Мобильный автоматический адаптивный комплекс управления дорожным движением

Полезная модель относится к области технических средств управления движением на автомобильных дорогах общего пользования на участках ремонта дорог, мостов и улично-дорожной сети городов, для управления движением в тоннелях и на перевальных участках, в районах чрезвычайных ситуаций и районах проведения контртеррористических мероприятий.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является обеспечение гибкого, адаптивного управления большими потоками транспортных средств при одновременном повышении безопасности движения и мобильности технических средств управления движением, снижении людских и материальных затрат на участках ремонта дорог и улично-дорожной сети городов, в тоннелях, на перевалах, а также в условиях чрезвычайных ситуаций и районах проведения контртеррористических операций.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что применено новое схемное решение мобильного автоматического адаптивного комплекса управления дорожным движением (МААКУДД), состоящего из сервера, коммутатора, технических средств управления движением, который отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит несколько блоков ввода информации, периферийных устройств ввода и вывода информации, центральное устройство приема и передачи информации, центральный компьютер и несколько технических средств управления движением, выходной сигнал с которых в виде механических, световых или звуковых сигналов представляется оператору. Прием и передача информации от периферийных устройств ввода и вывода информации к серверу и обратно происходит по радиоканалам, использующим СВЧ- (УКВ-) диапазон частот. Установленный МААКУДД позволит управлять дорожным движением в автоматическом режиме в любых условиях погоды и времени суток и года, кроме того, мобильное исполнение комплекса позволит оперативно снимать комплекс с одного места дислокации и перемещать его на другое.

Полезная модель относится к области технических средств управления движением на автомобильных дорогах общего пользования на участках ремонта дорог, мостов и улично-дорожной сети городов, для управления движением в тоннелях и на перевальных участках, в районах чрезвычайных ситуаций и районах проведения контртеррористических мероприятий.

В настоящее время для управления движением применяются интеллектуальные системы технических средств, использующие современные информационные и телекоммуникационные технологии.

Известны аналоги предлагаемому комплексу - это система управления транспортными и пешеходными потоками на перекрестках улиц и дорог [1], система управления тоннелями [1], контроллер светофорного объекта [1], разработанные фирмой SIEMENS и ее партнерами ООО «Профиль» (г.Старый Оскол), ТОО НПП «ТЭТА» (г.Краснодар), система навигационного сопровождения и безопасности транспортных средств «Навигатор» [2], разработанная ООО «НАВСИ» (Санкт- Петербург). Системы фирмы SIEMENS оборудованы основным устройством - контроллером светофорного объекта SIMATIC S7-200, предназначенным для управления дорожным движением путем переключения сигналов светофоров и многопозиционных дорожных знаков, как на локальных перекрестках, так и входящих в систему координированного управления дорожным движением. Система автоматически поддерживает до 17 режимов работы (учитываются выходные и праздничные дни, часы пик и т.д.), позволяет объединять контроллеры в сеть систем автоматизированного управления движением, управляет от 10 до 66 независимыми каналами, контролирует обрыв нитей накала на лампах светофорных объектов. Система «Навигатор» при помощи спутников системы GPS определяет координаты местоположения автомобиля и через мобильную связь стандарта GSM устанавливает связь с диспетчерской службой системы «Навигатор».

Комплекс предоставляемых услуг: отслеживание перемещения транспортного средства, дистанционная остановка двигателя, вызов служб скорой медицинской, технической помощи, юридической и силовой поддержки.

В качестве прототипа выбрана система управления транспортными и пешеходными потоками на перекрестках улиц и дорог [1], оборудованная контроллером светофорного объекта SIMATIC S7-200.

К недостаткам прототипа можно отнести:

1. Строгая привязка к установленным режимам управления движением, отсутствие адаптации к текущим условиям движения транспортных потоков, т.е. связи с реальной дорожной ситуацией, что не обеспечивает заданную безопасность движения.

2. Привязка к конкретному месту расположения.

