prioridad de los semáforos

Algunos sistemas utilizan un sensor acústico vinculado al sistema de prioridad. Este puede usarse solo o en conjunto con otros sistemas. Los sistemas de este tipo anulan el semáforo cuando se detecta un patrón específico de pitidos o silbidos de la sirena de un vehículo de emergencia. Las ventajas de un sistema como este son su bajo costo de integración en los semáforos existentes y la posibilidad de usar el equipo de sirena ya instalado en los vehículos de emergencia  , eliminando así la necesidad de equipo especial. Una desventaja importante es que las ondas sonoras pueden reflejarse fácilmente en edificios u otros vehículos grandes presentes en o cerca de una intersección, lo que provoca que la onda reflejada active un evento de prioridad en la dirección incorrecta. Las ondas reflejadas también pueden crear eventos de prioridad colaterales innecesarios en las calles cercanas a la ruta del vehículo de emergencia. Otra desventaja es que los sensores acústicos a veces pueden ser lo suficientemente sensibles como para activar la prioridad en respuesta a una sirena demasiado lejana o a un vehículo no autorizado con una bocina que supere los 120 dB (muchas bocinas de camiones y autobuses superan este umbral a corta distancia). ^{[ 1 ]}

En Estados Unidos, una luz blanca intermitente en la parte superior de un semáforo suele indicar que un vehículo de emergencia está utilizando un sistema para priorizar el paso, lo que provoca que la luz cambie a verde para la dirección de circulación del vehículo. También se está investigando una cuarta luz blanca propuesta para el futuro en el semáforo principal, con el fin de coordinar vehículos autónomos e indicar a los conductores que sigan al vehículo autónomo líder para mejorar el flujo del tráfico. Un vehículo que utiliza un sistema de prioridad de paso por línea de visión está equipado con un emisor que normalmente envía una señal dirigida con precisión hacia adelante, hacia los semáforos que tiene delante, en un intento de obtener la prioridad de paso en una intersección controlable antes de llegar. Estos sistemas de línea de visión generalmente utilizan una señal infrarroja invisible o una luz estroboscópica visible como emisor. En el caso de una luz estroboscópica, también puede tener una doble función como luz de advertencia adicional. Para comunicarse con el semáforo, el emisor transmite destellos de luz visibles o pulsos infrarrojos invisibles a una frecuencia específica. Los semáforos deben estar equipados con un receptor de prioridad de paso por línea de visión compatible para responder. Una vez que el vehículo con el emisor activo ha pasado la intersección, el dispositivo receptor deja de detectar la señal del emisor y se reanuda el funcionamiento normal. Algunos sistemas pueden implementarse con frecuencias variables asignadas a tipos de uso específicos, lo que permitiría al equipo de prioridad de la intersección diferenciar entre un camión de bomberos y un autobús que envían una señal simultáneamente, y otorgar prioridad de acceso primero al camión de bomberos.

Las desventajas de los sistemas de línea de visión incluyen obstrucciones, condiciones de iluminación y ambientales , y activaciones no deseadas. Las obstrucciones pueden ser edificios en una carretera curva que bloquean el contacto visual con un semáforo hasta que está muy cerca, o tal vez un camión de carga grande . En el caso de un coche patrulla, tal bloqueo impediría que el semáforo recibiera la señal del emisor del coche patrulla. Modificar la posición del receptor o incluso ubicarlo separado del equipo del semáforo a veces puede corregir este problema. La luz solar directa sobre un receptor puede impedir que detecte un emisor, y las condiciones ambientales adversas, como lluvia o nieve intensas, pueden reducir la distancia a la que funcionará un sistema de línea de visión. Las activaciones no deseadas pueden ocurrir si la señal de un emisor es captada por muchos semáforos a lo largo de un tramo de carretera, todos dirigidos a cambiar a rojo en esa dirección, antes de que el vehículo que activó el emisor salga de la carretera o esté estacionado sin que su emisor esté desactivado.

