Система радиотехнического мониторинга автомобилей

Полезная модель относится к активной радиолокации и радионавигации и может быть использовано для радиотехнического мониторинга движущихся автомобилей. Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение отображаемой информации о контролируемых автомобилях за счет информации о степени нуждаемости автомобилей и их экипажей в технической помощи и наличии аварийных ситуаций. Другой технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности передачи информации об аварийных ситуациях. Система радиотехнического мониторинга автомобилей, содержит радиолокационный терминал, включающий в себя последовательно включенные радиоприемник 7 и монитор 8, а на каждом из контролируемых автомобилей приемник 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем и радиопередатчик 6, в состав каждого контролируемого автомобиля введены формирователь 2 кода формуляра автомобиля, формирователь 5 кода степени нуждаемости в технической помощи, датчик 4 аварийной ситуации и блок 3 дифференцирования. Первый, второй, третий и четвертый выходы приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя 2 кода формуляра автомобиля, вход блока 3 дифференцирования соединен с четвертым выходом приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем, а выход - с первым входом формирователя 5 кода степени нуждаемости в технической помощи, второй вход которого соединен с выходом датчика 4 аварийной ситуации, а выход - с пятым входом формирователя 2 кода формуляра автомобиля, соединенного своим выходом со входом радиопередатчика 6. ИЛЛ. 2

Полезная модель относится к активной радиолокации и радионавигации, а именно к радиотехническому мониторингу автомобилей, находящихся в пути.

Известна система радиолокационного мониторинга автомобилей, используемая в американском комплексе оперативного розыска автомобилей Logic, российским комплексом НИИ "Кулон" МВД и российском комплексе "Капкан-2". Эта система содержит радиопередатчики формуляров автомобилей, расположенные на контролируемых автомобилях, многопозиционную группу радиоприемников и радиолокационный терминал, включающий в себя устройство обработки и монитор. Излученные с контролируемых автомобилей сигналы их передатчиков принимаются каждым из радиоприемников группы, в результате чего определяются пеленги на эти автомобили. А затем по совокупности пеленгов с одним и тем же кодом формуляра автомобиля в устройстве обработки определяются координаты автомобилей, которые и отражаются на мониторе.

Эта система неоднократно демонстрировалась в телевизионной передаче Н.Фоменко "Перехват". Она позволяет достаточно оперативно определять координаты автомобилей.

Признаками описанного аналога, совпадающими с признаками заявляемой системы, является радиоприемник и монитор.

Недостатком этой системы является сложность реализации, обусловленная необходимостью создания многопозиционной системы радиоприемников и связей между ними для соединения воедино и окончательной обработки всей информации. Другим недостатком этой системы является относительно низкая точность определения координат, обусловленная существенной погрешностью пеленгования.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой (прототипом) является система радиотехнического мониторинга автомобилей, содержащая радиолокационный терминал, включающий в себя последовательно включенные радиоприемник и монитор, а на каждом из контролируемых автомобилей приемник радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем и радиопередатчик [см., например, книгу Л.М.Невдяева, А.А.Смирнова "Персональная спутниковая связь". -ЭКО-ТРЕНД 3. - Москва: 1978. - 215 с.; см. также заметку "Новое такси - новая система" в газете "Таганрогская правда" за 25.10.08 г.]. В этой системе приемник радионавигационных сигналов спутниковых радиолокационных систем принимает радионавигационные сигналы спутниковых радионавигационных систем и по ним вычисляет текущее время, координаты и скорость автомобиля, а с помощью радиопередатчика результаты вычислений передаются в направлении радиолокационного терминала, который их с помощью своего радиоприемника принимает и отображает на мониторе.

Все перечисленные признаки прототипа совпадают с существенными признаками и заявляемой системы.

Система-прототип достаточно проста в реализации и имеет достаточно высокую точность определения координат и скоростей контролируемых автомобилей. Однако, информации о координатах и скоростях автомобилей, как правило, недостаточно. Нужна информация о степени нуждаемости автомобилей и их экипажей и пассажиров в технической, а в случае аварии, и в медицинской помощи. Кроме того, информация передается недостаточно оперативно. Для ее передачи экипаж автомобиля должен с помощью радиопередатчика связаться с радиолокационным терминалом. А в случае аварии он может оказаться не в состоянии осуществить эту связь, и информация вообще не будет передана.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является расширение отображаемой информации о контролируемых автомобилях за счет информации о степени нуждаемости автомобилей и их экипажей в технической помощи и наличии аварийных ситуаций. Другой технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности передачи информации об аварийных ситуациях.

