Система фиксации нарушений скоростного режима транспортным средством

Полезная модель предназначена для фиксации транспортных средств, превышающих скорость. Технический результат заключается в повышении эффективности обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения. Система содержит по меньшей мере два регистратора, каждый из которых включает в себя по меньшей мере один компьютер и видеокамеру. Компьютер выполнен с возможностью захвата изображения транспортного средства. Каждый регистратор оснащен приемником глобальной спутниковой навигационной системы для связи с глобальной спутниковой навигационной системой и выполнен с возможностью определения своих географических координат и синхронизации времени. Дополнительно компьютер через межсетевой экран с криптопровайдером связан с адаптером и модемом, который через систему связи оператора посредством сети передачи данных соединен с вычислительным центром, выполненным с возможностью вычисления скорости транспортного средства по данным, получаемым с по меньшей мере двух регистраторов. Криптопровайдер установлен с возможностью защиты регистратором обрабатываемых данных электронно-цифровой подписью. 16 з.п. ф-лы.

Полезная модель относится к системам автоматизированного контроля за движением транспортных средств (ТС) и обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством, в том числе для фиксации транспортных средств, превышающих скорость.

В России и в мире имеется большое количество систем распознавания номеров. В частности это компании «Технологии распознавания» СпБ, «Элвиис» Зеленоград, «ВИТ» Киев, CTV Москва. Они разрабатывают SDK распознавания и предоставляют их сторонним разработчикам приборов распознавания. Одним из известных приборов на базе такого SDK является «КРИС» СпБ.

Известна система контроля движения транспортных средств (патент РФ 75768, МПК G08G 1/00, опубл. 20.08.2008), включающая, по меньшей мере, одну группу установленных в дорожном полотне чувствительных к давлению детекторных датчиков, соединенных с прибором вычисления и регистрации скорости движения транспортных средств, приемопередающее устройство, соединенное с прибором вычисления и регистрации скорости движения транспортных средств.

Известно устройство определения скорости движения и координат транспортных средств с последующей их идентификацией и автоматической регистрацией нарушений правил дорожного движения (патент РФ 2382416, МПК G08G 1/052, G08G 1/017, G07C 5/08, опубл. 20.02.2010), содержащее радиолокатор, по крайней мере, одну видеокамеру распознавания государственного регистрационного знака, и блок управления и обработки данных, соединенный с ними, радиолокатор содержит модуль обработки сигналов, обеспечивающий вычисление скорости и дальности всех ТС, находящихся на выбранном участке дорожного полотна.

Известно устройство фиксации нарушений скоростного режима движения автомобильного транспорта (патент РФ 101243, МПК G08G 1/052, опубл. 10.01.2011), наиболее близкое к заявляемому решению и принятое за прототип, содержащее два компьютерных блока, установленных на границах участка дороги заданной длины, оборудованных видеокамерами, предназначенными для передачи данных в компьютерные блоки для распознавания автомобильных номеров, а также канал связи между первым и вторым компьютерными блоками.

Однако, известные устройства требуют высокоскоростного бесперебойного канала передачи данных от регистраторов (видеокамер) до центрального пункта, требуют высоких затрат на строительство высокоскоростных линий связи, делают практически невозможным измерение скорости транспортного средства на больших расстояниях ввиду дороговизны каналов связи, не позволяют быстро переносить место наблюдения за транспортом.

Для устранения указанных недостатков заявленная система обладает следующими отличительными особенностями:

- каждый регистратор оснащается приемником глобальной спутниковой навигационной системы;

- в каждом регистраторе устанавливается вычислитель и программное обеспечение с криптопровайдером, обеспечивающем возможность защиты обрабатываемых данных электронно-цифровой подписью (ЭЦП);

- в каждом регистраторе устанавливается система синхронизации, при которой синхронизация работы регистраторов будет обеспечена в них самих за счет внешнего глобального источника синхронизации - одной (или комбинации нескольких) глобальных навигационных спутниковых систем (ГЛОНАСС, GPS, Galileo и др.).

