal a képességgel, hogy ráirányítható és ráközelíthető egy adott útszakaszra, miközben alkalmazkodik a külső környezet klímaviszonyaihoz.

Számos tulajdonságot kell figyelembe venni a kamera telepítésénél is, mint az alkalmazandó kameraburkolat, a kamera- és lencseelrendezések különböző jellemzői, valamint a pásztázó és billentő mechanizmusok követelményei. Az alábbi pontokban ezeket a követelményeket tárgyaljuk röviden.

1. Kamera burkolata
   
   A kameraburkolatra szükség van a kamera különféle környezeti hatásoktól való védelméhez, valamint a kameraszerelvény biztonsága érdekében. Két alapvető kameraburkolat áll rendelkezésre a doboz- és a kupolaalakú. A dobozalakú burkolatban helyezkedik el a kamera elektronikája, a CCD tömb és a zoom lencse, és ez a burkolat egy külső pásztázó/billentő egységre van szerelve. A kamera számára egy ablak van a burkolat egyik végén. A burkolat lehet hengeres vagy négyszögletes keresztmetszetű doboz. A hengeres burkolat, amelyben a lencsék a burkolattal integráltak, általában kiváló optikai teljesítményt nyújt és csökkentett szélterhelést biztosít a négyszögletes burkolathoz képest, ezért ajánlott forgalomfigyeléshez.
   
   A kupola-alakú burkolatban helyezkedik el a pásztázó/billentő egység valamint a kamera. Ez a konstrukció rendelkezik azzal az előnnyel, hogy általános védelmet biztosít mind a pásztázó/billentő egység mind a kamera számára és az arra haladók számára kevésbé feltűnővé teszi a kameraszerelvény jelenlétét és pozícióját. Ez a kialakítás igen kényelmes karbantartási szempontból, minthogy a kupola alsó fele könnyen eltávolítható és minden belső alkatrészhez teljes hozzáférést tesz lehetővé.
   
   A forgalomfigyelő kamerákhoz a légmentesen lezárt és nyomás alá helyezett burkolatok felelnek meg leginkább, amelyek védik a kameraegységet a nedvességtől, légszennyezésektől, páralecsapódástól, portól, gombáktól stb. A kupolás burkolatok általában nem teszik lehetővé a nyomás alá helyezést, de megbízható lezárást a legtöbb szennyezőanyag ellen igen. Egy hőmérsékletérzékelő megfelelő vészjelzéssel, valamint egy kamerafűtő egység is ajánlott szélsőséges időjárási körülmények esetén.
   
   
2. Kamerajellemzők
   
   Számos olyan paraméter van a kamerateljesítményre vonatkozóan, amelyeket jól kell megválasztani a környezeti igényekhez történő alkalmazkodás miatt. Többek között az alábbi követelményeket kell figyelembe venni:

• Jel/zaj viszony
  a minimális jel/zaj arányt (SNR) a monitorkimenetnél mérik a vezérlőközpontban a vezérlőközponttól legtávolabbi kameraállás által generált képhez. Ez kumulatív érték, amely a kamerától indul az átviteli rendszeren és a kapcsolórendszeren keresztül. Általában nem lehet alacsonyabb, mint 40 dB használható kép vétele érdekében. Minél magasabb az SNR érték, annál jobb a képminőség. A száloptikás kábel alkalmazása biztosítani fogja a képek optimális továbbítását a központba.
  
  
• Kameraérzékenység
  Az érzékenység azt a minimális megvilágítást jelzi, amely szükséges a kép létrejöttéhez. Az automatikus erősítésszabályozást (AGC) kikapcsolva egy színes kamerának 6,5 lux erősségű előlapmegvilágításnál teljes videohatást kell elérnie. Megfelelő SNR-rel a képminőség javítható az AGC kapcsolási technika alkalmazásával, amely kompenzálja az alacsony fényszinteket. Bekapcsolt AGC-vel egy színes kamera használható képet adhat csupán 0,55 lux előlapmegvilágításnál (a teljes videohatás 80 %-át).
  
  
• Alacsony lux-értékű színes kamerák
  Alacsony lux-értékű színes kamerákat célszerű alkalmazni ahhoz, hogy a kezelő részletezettebb képet kapjon a környező közúti viszonyokról éjszakai megfigyeléshez.
  
  
• Felbontás
  A képfelbontást a videóképet alkotó sorok száma határozza meg (mind vízszintes mind függőleges irányban). Minél nagyobb a felbontás, annál költségesebb a kamera és a vezérlőközponti berendezés. Ezen kívül növekszik a videojelek átviteléhez szükséges sávszélesség is a magasabb felbontásoknál. A felbontást mind a kép középpontjában mind széleinél mérjük.
  