3. Использование для связи элементов системы кабелей, что не позволяет добиться большой территории охвата, либо влечет большие затраты на прокладку сети кабелей связи и на обслуживание системы.

Технической задачей, решаемой полезной моделью, является обеспечение гибкого, адаптивного управления большими потоками транспортных средств при одновременном повышении безопасности движения и мобильности технических средств управления движением, снижении людских и материальных затрат на участках ремонта дорог и улично-дорожной сети городов, в тоннелях, на перевалах, а также в условиях чрезвычайных ситуаций и районах проведения контртеррористических операций.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что мобильный автоматический адаптивный комплекс управления дорожным движением (МААКУДД), состоящий из сервера, коммутатора, технических средств управления движением, отличается от прототипа тем, что дополнительно содержит несколько блоков ввода информации, каждый из которых соединен с периферийным устройством ввода и вывода информации, состоящим из последовательно соединенных блока обработки и преобразования информации,

блока обеспечения безопасности информации, блока преобразования и передачи информации, питающихся от автономного источника электропитания, выходные сигналы с блоков преобразования и передачи информации поступают через центральное устройство приема и передачи информации, состоящее из приемо-передающей антенны, блока приема и передачи информации, на центральный компьютер. Центральный компьютер состоит из блока обеспечения безопасности информации, коммутатора и сервера, где все принятые сигналы преобразуются в сигнал на управление транспортом, который через коммутатор, блок обеспечения безопасности информации и периферийные устройства ввода и вывода информации поступает в несколько технических средств управления движением, выходной сигнал с которых в виде механических, световых или звуковых сигналов представляется оператору. Прием и передача информации от периферийных устройств ввода и вывода информации к серверу и обратно происходит по радиоканалам, использующим СВЧ- (УКВ-) диапазон частот. Комплекс выполнен в мобильном варианте, позволяющем доставлять к месту дислокации и монтировать его, а также перевозить с одного места дислокации на другое в сжатые сроки.

На фиг.1 представлена схема мобильного автоматического адаптивного комплекса управления движением, где обозначены:

- Поз.1 - блок ввода информации;

- Поз.2 - блок обработки и преобразования информации (микрокомпьютер);

- Поз.3 - блок обеспечения безопасности информации;

- Поз.4 - блок преобразования и передачи информации;

- Поз.5 - приемо-передающая антенна;

- Поз.6 - блок приема и передачи информации (радиостанция)

- Поз.7 -коммутатор;

- Поз.8 - сервер;

- Поз.9 - техническое средство управления движением;

- Поз.10-генератор тока;

- Поз.11 - автономный источник электропитания;

- Поз.12 - центральное устройство приема и передачи информации;

- Поз.13 - периферийное устройство ввода и вывода информации;

- Поз.14 - центральный компьютер.

На фиг.2 представлена схема размещения технических средств мобильного автоматического адаптивного комплекса управления движением на перекрестке, где обозначены:

- Поз.15 - транспортные средства;

- Поз.16 - автомобиль у правления;

- Поз.17 - участок дороги, на котором происходит управление движением;

- Поз.18 - радионаправление.

Блоки и устройства 1, 9, 13 являются периферийными устройствами ввода и вывода информации. Устройства 10, 11 являются устройствами, обеспечивающими работу основного оборудования.

Блоками ввода информации 1 могут быть приемники информации различного типа (емкостные, индукционные, магнитные, фотоэлектрические, лазерные, оптические, волновые и т.д.), которые принимают оптическую, механическую, волновую, магнитную и т.п.информацию о следующих по дороге колоннах (номера колонн, количество транспортных средств в колонне и т.д.). Блок обработки и преобразования информации 2 представляет из себя микрокомпьютер, который перерабатывает полученную от блока 1 информацию в цифровой вид. Блок обеспечения безопасности информации 3 служит для скрытия информации от несанкционированного доступа путем кодирования ее на выходах и декодирования на входах всех информационных устройств, входящих в состав комплекса. Блок преобразования и передачи информации 4 преобразует кодированный цифровой сигнал, получаемый от блока 3 в радиоволны. Блоки 2, 3, 4, 11 объединены в единое периферийное устройство ввода и вывода информации 13, которое предназначено для приема данных о прохождении автомобильных колонн и отдельных