Чтобы обеспечить достоверность, что данные получаются именно с включенных в систему регистраторов (а не с чужого, ложного или неисправного устройства), каждая фиксация транспортного средства, вместе с координатой регистратора на земной поверхности в данный момент времени подписывается ЭЦП. Система приобретает уникальную мобильность, поскольку каждый регистратор может легко перемещаться из одной точки в другую. Регистраторы могут работать даже в движении, будучи установленными на движущиеся транспортные средства (с небольшим увеличением погрешности измерений). Регистраторы могут быть разнесены на сколь угодно большое расстояние и не требуют затрат на строительство высокоскоростных линий связи. Регистраторы могут работать автономно, накапливая данные в течение нескольких недель и выдавать данные для окончательного расчета в любой удобный момент времени. Благодаря используемому интеллектуальному алгоритму возможно использовать даже беспроводные низкоскоростные каналы, например GPRS.

Задачами полезной модели являются:

- уникальная мобильность системы вплоть до возможности измерения скорости транспортного средства при перемещении регистраторов (за счет использования ГЛОНАСС);

- синхронизация элементов системы путем использования технологий глобальной навигационной спутниковой системы;

- возможность неограниченной автономной работы без обслуживания;

- работа на низкоскоростных линиях связи;

- низкая цена системы по сравнению с другими системами фотофиксации нарушений скоростного режима за счет простоты системы;

- придание юридической значимости передаваемым данным за счет использования ЭЦП;

- высокая точность позиционирования и синхронизации (до 1 мкс) за счет использования глобальной навигационной системы;

- невозможность искажения результатов за счет подделки данных;

- высокий уровень информационной безопасности.

- оптимизация передачи данных о зафиксированных ТС с регистраторов в вычислительный центр;

- оптимизация загрузки канала передачи данных;

- сокращение объемов передаваемой информации;

- повышение надежности передачи данных;

- снижение затрат на установку регистраторов, за счет того, что они могут быть закреплены на фонарных столбах или опорах ЛЭП и не требуют использования поперечных ферм над дорогой.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении эффективности обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения, повышение информационной безопасности.

Технический результат достигается тем, что в системе фиксации нарушения скоростного режима транспортным средством, содержащей по меньшей мере два регистратора, каждый из которых включает в себя по меньшей мере один компьютер и видеокамеру, и выполненный с возможностью захвата изображения транспортного средства, новым является то, что каждый регистратор оснащен приемником глобальной спутниковой навигационной системы для связи с глобальной спутниковой навигационной системой и выполнен с возможностью определения своих географических координат и синхронизации времени, причем дополнительно компьютер через межсетевой экран с криптопровайдером связан с адаптером и модемом, который через систему связи оператора посредством сети передачи данных соединен с вычислительным центром, выполненным с возможностью вычисления скорости транспортного средства по данным, получаемым с по меньшей мере двух регистраторов, причем криптопровайдер установлен с возможностью защиты регистратором обрабатываемых данных электронно-цифровой подписью.

Регистраторы связаны между собой через систему связи оператора GSM.

Видеокамера выполнена с инфракрасной подсветкой.

Компьютер оснащен системой автономного питания от аккумулятора, системой аппаратной перезагрузки в случае зависания, блоком питания с широким диапазоном входного напряжения.

Компьютер подключен к стандартной электрической сети 220 В или к сети электрического уличного освещения.

В качестве адаптера используют Wi-Fi адаптер для настройки системы и получения данных в непосредственной близости от регистратора.

В качестве модема используют GSM/3G модем.

В качестве оператора используют оператор GSM.

Видеокамера подключена по интерфейсу FastEthemet.

Приемник глобальной спутниковой навигационной системы подключен по интерфейсу RS-232.

Wi-Fi адаптер и GSM/3G модем подключены по интерфейсу USB 2.0.

На компьютер устанавливается операционная система Linux, программное обеспечение для создания виртуальной частной сети, межсетевого экрана и криптопровайдер для защиты от изменения передаваемых в вычислительный центр данных, и прикладное программное обеспечение работы составных частей устройства.

В каждом регистраторе устанавливается система синхронизации времени для обеспечения синхронизации работы регистраторов за счет внешнего глобального источника синхронизации.

В качестве глобальной спутниковой навигационной системы может быть комбинация нескольких глобальных спутниковых навигационных систем.

Минимальное расстояние между регистраторами составляет не менее 500 м.

Вычислительный центр выполнен с возможностью вычисления средней скорости транспортного средства.