  
• Felvevőkészülék minősége
  A felvevőkészülék a kamerának az a része, amely átalakítja a bejövő fényt elektronikus jelekké. Ez a készülék a kamera szeme, és ennek jellemzői döntik el a kamera által nyújtott képminőséget, azaz a képméretet, fényérzékenységet és felbontást. A felvevőkészülékek legáltalánosabb típusa a kompakt kialakítás, amelyet az utóbbi években fejlesztettek ki és finomítottak. A kompakt technológián belül két különböző típusú felvevőkészülék áll rendelkezésre: a töltött elempáras készülék (CCD) és a fémoxid félvezetős készülék (MOS). A CCD technológia kitűnő képminőséget biztosít és megfigyelésre használt kameráknál kizárólag ezt alkalmazzák.

3. Lencsejellemzők
   
   A lencse arra szolgál, hogy a tárgyról visszaverődő fényt a felvevőelemre terelje és összpontosítsa, képet formálva ily módon a tárgyról. A kép magasságát és szélességét a lencse fókusztávolsága határozza meg. Két alapvető lencsetípus létezik: a rögzített lencsék és a motorral változtatható fókusztávolságú (zoom) lencsék. A rögzített fókusztávolságú lencsék egy látásmezőt adnak. Ez egy terület korlátozott látószögű felvételére használható. A motoros zoom lencse azzal a képességgel rendelkezik, hogy fizikailag változtatja látószögét a szélestől a keskeny sávig.
   
   A zoom lencsénél szükséges fókusztávolság tartományát a kamera és a tárgy közötti távolság határozza meg a kívánt látószögben, valamint a felvenni kívánt tárgy nagysága és az értékeléshez szükséges mélységélesség.
   
   A CCD kameráknál a zoom lencsék nagyítása 2:1 - 15:1 tartományban mozog. Általában minél nagyobb a nagyítási tartomány, annál nagyobb a zoombeállítás tartománya és a torzítási tényező. Ily módon a zoom lencséket úgy kell megválasztani, hogy a forgalomzavaró esemény érzékelésének megerősítéséhez szükséges minimális nagyítási arányt biztosítsák a közút minden szakaszán.
   
   
4. Pásztázó és billentő mechanizmusok
   
   A megfelelő figyelési rendszer kialakításához, amely képes nagy területet felölelve forgalomfigyelést végezni, valamint megerősíteni és meghatározni egy forgalomzavaró esemény természetét, zoom lencsével és pásztázó/billentő képességgel rendelkező kamerákra van szükség.
   
   A pásztázó/billentő egységek motoros készülékek, amelyeket a kamera lencséjének a céltárgyra való irányítására terveztek. A legtöbb pásztázó/billentő egység 0 - 355 fokos horizontális mozgási tartományt kínál 0,5 - 125 másodpercenkénti váltással. A függőleges mozgás (billentés) általában 90 fokos a vízszintestől számítva 0,5 - 60 másodpercenkénti váltással.
   
   Előre beállított pásztázó/billentő mechanizmusok állnak rendelkezésre. Ez lehetővé teszi a kezelő számára, hogy előre kiválassza a megfelelő kameraállást és a kamerát utasítással az előre beállított pozícióra mozgassa. Az autópálya figyelő rendszereknél gyakran használnak előre beállított kamerát, ahol a legközelebbi kamera automatikusan a felderített forgalomzavaró esemény irányába fordul az esemény megerősítési folyamat során.

1.1.6. Felső vezeték detektorok

1. Elektromechanikus változat
   Ez a detektor típus a munkavezetékkel párhuzamosan felszerelt szigetelt vezetékszakasz, amely egy jelfogóval van összekapcsolva. Amikor a jármű elhalad alatta, akkor az áramszedő kapcsolatot létesít a két vezeték között, így a relé működésbe lép. Ezzel megtörtént a jármű bejelentkezése.
   
   
2. Elektronikus változat
   Ebben az esetben a detektor a jármű közeledés hatására lép működésbe megváltoztatva pl. a mágnesteret, vagy elektromos teret. Az ekkor keletkezett jelet az elektronika, mint bejelentkezést érzékeli. Ezek a módszerek a villamosok ki és bejelentkezésére szolgálnak. Előnye, hogy nincsenek mozgó alkatrészek, így pl. a jegesedés és más meteorológiai hatások sem befolyásolják.

1.1.7. Hurokdetektorok

Az induktív hurokdetektorok a közúti forgalomban résztvevő járművek helymeghatározásának, ezen keresztül a forgalomirányításnak is leggyakrabban használt detektortípusa.

