أولوية إشارات المرور

تستخدم بعض الأنظمة مستشعرًا صوتيًا مرتبطًا بنظام الأولوية. يمكن استخدام هذا المستشعر بشكل منفرد أو بالتزامن مع أنظمة أخرى. تتجاوز هذه الأنظمة إشارة المرور عند رصد نمط محدد من أصوات صفارات الإنذار الصادرة عن مركبة طوارئ. من مزايا هذا النوع من الأنظمة سهولة دمجها مع إشارات المرور الحالية بتكلفة منخفضة نسبيًا، وإمكانية استخدام أجهزة صفارات الإنذار المثبتة مسبقًا في مركبات الطوارئ  ، مما يُغني عن الحاجة إلى معدات خاصة. أما عيبها الرئيسي، فهو سهولة انعكاس الموجات الصوتية عن المباني أو المركبات الكبيرة الأخرى الموجودة عند التقاطع أو بالقرب منه، مما قد يتسبب في تفعيل نظام الأولوية في الاتجاه الخاطئ. كما قد تُحدث الموجات المنعكسة حالات أولوية جانبية غير ضرورية على طول الشوارع القريبة من مسار مركبة الطوارئ. ومن عيوبها الأخرى أيضًا، حساسية المستشعرات الصوتية العالية التي قد تدفعها أحيانًا إلى تفعيل نظام الأولوية استجابةً لصفارة إنذار من مسافة بعيدة جدًا، أو من مركبة غير مصرح لها ببوق يتجاوز مستوى صوته 120 ديسيبل (تتجاوز أبواق العديد من الشاحنات والحافلات هذا الحد عند الاقتراب منها). ^{[ 1 ]}

في الولايات المتحدة، يشير الضوء الأبيض الوامض أعلى إشارة المرور عادةً إلى أن مركبة طوارئ تستخدم نظامًا لتجاوز الإشارة، مما يؤدي إلى تحولها إلى اللون الأخضر في اتجاه سيرها. ويجري البحث حاليًا في إضافة ضوء أبيض رابع إلى الإشارة الرئيسية لتنسيق حركة المركبات ذاتية القيادة، وتوجيه السائقين البشريين لاتباع المركبة ذاتية القيادة الأمامية لتحسين انسيابية المرور. تُجهز المركبة التي تستخدم نظام تجاوز إشارة المرور القائم على خط البصر بجهاز إرسال يُرسل عادةً إشارة موجهة بدقة إلى الأمام، باتجاه إشارات المرور أمام المركبة، في محاولة للحصول على حق المرور عبر تقاطع يمكن التحكم فيه قبل الوصول إليه. تستخدم هذه الأنظمة القائمة على خط البصر عادةً إشارة تحت حمراء غير مرئية ، أو ضوءًا وامضًا مرئيًا كجهاز إرسال. في حالة الضوء الوامض، قد يُستخدم أيضًا كضوء تحذير إضافي. للتواصل مع إشارة المرور، يُرسل جهاز الإرسال ومضات ضوئية مرئية أو نبضات تحت حمراء غير مرئية بتردد محدد . يجب أن تكون إشارات المرور مزودة بجهاز استقبال متوافق مع نظام تجاوز إشارة المرور للاستجابة. بمجرد عبور المركبة المزودة بجهاز الإرسال النشط للتقاطع، يتوقف جهاز الاستقبال عن استشعار إشارة جهاز الإرسال، ويعود التشغيل إلى وضعه الطبيعي. يمكن تطبيق بعض الأنظمة بترددات مختلفة مخصصة لأنواع استخدامات محددة، مما يسمح لمعدات أولوية المرور في التقاطع بالتمييز بين سيارة إطفاء وحافلة ترسلان إشارة في الوقت نفسه، ومن ثم منح الأولوية لسيارة الإطفاء.