Регистраторы выполнены с возможностью закрепления их на фонарных столбах или опорах ЛЭП.

Сущность полезной модели поясняется фиг.1 и фиг.2.

На фиг.1 представлена общая схема системы.

На фиг.2 показана зависимость ошибки вычисления скорости ТС (%) от расстояния между регистраторами при фиксации ТС (м), движущегося со скоростью 150 км/ч.

Система состоит из регистратора (1-6), сети передачи данных (7-8), вычислительного центра (9), системы навигации (10).

Система представляет собой устройство, состоящее из следующих элементов: 1 - компьютер, 2 - видеокамера, 3 - приемник глобальной спутниковой навигационной системы (ГЛОНАСС/GPS приемник), 4 - Wi-Fi адаптер, 5 - модем, 6 - межсетевой экран с криптопровайдером, 7 - система связи оператора, 8 - сеть передачи данных, 9 - вычислительный центр, 10 - глобальная спутниковая навигационная система (ГЛОНАСС/GPS).

В качестве адаптера 4 обычно используется Wi-Fi адаптер, в качестве модема 5 используется GSM/3G модем, в качестве системы связи оператора 7 используется, например, GSM-связь, в качестве сети передачи данных 8 используют как правило Internet.

Для обеспечения технического канала связи регистраторов с вычислительным центром 9 в непосредственной близости от системы используется беспроводная сеть Wi-Fi, подключение к которой осуществляется через Wi-Fi адаптер 4. Связь с вычислительным центром 9 осуществляется посредством сети передачи данных 8 через систему связи оператора 7 GSM, подключение к которой осуществляется с помощью GPRS\3G модема 5.

Компьютер 1 подключается к внешним устройствам: видеокамере 2 с ИК-подсветкой по интерфейсу FastEthemet, глобальной спутниковой навигационной системе 10 через приемник ГЛОНАСС/GPS 3 по интерфейсу RS-232.

Также компьютер 1 связан через межсетевой экран с криптопровайдером 6 с адаптером 4 по интерфейсу USB 2.0 и с модемом 5 по интерфейсу USB 2.0, который через систему связи оператора 7 и сеть передачи данных 8 связан с вычислительным центром 9.

Компьютер 1 служит для получения и обработки информации от видеокамеры 2, ГЛОНАСС/GPS приемника 3, защиты данных с использованием межсетевого экрана с криптопровайдером 6, подготовки и отправке данных о фактах фиксации транспортных средств в вычислительный центр 9 посредством устройств беспроводной связи: адаптера 4 и модема 5.

Компьютер 1 имеет систему автономного питания от аккумулятора, оснащен системой аппаратной перезагрузки в случае зависания, блоком питания с широким диапазоном входного напряжения.

Компьютер подключается к стандартной электрической сети 220 В или к сети электрического уличного освещения. В последнем случае питание прибора осуществляется от аккумулятора, который заряжается в период включения уличного освещения.

На компьютер 1 устанавливается операционная система Linux, программное обеспечение для создания виртуальной частной сети, межсетевой экран с криптопровайдером 6 для защиты от изменения передаваемых в вычислительный центр 9 данных. Также на компьютер 1 устанавливается прикладное программное обеспечение работы составных частей системы.

Видеокамера 2 используется для съемки транспортных средств, проезжающих мимо регистратора, фотографии с которой передаются на компьютер 1 для дальнейшей обработки.

Приемник ГЛОНАСС/GPS 3 служит для получения сведений о местоположении регистратора и получения сигналов точного времени посредством глобальной спутниковой навигационной системы 10, которые передаются на компьютер 1 для последующей обработки и сопоставления их с фактом регистрации транспортных средств.

Адаптер 4 служит для передачи сведений о фактах фиксации транспортных средств и выполнения настройки различных частей регистратора в непосредственной близости от него.

Модем 5 служит для передачи сведений о фактах фиксации транспортных средств в вычислительный центр 9 посредством сети передачи данных 8.

Межсетевой экран с криптопровайдером 6 служит для защиты данных от возможных изменений при передаче в вычислительный центр 9.

Система связи оператора 7 служит для обеспечения доступа к сети передаче данных 8.

Сеть передачи данных 8 служит для передачи данных о фактах фиксации транспортных средств от компьютера 1 в вычислительный центр 9.