1.1.7.1. Hurokdetektor felépítése és működése

A hurokdetektor érzékelő része egy, vagy több menetből álló szigetelt vezeték, amely a pályatestbe van beépítve, vagy arra van ragasztva, de ez utóbbi rendszerint ideiglenes jelleggel. A tekercsen egy fix frekvenciájú (20....150KHz közötti) oszcillátor jele hajt át áramot, amely a hurok körül váltakozó áramú mágnesteret hoz létre. Az elhaladó járművek megváltoztatják a hurok induktivitását, így az oszcillátor elhangolódik és ezt a megváltozott jelet dolgozza fel a kiértékelő, (10. sz. ábra) impulzus formájában. A hurokdetektorok működhetnek impulzus és jelenléti detektorként. Az impulzus detektorok járművenként egyetlen fix idejű impulzust adnak ki, míg a jelenléti detektor egyetlen impulzust, amelynek ideje éppen akkora, amennyi ideig a jármű a detektor mágnesterében tartózkodik (11. sz. ábra). A jelenléti detektorok jármű sebességének mérésére, míg az impulzusdetektorok a forgalom sűrűségének meghatározására alkalmasak, de pl. számlálásra mindkettő alkalmas. Vannak még egyéb speciális detektorok, amelyek felismerik a haladási irányt, a sebességet és a járművek típusát, de vannak univerzális detektorok is, amelyek mindegyik feladatot elvégzik. A sebesség és jármű típusának meghatározásánál általában dupla menetű hurokdetektort alkalmaznak, de van egymenetű speciális hurok is, amely ezt a feladatot elvégzi, igaz pontatlanabb, mint a kéthurkos.
Az egyhurkos detektor működése az elhangolási görbe meredekségének mérésén alapul a 12. sz. ábra szerint. Az elhangolási görbe alakját elemezve, felvilágosítást kapunk a tehergépkocsik, személygépkocsik, autóbuszok stb. jelenlétéről.

1.1.7.2. Hurokdetektorok paraméterei

1. Hurkok nagysága és alakja
   A méretek helyes megválasztása alapvetően függ a megfigyelési terület nagyságától.
   Általános elv, hogy a hurok formája és nagysága hozzávetőlegesen egyezzen meg a megfigyelt területtel. A hurkok szokásos hossza 1.....3 m, szélessége 2....2,5 m között van, de speciális esetekben 0,5...30 m közötti hosszal és 0,5......6 m szélességgel is készül. A hurok 1,5....2,5 mm² keresztmetszetű hajlékony egyerű hőálló szigeteléssel ellátott - ami kiöntő anyag hőmérséklete miatt szükséges - vezetékből készül. Ügyelni kell arra is, hogy a vezeték szigetelése nem lehet nedvszívó anyag. Amennyiben provizórikus megoldásra van szükség, akkor fehér szalagot ragasztanak fel az útburkolatra. A hurkok méreteire és elrendezésére mutat példát az 13. sz. ábra.

2. Hurkok menetszáma
   A hurok valójában induktív tekercs, amely Hy (Henry)-ben kifejezett induktivitással rendelkezik. Értéke a hurok menetszámától és geometriai méretétől függ. A gyakorlatban 1....5 közötti menetszámú hurkokat gyártanak, amelynek induktivitása 20...150 µHy között van.
   
   
3. Érzékenység, hangolás
   A detektorok érzékenysége megmutatja azt, hogy érzékeli-e, vagy sem a felette áthaladó járművet. Ha kicsi az érzékenység, akkor a detektor nem ad értékelhető jelet, ha nagy, akkor a feldolgozáshoz szükséges jelen kívül még számtalan zavaró jel is keletkezik - pl. a szomszédos sávban haladó járművek hatása - ezért úgy kell az érzékenységet megválasztani, hogy csak az áthaladó járművet érzékelje biztonságosan. Követelmény, hogy az érzékenység legalább négy fokozatban legyen állítható. A hurok induktivitásának változása kerékpár hatására cca. 0,1%, személygépkocsi hatására pedig cca. 60% , ami eléggé nagy elhangolódási értéket jelent. Az elhangolódás értéke függ attól, hogy mekkora a hurok beépítési mélysége, a járművek milyen mértékben fedik le a hurkot, a hurokhoz vezető kábel hosszától, járművek aljának kialakításától és a járművek anyagától.
   
   
4. Beépítési mélység
   Érzékenység a beépítési mélység nagyságával csökken. Szokásos mélység 3....10 cm.
   
   
5. Hurok lefedési mértéke
   Az elhangolódás akkor a legnagyobb, ha a jármű teljesen lefedi a hurokdetektort. Kerékpároknál viszont akkor következik be a legnagyobb elhangolódás, ha a kerékpár a hurok oldala mentén halad el.
   
   
6. Hurok kivezetése
   Az értékelhető elhangolódás értéke a kivezetés hosszával arányosan csökken, mert a vezeték hossza akkora induktivitást képvisel, amely már összemérhető a hurok hosszával. Pl. többmenetű hurok esetén kb. 200 m hosszúság felett már jelentősen csökken az elhangolódás értéke.
   