تشمل عيوب أنظمة خط البصر العوائق، والإضاءة، والظروف البيئية ، والتفعيل غير المرغوب فيه. قد تكون العوائق مبانٍ على طريق منحني تحجب الرؤية عن إشارة المرور حتى الاقتراب الشديد، أو ربما شاحنة نقل كبيرة . في حالة سيارة الشرطة، يمنع هذا العائق إشارة المرور من استقبال إشارة جهاز الإرسال. يمكن أحيانًا حل هذه المشكلة بتعديل موضع جهاز الاستقبال أو حتى وضعه في مكان منفصل عن معدات إشارة المرور. قد يمنع ضوء الشمس المباشر جهاز الاستقبال من اكتشاف جهاز الإرسال، وقد تقلل الظروف البيئية القاسية، مثل الأمطار الغزيرة أو الثلوج، من المسافة التي يعمل عندها نظام خط البصر. قد يحدث التفعيل غير المرغوب فيه إذا التقطت العديد من إشارات المرور على امتداد الطريق إشارة جهاز الإرسال، وكلها موجهة للتحول إلى اللون الأحمر في ذلك الاتجاه، قبل أن تنعطف المركبة المُفعِّلة عن الطريق، أو قبل أن تُوقف دون إيقاف تشغيل جهاز الإرسال الخاص بها.

يمكن لأجهزة الإرسال التي تعمل بخط البصر استخدام ثنائيات الأشعة تحت الحمراء. ويتم تزويدها بنبضات إشارة منخفضة الأولوية (10  هرتز) أو إشارة عالية الأولوية (14  هرتز). ^{[ 2 ]}

تستطيع أنظمة إعطاء الأولوية لحركة المرور اللاسلكية ، التي تستخدم إشارة لاسلكية محلية قصيرة المدى في نطاق 900 ميجاهرتز ، عادةً تجنب نقاط ضعف أنظمة خط البصر ( 2.4 جيجاهرتز والأنظمة البصرية ). يستخدم النظام اللاسلكي إشارة موجهة تُرسل من جهاز إرسال، ولكن نظرًا لكونه لاسلكيًا، فإن إشارته لا تتأثر بالعوائق البصرية أو الإضاءة أو الأحوال الجوية. وحتى وقت قريب، كان العيب الرئيسي لأنظمة إعطاء الأولوية لحركة المرور اللاسلكية هو احتمال حدوث تداخل من أجهزة أخرى قد تستخدم نفس التردد في نفس الوقت والمكان. وقد أتاح ظهور تقنية البث الطيفي المنتشر بالقفز الترددي (FHSS) للأنظمة اللاسلكية ليس فقط التغلب على هذا القيد، بل أيضًا على القيود المذكورة سابقًا المرتبطة بالأنظمة الصوتية وأنظمة خط البصر (البصرية). لم يتم إدخال أنظمة الاستباق الفعالة من حيث التكلفة لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) إلا مؤخرًا، لتحل محل الاستباق القائم على الراديو FHSS كطريقة الاستباق المفضلة، لا سيما بالنسبة للمدن التي عانت من عدد لا يحصى من المشكلات المرتبطة بأنظمة الاستباق الأخرى (الصوتية والبصرية).

بدأت الأنظمة اللاسلكية أيضًا في تقديم بعض المزايا الإضافية  ، مثل نطاق قابل للتعديل وتجنب الاصطدام. يتم تعديل نطاق التشغيل عن طريق تغيير قوة الإشارة اللاسلكية بحيث يمكن تفعيل إشارات المرور فقط في المناطق القريبة (إذا لزم الأمر)، أو على مسافات أبعد. أما عيب هذه الأنظمة الاستباقية (التي كانت تؤدي أيضًا وظيفة تجنب الاصطدام) فهو أنها كانت تعرض اتجاه الاصطدامات الوشيكة، لكنها لم تكن قادرة على حساب مسافة الاصطدام بدقة أو فعالية بأي طريقة أخرى غير قوة الإشارة اللاسلكية، والتي كانت في أحسن الأحوال مجرد تقدير تقريبي.