Вычислительный центр 9 служит для сбора и обработки данных о фактах фиксации транспортных средств с сети регистраторов, в частности, на основании данных с двух расположенных вдоль дороги регистраторов, система вычисляет скорость движения конкретного транспортного средства на участке дороги между этими регистраторами.

Глобальная спутниковая навигационная система 10 служит для передачи сигналов точного времени и вычисления приемником ГЛОНАСС/GPS 3 местоположения регистратора.

Транспортное средство является объектом контроля, каждый факт проезда транспортного средства мимо регистратора фиксируется, а сведения о нем направляются в вычислительный центр 9 для дальнейшей обработки.

Работает система следующим образом.

После подачи питания на регистратор компьютер 1 производит синхронизацию времени и определяет местоположение регистратора посредством ГЛОНАСС/GPS приемника 3 и глобальной спутниковой навигационной системы 10. Далее эта процедура производится периодически в зависимости от настроек системы.

Компьютер 1 начинает сбор информации. Компьютер 1 получает от видеокамеры 2 по интерфейсу FastEthernet фотографии проезжающих мимо него транспортных средств, на которых посредством специального программного обеспечения распознаются государственные регистрационные знаки (ГРЗ) транспортных средств. Как только на фотографии обнаружен ГРЗ компьютер 1 сопоставляет фотографию с точным временем и точными координатами, подписывает эти данные с использованием межсетевого экрана с криптопровайдером 6 и сохраняет их и полученный с помощью криптопровайдера блок подтверждающей информации в локальной базе данных компьютера 1. Если ГРЗ на фотографии не распознался, фотография безвозвратно удаляется.

Обмен данными между компьютером 1 и вычислительным центром 9 осуществляется через сеть передачи данных 8. Компьютер 1 подключается к этой сети через систему связи оператора 7 посредством модема 5.

Далее, в определенный момент времени, зависящий от настроек системы, компьютер 1 посредством модема 5 устанавливает соединение с вычислительным центром 9 через сеть передачи данных 8 и передает в вычислительный центр 9 накопившуюся информацию о фактах фиксации транспортного средства, состоящую из распознанных ГРЗ, географических координат и времени фиксации. Фотография остается в базе данных регистратора.

Вычислительный центр 9 получает данные от нескольких установленных вдоль дороги регистраторов и сравнивает их между собой. Имея информацию о расстоянии между регистраторами (по точным координатам регистратора), разрешенной скорости движения на данном участке, а также разницу во времени между моментами регистрации одного и того же транспортного средства, вычислительный центр 9 вычисляет среднюю скорость движения транспортного средства на данном участке. Вычислительный центр 9 сравнивает вычисленную скорость транспортного средства с разрешенной скоростью на данном участке дороги и принимает решение о наличии нарушения скоростного режима.

Если нарушение не зафиксировано, вычислительный центр 9 выполняет на компьютере 1 всех регистраторов команду удаления данных о факте фиксации для данных, по которым была вычислена скорость транспортного средства.

В случае превышения допустимой скорости вычислительный центр 9 загружает со всех регистраторов, по данным с которых была вычислена скорость транспортного средства, фотографии транспортного средства и блок подтверждающей информации.

Вычислительный центр 9 использует блок подтверждающей информации для подтверждения целостности данных, на основании которых установлен факт превышения допустимой скорости. Если подтверждение информации прошло успешно, то вычислительный центр 9 формирует протокол об административном правонарушении, дополненный фотографиями транспортного средства, полученными с обоих регистраторов, участвовавших в определении скорости движения транспортного средства. В противном случае данные бракуются, и протокол не формируется. После этого, независимо от результатов проверки, вычислительный центр 9 удаляет с регистратора данные о факте фиксации транспортного средства.

В случае если сеть передачи данных 8 не имеет достаточной пропускной способности, фотографии транспортного средства нарушителей накапливаются в базе данных компьютера 1 для последующей передачи посредством адаптера 4 на блок хранения данных на диспетчерской машине.

Размер диска компьютера 1 позволяет хранить фотографии более 30 дней.

Ограничения для применения системы:

- минимальное расстояние между регистраторами должно составлять не менее 500 м (при допустимой погрешности определения скорости в 5%). При уменьшении расстояния между регистраторами ошибка определения скорости транспортных средств (ТС) возрастает экспоненциально (рис.2).