Указанный технический эффект достигается тем, что в известную систему радиотехнического мониторинга автомобилей, содержащую радиолокационный терминал, включающий в себя последовательно включенные радиоприемник и монитор, а на каждом из контролируемых автомобилей приемник радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем и радиопередатчик, в состав каждого контролируемого автомобиля введены формирователь кода степени нуждаемости в технической помощи, датчик аварийной ситуации и блок дифференцирования, первый, второй, третий и четвертый выходы приемника радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя кода формуляра автомобиля, вход блока дифференцирования соединен с четвертым выходом приемника радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем, а выход - с первым входом формирователя кода степени нуждаемости в технической помощи, второй вход которого соединен с выходом датчика аварийной ситуации, а выход - с пятым входом формирователя кода формуляра автомобиля, соединенного своим выходом со входом радиопередатчика.

Совокупность вновь введенных элементов и связей не является самостоятельным устройством и не следует явным образом из уровня техники, поэтому заявляемую систему радиотехнического мониторинга автомобилей следует считать новой.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором приведены:

на фиг.1 - структура аппаратуры, установленной на каждом из контролируемых автомобилей;

на фиг.2 - структура радиолокационного терминала.

Аппаратура, установленная на каждом из контролируемых автомобилей, содержит приемник 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем, формирователь 2 кода формуляра автомобиля, блок 3 дифференцирования, датчик 4 аварийной ситуации, формирователь 5 кода степени нуждаемости в технической помощи и радиопередатчик 6 (фиг.1).

Первый, второй, третий и четвертый выходы приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя 2 кода формуляра автомобиля. Вход блока 3 дифференцирования соединен с четвертым выходом приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем, а выход - с первым входом формирователя 5 кода степени нуждаемости в технической помощи, второй вход которого соединен с выходом датчика 4 аварийной ситуации. Пятый вход формирователя 2 кода формуляра автомобиля соединен с выходом формирователя 5 кода степени нуждаемости в технической помощи, а выход - со входом радиопередатчика 6.

Радиолокационный терминал представляет собой последовательно включенные радиоприемник 7 и монитор 8 (фиг.2).

Радиолокационный терминал установлен в центре контролируемого района. Его радиоприемник 7 имеет всенаправленную антенну и настроен на частоту радиопередатчика 6.

На каждом из контролируемых автомобилей приемник 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем принимает радионавигационные сигналы соответствующих спутниковых радионавигационных систем, например систем GPS и (или) ГЛОНАСС, и определяет по принятым сигналам текущее время, координаты (широту и долготу) и скорость автомобиля. Код текущего времени с первого выхода приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем поступает на первый вход формирователя 2 кода формуляра автомобиля. Аналогично коды широты, долготы и скорости автомобиля соответственно со второго, третьего и четвертого выходов приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем поступают на второй, третий и четвертый входы формирователя 2 кода формуляра автомобиля. Кроме того, код скорости автомобиля с четвертого выхода приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем поступает на вход блока 3 дифференцирования.

В блоке 3 дифференцирования скорость автомобиля, поступившая в виде кода от приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем, дифференцируется, в результате чего формируется сигнал, пропорциональный ускорению автомобиля, по которому можно судить о наличии аварийной ситуации. Этот сигнал поступает на первый вход формирователя 5 кода степени нуждаемости в технической помощи.

На второй вход формирователя 5 кода степени нуждаемости в технической помощи поступает аналогичный сигнал от электромеханического датчика 4 аварийной ситуации, выполняющего ту же функцию, что и блок 3 дифференцирования - измерение ускорения автомобиля.

Блок 3 дифференцирования и датчик 4 аварийной ситуации работают параллельно и независимо один от другого, что обеспечивает высокую надежность формирования сигнала наличия аварийной ситуации в случае выхода из строя какого-нибудь из этих элементов.

Формирователь 2 кода формуляра автомобиля представляет собой набор регистров памяти (формуляр), содержащий следующие коды:

коды вычисленных координат;

код скорости,

код текущего времени,

код автомобиля;

код степени нуждаемости в технической помощи.

Каждый из этих кодов представляет собой двоичное число с соответствующим числом разрядов, а формуляр в целом - соответствующее двоичное слово с соответствующим расположением каждого из кодов.

Коды вычисленных координат, скорости и текущего времени поступают по первым четырем ходам от приемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем. Код автомобиля устанавливается постоянным для соответствующего автомобиля. Код степени нуждаемости в технической помощи формируется в формирователе 5 кода степени нуждаемости в технической помощи и поступает с его выхода на пятый вход формирователя 2 кода формуляра автомобиля.