транспортных средств от блока 1, передаче данных на приемо-передающую антенну 5 и вывода данных о принятом решении на блок 9. Оно расположено непосредственно в месте прохождения транспорта - участке автомобильной дороги 17, как на входе на участок с низкой пропускной способностью, так и внутри этого участка и на выходе из него. Такая схема позволяет контролировать прохождение всех транспортных средств как на входе на участок, так и внутри него. Число устройств ввода и вывода информации может быть не больше числа имеющихся входных каналов устройства 7. Устройство 11 служит для обеспечения электропитанием блоков 1, 2, 3, 4 и представляет из себя стандартный аккумулятор.

В качестве приемо-передающей антенны 5 может применяться штыревая антенна, обеспечивающая работу в радиусе действия до 5 км. Блок приема и передачи информации 6 (радиостанция) работает в СВЧ- (УКВ-) диапазоне и позволяет организовать радиосеть, в которой каждое периферийное устройство имеет свое радионаправление 18. Блоки 5, 6 располагаются совместно и составляют центральное устройство приема и передачи информации 12. Для обеспечения его автономной работы в его комплект входит генератор тока 10.

Коммутатор 7 служит для распознавания (аутентификации) полученного сигнала от каждого индивидуального устройства, как от клиента локальной компьютерной сети, и адресно направить данные для каждого устройства в отдельности. Устройства 7, 8 и блок 3 конструктивно могут располагаться в одном корпусе и составляют основное устройство (центральный компьютер 14). Сервер 8 в автоматическом режиме управляет движением на дороге, анализируя информацию, полученную от блоков ввода информации 1 через устройства 13, 12, 3, 7, выдает решение на прохождение транспорта по тому или иному возможному объезду путем направления соответствующих сигналов на устройства 9 через блоки 7, 3, 12, 13. Центральный компьютер 14 с генератором тока 10 монтируется на базе автомобиля управления 16, что придает мобильность комплексу. Центральное устройство приема и

передачи информации 12 расположено в том же районе на небольшом удалении от центрального компьютера 14 (для повышения его живучести) или совместно с ним. Блоки 5 и 6 устройства 12 должны быть размещены таким образом, чтобы обеспечить устойчивую радиосвязь с периферийными устройствами ввода и вывода информации 13 по нескольким радионаправлениям в зависимости от количества блоков ввода информации 1 и технических средств управления движением 9.

Техническое средство управления движением 9 (светофор, электронный дорожный знак, указатель, световая разметка, шлагбаум, пользовательский интерфейс в кабине водителя или начальника колонны и т.п.) - управляет движением путем индикации условных сигналов, понятных водителю и начальнику колонны. Блок 9 смонтирован совместно с устройством 13 в единое устройство вывода информации и расположен на участке дороги в месте необходимого регулирования движения. Он отвечает за индикацию информационных знаковых сигналов водителям.

Для дублирования устройств 4, 5, 6 возможно предусмотреть резервное устройство - кабель для передачи цифрового сигнала. Оно предназначено для применения в экстренных случаях, когда невозможно наладить радиосвязь (препятствия, мешающие связи, сильные помехи) и передает информацию в виде цифрового сигнала от блоков 3 периферийных устройств на блок 3 центрального компьютера и способно заменить одно радионаправление.

Для осуществления контроля исправности и правильности работы всех устройств ввода и вывода информации сервер периодически запрашивает у них состояние работы, что отражено на схеме обратными связями.

Центральный компьютер 14 размещен на автомобиле управления 16. Центральное устройство приема и передачи информации 12 может располагаться на небольшом удалении от автомобиля управления 16 для повышения живучести центрального компьютера 14. Периферийные устройства ввода информации и вывода информации 1, 9, 13 располагаются непосредственно

на дороге в местах регулирования движения. Все устройства ввода и вывода информации снабжены стойками для их установки на дороге. Комплекс оснащен грузовыми автомобилями, которые имеют приспособления для укладки и перевозки устройств ввода и вывода информации.