- максимальное расстояние между регистраторами ограничено только характеристиками дороги, где устанавливаются регистраторы:

- на участке дороги, где устанавливаются регистраторы (зона контроля) должен быть единый скоростной режим, т.е. недопустимо наличие внутри зоны контроля участков с различными ограничениями на скорость движения ТС.

- внутри зоны контроля не желательно наличие съездов с дороги. Рекомендуется перед съездом с дороги закончить одну зону контроля, и начать следующую, после него. В целом, решение о завершении зоны контроля перед съездом с дороги должно приниматься исходя из размера потока ТС в сторону съезда. При незначительных потоках автотранспорта зону контроля можно не прерывать.

- пройденный путь рассчитывается исходя из предположения прямолинейной формы дороги, следовательно, чем ближе участок дороги к прямой линии, тем точнее будет определена скорость ТС. Стоит отметить, что наличие отклонений формы дороги от прямой линии приводит к тому, что измеренная скорость будет ниже реальной, т.е. погрешность будет идти исключительно в пользу водителя. Данное ограничение может быть снято за счет вычисления пройденного пути с привязкой к картам автомобильных дорог. Заявленная система обладает следующими преимуществами:

- позволяет быстро переносить регистраторы с места на место;

- позволяет производить измерение скорости транспортных средств даже при установке регистраторов на движущийся транспорт;

- позволяет отказаться от высокоскоростных каналов связи;

- позволяет вести длительную работу в автономном режиме;

- позволяет существенно снизить стоимость системы.

1. Система фиксации нарушений скоростного режима транспортным средством, содержащая по меньшей мере два регистратора, каждый из которых включает в себя по меньшей мере один компьютер и видеокамеру и выполнен с возможностью захвата изображения транспортного средства, отличающаяся тем, что каждый регистратор оснащен приемником глобальной спутниковой навигационной системы для связи с глобальной спутниковой навигационной системой и выполнен с возможностью определения своих географических координат и синхронизации времени, причем дополнительно компьютер через межсетевой экран с криптопровайдером связан с адаптером и модемом, который через систему связи оператора посредством сети передачи данных соединен с вычислительным центром, выполненным с возможностью вычисления скорости транспортного средства по данным, получаемым с по меньшей мере двух регистраторов, причем криптопровайдер установлен с возможностью защиты регистратором обрабатываемых данных электронно-цифровой подписью.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что регистраторы связаны между собой через систему связи оператора GSM.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что видеокамера выполнена с инфракрасной подсветкой.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что компьютер оснащен системой автономного питания от аккумулятора, системой аппаратной перезагрузки в случае зависания, блоком питания с широким диапазоном входного напряжения.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что компьютер подключен к стандартной электрической сети 220 В или к сети электрического уличного освещения.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве адаптера используют Wi-Fi адаптер для настройки системы и получения данных в непосредственной близости от регистратора.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве модема используют GSM/3G модем.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве оператора используют оператор GSM.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что видеокамера подключена по интерфейсу FastEthernet.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что приемник глобальной спутниковой навигационной системы подключен по интерфейсу RS-232.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что Wi-Fi адаптер и GSM/3G модем подключены по интерфейсу USB 2.0.

12. Система по п.1, отличающаяся тем, что на компьютер устанавливается операционная система Linux, программное обеспечение для создания виртуальной частной сети, межсетевого экрана и криптопровайдер для защиты от изменения передаваемых в вычислительный центр данных, и прикладное программное обеспечение работы составных частей устройства.

13. Система по п.1, отличающаяся тем, что в каждом регистраторе устанавливается система синхронизации времени для обеспечения синхронизации работы регистраторов за счет внешнего глобального источника синхронизации.

14. Система по п.1, отличающаяся тем, что в качестве глобальной спутниковой навигационной системы может быть комбинация нескольких глобальных спутниковых навигационных систем.

15. Система по п.1, отличающаяся тем, что минимальное расстояние между регистраторами составляет не менее 500 м.

16. Система по п.1, отличающаяся тем, что вычислительный центр выполнен с возможностью вычисления средней скорости транспортного средства.

17. Система по п.1, отличающаяся тем, что регистраторы выполнены с возможностью закрепления их на фонарных столбах или опорах ЛЭП.