   
7. Fémanyagok közelsége
   Követelmény, hogy hurok a nagyobb fémtárgyaktól legalább 30 cm távolságra legyen. A fémtárgyak megváltoztatják a hurok induktivitását, de ez a változás statikus jellegű, vagyis mivel ezeknek a szerkezeteknek mérete és távolsága is állandó, ezért csak egy állandó induktivitás értékkel járul hozzá a hurok teljes induktivitásához. Ez annyiban káros, hogy befolyásolja az érzékenységet.
   
   
8. Járművek anyaga és alvázának kialakítása
   A járműnek (főként az alvázának) jó elektromos vezető képességgel kell rendelkeznie. Jelentős elhangolási értékeket okoz az is, hogy a jármű alja milyen távolságra van a pályatesttől. Minél nagyobb a távolság annál kisebb az elhangolódás, így az érzékenység is.
   
   
9. Beépítés, szerelés
   Meglévő útvonalon bevágott hézagokba szerelik a hurkokat, új utaknál már előre elhelyezik azokat. A hurkok 3....10 cm mélyen legyenek elhelyezve úgy, hogy a hurkok vezetéke lehetőleg egy rétegen belül helyezkedjen el (14. sz. ábra). A szokásos hézagszélesség 7....10 mm.

1.1.7.3. Kiértékelés elve

A kiértékelő egység az elhangolódást vagyis a hurok induktivitásának megváltozását méri és azt dolgozza fel, amelynek lehetséges módjait az 15a,b,c. sz. ábrák mutatják.

1. Az oszcillátor jelének amplitúdója megváltozik, ha a jármű a hurok fölé kerül, mert a járműben létrejövő örvényáramok energiát vonnak el a rendszerből, így az veszteségként jelentkezik, lecsökkentve az amplitúdót (15. a. sz. ábra).
   
   
2. Amennyiben a hurok induktivitása megváltozik, akkor megváltozik a jel fázisa, amit fel lehet dolgozni (15. b. sz. ábra)
   
   
3. A hurkok induktivitásának megváltozása az oszcillátor frekvencia változását okozza, amely alkalmas további feldolgozásra (15. c. sz. ábra).

2. Helykódadók

A helykódadókat még nevezik markereknek, útvonal detektoroknak is.
A helykódadók működhetnek, ultrahang, infra és URH tartományban. Általában az infra és URH tartományt alkalmazzák a gyakorlatban.
A helykódadók feladata a pontos helymeghatározás. A helykódadókat vonalhálózat kitüntetett csomópontjaikon, végállomásokon, járműbeállási pontokban, fordulókban stb. lévő lámpaoszlopokra, házak falára szerelik. Figyelemre méltó, hogy egyetlen helykódadó képes egy egész csomópontot lefedni. A helykódadók a saját helyüknek megfelelő kódolt jelet sugározzák vagy infratartományban, vagy URH-n. A kódolás rendszerint az impulzuskód moduláció valamely formája. A helykód adó által kisugárzott jel az említett digitális jellel frekvenciába modulált URH, vagy infrajel. Nagyon gyakran a kisugárzott digitális jelet egymás után kétszer megismételve, hibafelismerő - Manches-szer típusú - kóddal együtt sugározzuk ki. A jelzéstovábbítás sebessége 2000-3000 bps körüli érték. Kialakításuk szerint lehetnek csak adóból kiépítettek, vagy adó-vevő párból kiépítettek. Az első esetben az adó jel 1,2,5, stb. másodpercenként, de folyamatosan sugározza a saját helyzetazonosító kódját, míg a második esetben az azonosító kód sugárzása csak akkor következik be, ha a jármű erre külön utasítást ad a marker vevőjének. A vevő aktíválja a saját marker adóját, és az megkezdi azonosító jelének sugárzását. Amennyiben a jármű aktiválási utasításának sugárzása megszűnik, akkor a marker adója is leáll.
A második esetre azt mondjuk, hogy a helykódadó félaktív állapotban várakozik. A két folyamat mindig akkor következik be, amikor a jármű elhalad a helykódadó előtt.

A helykódadó az alábbi funkcionális részekből áll: /16.sz.ábra./

• Energiaellátó egység: napelemek, akkumulátorok, töltésvezérlő egység és szakaszos működésű feszültségszabályozó.
  
  
• Logikai egység: feladata, hogy a továbbítandó kódokat, megfelelő szinkronizálással, bizonyos időnként generálja.
  
  
• Rádiófrekvenciás rész: FM modulált kvarcoszcillátorból, frekvenciatöbbszörözőből, sávszűrőkből, RF erősítőből és antennából áll.

I. FEJEZET: Alapfogalmak

III. FEJEZET: Példák a detektorok és helykódadók alkalmazására