В принципе формуляр формирователя 2 кода формуляра автомобиля может содержать и дополнительную информацию, например, в случае, если автомобиль является таксомотором, информацию занят он или свободен в текущий момент времени. Для этого в формирователе должны быть предусмотрены дополнительные регистры памяти с возможностью набора соответствующей информации.

Код степени нуждаемости в технической помощи устанавливается в формирователе 5 кода степени нуждаемости в технической помощи вручную. Для него достаточно двух разрядов. В качестве этого кода можно, например, устанавливать одно из трех значений:

- 00 - техническая помощь не нужна;

- 01 - техническая помощь нужна, но не срочно;

- 10 - срочно нужна техническая помощь.

В случае аварийной ситуации этот код автоматически заменяется кодом 11 аварийной ситуации, означающим, что срочно нужна не только техническая, но и медицинская помощь. Это происходит тогда, когда скорость уменьшения скорости автомобиля превосходит предельно допустимый уровень (сигнал хотя бы на одном из входов формирователя 5 кода степени нуждаемости в технической помощи по модулю превосходит допустимый уровень, соответствующий нормальному торможению автомобиля, что имеет место при столкновении с препятствием).

Сформированный код формирователем 2 кода формуляра автомобиля поступает с его выхода на вход радиопередатчика 6.

Радиопередатчик 6 модулирует поступившим на его вход кодом генерируемый сигнал фиксированной несущей частоты. Промодулированный сигнал усиливает и излучает в направлении настроенного на эту частоту радиоприемника 7.

На радиолокационном терминале радиоприемник 7 принимает все излученные с контролируемых автомобилей радиопередатчиками 6 радиосигналы, осуществляет их демодуляцию, извлекая тем самым коды формуляров контролируемых автомобилей, и содержащаяся в них информация с выхода радиоприемника 7 поступает на монитор 8.

Таким образом, осуществляется радиотехнический мониторинг всех контролируемых автомобилей, то есть создается целостная картина движения находящихся в пути автомобилей, отражающая, в отличие от традиционных систем контроля автомобилей не только их координаты и скорости, а и степень нуждаемости в технической помощи, и наличие аварийных ситуаций.

Нетрудно видеть, что достигаемым в заявляемом способе техническим результатом является обеспечение расширения объема отражаемой информации, что в конечном итоге безусловно повышает безопасность дорожного движения.

Заявляемая система достаточно легко реализуема.

В качестве приемника спутниковых радионавигационных сигналов может служить модуль СНС СН - 47, представляющий собой 24-х канальный навигационный приемник, обеспечивающий прием и обработку сигналов СНС ГЛОНАСС, GPS и SBAS.

В качестве устанавливаемых на автомобилях радиопередатчиков, а также в качестве радиоприемника и монитора могут быть использованы соответствующие элементы комплекса "Капкан 2".

Формирователи 2 кода формуляра автомобиля и 5 кода степени нуждаемости в технической помощи могут быть реализованы на интегральных микросхемах серий 530, 533, 1534 или на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) фирмы «ALTERA».

Блок 3 дифференцирования может быть реализован на основе циклического вычитания из текущего значения скорости транспортного средства, поступающего на его вход с четвертого выхода радиоприемника 1 радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем, значения этой скорости, поступившего в предыдущем цикле и может быть построен также на интегральных микросхемах серий 530, 533, 1534 или на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) фирмы «ALTERA».

В качестве датчика 4 аварийной ситуации может быть использован серийно выпускаемый датчик удара типа 801P или 801S с перестраиваемой чувствительностью срабатывания.

Система радиотехнического мониторинга автомобилей, содержащая радиолокационный терминал, включающий в себя последовательно включенные радиоприемник и монитор, а на каждом из контролируемых автомобилей - приемник радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем и радиопередатчик, отличающаяся тем, что в состав каждого контролируемого автомобиля введены формирователь кода формуляра автомобиля, формирователь кода степени нуждаемости в технической помощи, датчик аварийной ситуации и блок дифференцирования, первый, второй, третий и четвертый выходы приемника радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами формирователя кода формуляра автомобиля, вход блока дифференцирования соединен с четвертым выходом приемника радионавигационных сигналов спутниковых радионавигационных систем, а выход - с первым входом формирователя кода степени нуждаемости в технической помощи, второй вход которого соединен с выходом датчика аварийной ситуации, а выход - с пятым входом формирователя кода формуляра автомобиля, соединенного своим выходом со входом радиопередатчика.