Los emisores de línea de visión pueden usar diodos infrarrojos. Se les aplica un pulso con una señal de baja prioridad (10  Hz) o una señal de alta prioridad (14  Hz). ^{[ 2 ]}

Los sistemas de prioridad de tráfico basados ​​en radio , que utilizan una señal de radio local de corto alcance en la banda de 900 MHz , suelen evitar las limitaciones de los sistemas de línea de visión ( 2,4 GHz y ópticos ). Un sistema basado en radio utiliza una señal direccional transmitida desde un emisor, pero, al ser radio, su señal no se ve bloqueada por obstrucciones visuales, iluminación o condiciones climáticas. Hasta hace poco, el principal inconveniente de los sistemas de prioridad de semáforos basados ​​en radio era la posibilidad de interferencia de otros dispositivos que pudieran estar utilizando la misma frecuencia en un momento y lugar determinados. La llegada de la radiodifusión FHSS (espectro ensanchado por salto de frecuencia) ha permitido que los sistemas basados ​​en radio no solo superen esta limitación, sino también las limitaciones mencionadas anteriormente asociadas con los sistemas acústicos y de línea de visión (ópticos). No fue hasta hace poco que se introdujeron sistemas de prioridad GPS rentables, que sustituyeron a la prioridad basada en radio FHSS como método de prioridad preferido, especialmente para las ciudades que habían experimentado la miríada de problemas asociados con otros sistemas de prioridad (acústicos y ópticos).

Los sistemas basados ​​en radio también comenzaron a ofrecer algunas ventajas adicionales  : alcance ajustable y prevención de colisiones. El alcance operativo se ajustaba variando la intensidad de la señal de radio para que los semáforos pudieran activarse solo cerca (si se deseaba) o a mayores distancias. La desventaja de estos sistemas de prioridad (que también realizaban la prevención de colisiones) era que mostraban la dirección de las colisiones inminentes, pero no podían calcular de forma eficaz (ni precisa) la distancia a la colisión mediante ningún método que no fuera la intensidad de la señal de radiofrecuencia, que en el mejor de los casos era solo una estimación aproximada.

Con la llegada de las aplicaciones generalizadas del Sistema de Posicionamiento Global (GPS), se introdujo un sistema de prioridad de tráfico basado en GPS capaz de evitar colisiones. Recientemente, algunos sistemas de prioridad GPS han encontrado una manera de superar el persistente problema que "ciega" a muchos sistemas GPS: cómo evitar que el sistema se "ciegue" por la pérdida de una señal GPS. En ciudades densamente pobladas con edificios altos, los receptores GPS pueden tener dificultades para obtener las cuatro señales de satélite GPS necesarias para la trilateración y la determinación de la ubicación. Si los sistemas de los vehículos no están diseñados con una "IMU" (Unidad de Medición Inercial) de respaldo, la falta de disponibilidad de GPS puede afectar negativamente el rendimiento del sistema. La nubosidad extrema o las condiciones climáticas adversas también pueden afectar negativamente la capacidad del receptor GPS para obtener los cuatro satélites necesarios.

Algunos sistemas ofrecen un sistema GPS compatible con tecnología óptica que incluye una unidad de medición inercial (IMU). Su precio es comparable al de los sistemas ópticos. Por lo tanto, las ciudades que no cuentan con restricciones de prioridad pueden adquirir un sistema GPS al precio de los sistemas ópticos (generalmente un tercio del precio de muchos sistemas GPS). Además, las ciudades que ya cuentan con sistemas ópticos pueden comenzar a actualizarse a un sistema GPS manteniendo la compatibilidad con sus emisores ópticos vehiculares existentes. Estos sistemas también incluyen funciones de prevención de colisiones.

Los sistemas GPS suelen transmitir su información de tres maneras: mediante  FHSS de 900 MHz, mediante  FHSS de 2,4 GHz o a través de un módem celular. Cada una de estas metodologías tiene sus ventajas y desventajas.  El FHSS de 900 MHz parece ser la mejor opción, ya que ofrece el mayor alcance (a menudo más de 4,8 km o 3 millas para un transceptor de 1 vatio). La tecnología de 2,4 GHz permite transmitir más datos, pero se considera más direccional o de línea de visión. Su alcance máximo es de aproximadamente 1,2 km ( 3/4 de milla) . Esto puede impedir que el sistema se anticipe con la suficiente antelación para garantizar una intersección clara al llegar. La tecnología celular soluciona el problema de la distancia, pero puede resultar bastante costosa si se tienen en cuenta las tarifas de telefonía móvil. Además, es bien sabido en el sector que, durante una emergencia generalizada, la red celular suele fallar. Esto puede dificultar la prioridad de paso (a menos que existan otros sistemas de respaldo) durante una crisis, cuando más se necesita. La tecnología celular también conlleva cierta latencia. Se ha documentado que, en ocasiones, los sistemas de prioridad basados ​​en tecnología celular pueden tardar 10 segundos o más en liberar la prioridad de un semáforo, incluso cuando el vehículo de emergencia ya ha cruzado la intersección.