مع انتشار تطبيقات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ظهر نظامٌ لإدارة حركة المرور يعتمد على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وقادر على تجنب الاصطدامات. وقد توصلت بعض أنظمة إدارة حركة المرور القائمة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) مؤخرًا إلى حلٍّ لمشكلةٍ مُلحّة تُعيق عمل العديد من أنظمة تحديد المواقع العالمي (GPS): وهي كيفية منع النظام من فقدان إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). ففي المدن المكتظة بالسكان ذات المباني الشاهقة، قد تواجه أجهزة استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) صعوبةً في الحصول على إشارات الأقمار الصناعية الأربعة المطلوبة لتحديد الموقع باستخدام تقنية التثليث . وإذا لم تكن أنظمة المركبات مُصممةً بوحدة قياس بالقصور الذاتي (IMU) احتياطية، فقد يؤثر انقطاع إشارة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) سلبًا على أداء النظام. كما أن الغطاء السحابي الكثيف للغاية أو الأحوال الجوية السيئة قد تؤثر سلبًا على قدرة جهاز استقبال نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على الحصول على إشارات الأقمار الصناعية الأربعة المطلوبة.

تُقدّم بعض الأنظمة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) متوافقًا مع الأنظمة البصرية، مزودًا بميزات تشمل وحدة قياس القصور الذاتي (IMU). وتُقارن أسعار بعض هذه الأنظمة بأسعار الأنظمة البصرية. لذا، يُمكن للمدن التي لا تملك نظام أولوية المرور الحصول على نظام GPS بسعر الأنظمة البصرية (عادةً ما يكون ثلث سعر العديد من أنظمة GPS). بالإضافة إلى ذلك، يُمكن للمدن التي لديها أنظمة بصرية قائمة البدء في الترقية إلى نظام GPS مع الحفاظ على التوافق مع أجهزة الإرسال البصرية الموجودة في مركباتها. وتأتي هذه الأنظمة مزودة أيضًا بخاصية تجنب الاصطدام.

تنقل أنظمة تحديد المواقع العالمية (GPS) معلوماتها عادةً بإحدى ثلاث طرق: عبر تردد 900  ميجاهرتز بتقنية FHSS، أو عبر تردد 2.4  جيجاهرتز بتقنية FHSS، أو عبر مودم خلوي. ولكل طريقة من هذه الطرق مزاياها وعيوبها.  ويبدو أن تردد 900 ميجاهرتز بتقنية FHSS هو الخيار الأمثل، لقدرته على تغطية أوسع (غالباً ما يزيد عن 4.8 كيلومتر أو 3 أميال لجهاز إرسال واستقبال بقدرة 1 واط). أما تردد 2.4 جيجاهرتز، فينقل بيانات أكثر، ولكنه يُعتبر عادةً أكثر "اتجاهية" أو "معتمداً على خط البصر". ويبلغ مداه الأقصى حوالي 1.2 كيلومتر ( 0.75 ميل ) . وهذا قد يمنع النظام في كثير من الأحيان من الاستجابة السريعة لضمان تقاطع خالٍ عند الوصول. ويتغلب الاتصال الخلوي على مشكلة "المسافة"، ولكنه قد يكون مكلفاً للغاية عند احتساب رسوم الاتصالات. ومن المعروف أيضاً للعاملين في هذا المجال أن شبكة الاتصالات الخلوية غالباً ما تتعطل أثناء حالات الطوارئ التي تشمل منطقة واسعة. قد يُصعّب هذا الأمر عملية إعطاء الأولوية (إلا في حال وجود أنظمة احتياطية أخرى) خلال أوقات الأزمات التي تشتد فيها الحاجة إلى هذه الأولوية. كما أن استخدام شبكات الهاتف المحمول يُسبب بعض التأخير. وقد وُثّق أن أنظمة إعطاء الأولوية القائمة على شبكات الهاتف المحمول قد تستغرق أحيانًا عشر ثوانٍ أو أكثر لإلغاء أولوية إشارة المرور، حتى بعد أن تكون مركبة الطوارئ قد عبرت التقاطع بالفعل.