Come funzionano i semafori e come rilevano la tua auto

Riccardo Ferrari7 Febbraio 2024
Come funzionano i semafori e come rilevano la tua auto

I semafori sono una delle cose che i conducenti odiano di più, scopriamo come funzionano e la tecnologia alla loro base

Il concept del semaforo in realtà risale al 1860, dove i segnali ad olio erano collocati sulle strade eleganti che fiancheggiavano le Camere del Parlamento a Londra. Naturalmente, allora, nulla era automatizzato; un agente di polizia sarebbe stato in standby, monitorando il traffico e cambiando manualmente il segnale se necessario. La situazione sarebbe stata così fino agli anni ’10, i primi segnali stradali elettrici sarebbero emersi negli Stati Uniti, seguiti da sistemi interconnessi e luci a quattro vie nei decenni successivi.

Mentre i semafori che conosciamo e amiamo (o almeno tolleriamo) oggi sembrano semplici nel loro funzionamento, in realtà c’è una rete impressionante che mantiene tutto dietro le quinte. Alcuni semafori sono più avanzati di altri, impiegando vari tipi di sensori per accelerare e ottimizzare il traffico, e mentre la tecnologia continua ad avanzare, potremmo vederli connettersi non solo con altri segnali stradali ma anche con le nostre auto.



Sistemi di base di semafori

La maggior parte dei semafori installati in tutto il mondo in realtà non ha alcun tipo di tecnologia di sensori installata. Invece, i semafori di base funzionano in base a timer interni. Indipendentemente dalla presenza di auto a un incrocio, le luci cambiano tra verde, giallo e rosso in base a nient’altro che a quanto tempo è trascorso. Quando la luce diventa rossa, inizia un conto alla rovescia invisibile prima che la luce alla fine diventi verde a zero.

C’è un po’ di problema con questo tipo di semaforo, però. Mentre è funzionale (anche se fastidioso) su strade trafficate, in alcune parti del paese, in particolare nelle aree rurali e negli incroci tra strade principali e minori, il flusso di traffico potrebbe non essere abbastanza coerente che un tipico timer regola tutto in modo pulito. Quando non c’è molto traffico che arriva in generale o da una direzione particolare, costringere tutto a fermarsi allo stesso intervallo causa solo fermate inutili e rallenta l’intera strada.

Sei mai stato fermato a un incrocio, e uno dei punti di ingresso è una piccola strada secondaria o l’ingresso di una piccola piazza commerciale – e non c’è nessuno? Pensi: “Perché dobbiamo fermarci tutti solo per quella piccola strada?” È perché il timer del semaforo lo ha detto, indipendentemente dal fatto che sia stata una buona idea o meno.


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Semafori sensibili alle auto

Negli anni ’50, nel tentativo di rimediare al problema dei semafori mal temporizzati, alcuni semafori hanno iniziato a utilizzare le piastre di pressione sulla linea di arresto. Quando un’auto si ferma su questa piastra, un segnale elettrico viene inviato alla luce, spingendola a cambiare per ospitare l’auto in attesa. Con il passare degli anni, questo quadro è diventato lo standard moderno per i semafori, anche se diversi semafori rilevano le auto in modi diversi.

In un’evoluzione del sistema di piastre di pressione, alcuni semafori rispondono a una bobina di induzione nascosta sotto la strada sulla linea di arresto che genera un campo magnetico che cambierà a causa della presenza di oggetti metallici sopra. È lo stesso concetto della piastra di pressione, ma un po’ più discreto e più facile da gestire. L’unico vero problema con questo approccio è che le motociclette potrebbero non generare abbastanza differenza di campo per attivare i sensori.

Oltre a questo, alcune incroci fanno uso della tecnologia di rilevamento dell’auto, sia attraverso sensori a infrarossi, sensori a microonde o telecamere. Qualunque sia il modo in cui lo fanno, il concetto è più o meno lo stesso: i sensori notano sia la presenza di auto su o vicino alla linea di arresto, sia il numero di auto allineate. Se una direzione di un incrocio ha più auto sostenute, gli interruttori della luce segnalano la priorità di liberare quella corsia.

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Interazione diretta e futuro dei semafori

Da alcuni decenni, alcuni veicoli di emergenza (soprattutto negli Stati Uniti) come la polizia, le ambulanze e i camion dei pompieri hanno avuto la capacità di controllare o influenzare direttamente i semafori al fine di ridurre i tempi di risposta. A seconda dei tipi di sistemi e sensori in atto, un veicolo di emergenza può inviare un segnale diretto a una luce per mantenere la corsia che scorre, oppure il sensore può rilevare le luci di emergenza lampeggianti per mantenere il segnale verde. Questo è molto importante, poiché i veicoli di risposta alle emergenze non possono aspettare che le luci cambino.

Tuttavia, con il progredire della tecnologia automobilistica, potremmo scoprire che anche i veicoli civili hanno la capacità di influenzare direttamente le luci, almeno in una certa misura. Utilizzando una combinazione di sensori e segnali Wi-Fi localizzati, speciali semafori intelligenti potrebbero collegarsi temporaneamente a un veicolo sufficientemente avanzato come un veicolo elettrico. Questa connessione informerebbe la luce che il veicolo è presente e in attesa alla linea di arresto e informerebbe il conducente esattamente quanto tempo ci vorrà prima che il segnale cambi.

I produttori automobilistici hanno armeggiato con questa nozione dalla fine degli anni 2010, e se fosse implementata, farebbe molto per ottimizzare il flusso di traffico. Naturalmente, non può funzionare fino a quando ogni singola auto sulla strada non è un veicolo elettrico o almeno dotata di tecnologia compatibile, ma questo è solo un altro passo nel campo automobilistico in continua crescita.



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