Работа комплекса осуществляется следующим образом.

Персонал, обеспечивающий работу комплекса, устанавливает на заранее выбранных для управления движением местах - участках автомобильных дорог 17, устройства ввода и вывода информации 1, 9, 13 и включают их электропитание, автомобиль управления 16 с центральным компьютером 14, центральным устройством приема и передачи информации 12 размещается таким образом, чтобы обеспечить устойчивую радиосвязь со всеми устройствами ввода и вывода информации. Для электроснабжения устройств 12, 14, разворачиваются и включаются в работу генераторы тока 10.

Блок 1 воспринимает информацию (оптическую, емкостную, волновую, магнитную и т.д. - в зависимости от типа приемного устройства) от транспортных средств о прохождении их на участке размещения приемников информации, переводит ее в аналоговый вид и направляет на блок 2, который производит обработку аналогового сигнала в цифровой вид. Блок 3 производит кодирование информации и направляет ее в блок 4, который перерабатывает полученную информацию в радиоволны. Радионаправление 18, созданное центральным устройством приема и передачи информации 12 позволяет принять радиосигнал от блоков 4 устройств ввода и вывода информации с помощью устройств 5 и 6 и передать в блок 3 центрального компьютера 14. На сервер 8 информация поступает через блоки 3 (где декодируется и приобретает вид цифровой информации) и 7 (где по виду информации распознается, от какого конкретного устройства она пришла). На сервере 8 установлено программное обеспечение, позволяющее управлять движением транспортных средств в районе, которое отрабатывает полученные данные и принимает решение по пропуску прибывших транспортных средств через район, в котором установлен данный комплекс. Далее информация о принятом

решение проходит через коммутатор 7 (где ему присваивается адрес устройства, которому предназначена информация) и блок обеспечения безопасности информации 3 (где информация кодируется) в центральное устройство приема и передачи информации 12, а оттуда по радионаправлению 18 - к блокам 4 периферийных устройств ввода и вывода информации 13. Через технические средства управления движением 9 принятое решение доводится до водителей транспортных средств.

Применение мобильного автоматического адаптивного комплекса управления движением обеспечит гибкость и адаптивность управления движением на ремонтируемых участках дорог, улично-дорожной сети городов, в тоннелях и на перевальных участках, в районах переправ, на участках с ограниченной пропускной способностью, в условиях чрезвычайных ситуаций, когда нахождение в районе ЧС грозит жизни и здоровью людей, с одновременным повышением безопасности дорожного движения и мобильности технических средств управления движением. Установленный МААКУДД позволит управлять дорожным движением в автоматическом режиме в любых условиях погоды и времени суток и года, кроме того, мобильное исполнение комплекса позволит оперативно снимать комплекс с одного места дислокации и перемещать его на другое.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ:

1. www.siemens.ru/ad/as

2. Свидетельство на полезную модель №26671 от 10.12.2002 г.

Мобильный автоматический адаптивный комплекс управления дорожным движением, состоящий из сервера, коммутатора, технических средств управления движением, отличающийся тем, что дополнительно содержит несколько блоков ввода информации, каждый из которых соединен с периферийным устройством ввода и вывода информации, состоящим из последовательно соединенных блока обработки и преобразования информации, блока обеспечения безопасности информации, блока преобразования и передачи информации, питающихся от автономного источника электропитания, и выходные сигналы с блоков преобразования и передачи информации поступают через центральное устройство приема и передачи информации, состоящее из приемо-передающей антенны, блока приема и передачи информации, на центральный компьютер, включающий блок обеспечения безопасности информации, коммутатор и сервер, в котором все принятые сигналы преобразуются в сигнал на управление транспортом, который через коммутатор, блок обеспечения безопасности информации и периферийные устройства ввода и вывода информации поступает в несколько технических средств управления движением, выходной сигнал с которых в виде механических, световых или звуковых сигналов представляется оператору.