Универсальный дорожный комплекс (удк) и система комплексного контроля условий дорожного движения, содержащая такой удк
Заявленная группа полезных моделей служит для непрерывного автоматического круглосуточного круглогодичного сбора, накопления, хранения, обработки, анализа, распределения между потребителями и отображения информации о дорожных условиях, оказывающих влияние на эффективность функционирования объектов дорожного хозяйства и инфраструктуры, здоровье и безопасность людей, а также для своевременного выявления неблагоприятных факторов и тенденций и выдачи соответствующих сигналов, предупреждений и команд на средства отображения информации и исполнительные устройства. Результат от ее использования выражается в комплексировании и оптимизации сбора информации об условиях дорожного движения и его внешних факторах, анализа такой информации и, как следствие, повышения качества управления движением, а также возможности осуществления указанных операций в режиме реального времени, что призвано, в частности, существенно повысить быстродействие всего комплекса в целом.
Заявленная группа полезных моделей предназначена для непрерывного автоматического круглосуточного круглогодичного сбора, накопления, хранения, обработки, анализа, распределения между потребителями и отображения информации о дорожных условиях, оказывающих влияние на эффективность функционирования объектов дорожного хозяйства и инфраструктуры, здоровье и безопасность людей, а также для своевременного выявления неблагоприятных факторов и тенденций и выдачи соответствующих сигналов, предупреждений и команд на средства отображения информации и исполнительные устройств.
Значительное увеличение количества транспортных средств на автодорожных магистралях и, как следствие, возросшая интенсивность дорожного движения, породили целый комплекс проблем, связанных с необходимостью получения актуальной информации о текущих условиях дорожного движения и активному воздействию и управлению ими в условиях мегаполисов. К числу таких проблем относятся, в частности, многокилометровые пробки и заторы, нередко вызванные как несовершенством систем регулирования дорожного движения (например, неоправданно высокими (или низкими) периодами работы светофоров в режимах одного цвета), погодными условиями (низкая эффективность борьбы с гололедными явлениями, снижающими общую скорость транспортного потока как вследствие собственно ухудшения качества дорожного покрытия, так и резко увеличивающихся в этой связи столкновений транспортных средств), так и совокупностью перечисленных и многих иных условий. Подобные проблемы остро поставили необходимость в создании универсальных систем мониторинга и управления дорожным
движением, обеспечивающих управление как исходя из собственно параметров самого движения (количество, скорость потока), так и из воздействия внешних (погодных) факторов, оказывающих непосредственное влияние на такие параметры.
Задача, решаемая заявленной группой моделей, и состоит в создании подобных систем, при этом технический результат от использования такой группы выражается в комплексировании и оптимизации сбора информации об условиях дорожного движения и его внешних факторах, анализа такой информации и, как следствие, повышения качества управления движением, а также возможности осуществления указанных операций в режиме реального времени, что призвано, в частности, существенно повысить быстродействие всего комплекса в целом.
Поставленный технический результат достигается созданием универсального дорожного комплекса (УДК), выполненного в виде комплекса контрольно-измерительных приборов (КИП), служащих для получения информации о дорожных условиях в месте его расположения, и связанной с комплексом КИП универсальной коммутационной платформы (УКП), служащей для сбора, и/или обработки, и/или анализа, и/или хранения, и/или передачи на центральный и/или удаленный и/или мобильный диспетчерский терминал (ЦДТ, УДТ, МДТ, соответственно) получаемой комплексом КИП информации, а также единой системы комплексного контроля условий дорожного движения, содержащая центральный диспетчерский терминал (ЦДТ), связанный с по меньшей мере одним упомянутым УДК.
Предпочтительные, но не обязательные варианты исполнения заявленного УДК предусматривают:
дополнительное использование в составе комплекса по меньшей мере одного связанного с ним исполнительного устройства, при этом сам комплекс в этом случае выполняют с возможностью выдачи команд и/или информации на такое устройство; выполнение связи между комплексом и
ЦДТ и/или УДТ и/или МДТ волоконно-оптической и/или беспроводной; комплекс КИП может включать приборы измерения метеорологических параметров, параметров состояния дорожного покрытия, параметров загрязненности атмосферного воздуха, параметров транспортных потоков, считывания и распознавания номерных знаков транспортных средств, получения видеоинформации о дорожной обстановке и/или другой информации о дорожных условиях в любом сочетании; использование в качестве упомянутого исполнительного устройства средств предупреждения и/или информирования водителей, управления дорожным движением, нанесения противогололедного реагента, систем уличного освещения и/или вентиляции тоннелей в любом сочетании.
Предпочтительные, но не обязательные варианты исполнения заявленной единой системы предусматривают:
дополнительное наличие по меньшей мере одного исполнительного устройства, связанного с УДК, выполненного с возможностью выдачи команд и/или информации на такое устройство, при этом в качестве исполнительного устройства могут быть использованы средства предупреждения и/или информирования водителей, и/или средства управления дорожным движением и/или средства нанесения противогололедного реагента, и/или системы уличного освещения и/или системы вентиляции тоннелей в любом сочетании; дополнительное наличие по меньшей мере одного удаленного диспетчерского терминала (УДТ), связанного с ЦДТ и/или УДК и служащего для информирования стационарных специализированных служб; дополнительное наличие по меньшей мере одного мобильного диспетчерского терминала (МДТ), связанного с ЦДТ и/или УДК и служащего для информирования мобильных специализированных служб; выполнение связи между ЦДТ и/или УДК, УДТ, МДТ волоконно-оптической и/или беспроводной; наличие в составе комплекса КИП приборов измерения метеорологических параметров, и/или параметров состояния дорожного покрытия, и/или параметров
загрязненности атмосферного воздуха, и/или параметров транспортных потоков, и/или считывания и распознавания номерных знаков транспортных средств, и/или получения видеоинформации о дорожной обстановке и/или другой информации о дорожных условиях.
Заявленная группа полезных моделей иллюстрируется структурными блок-схемами, соответственно, УДК (фиг.1) и единой системы, содержащей по меньшей мере один такой УДК (фиг.2).
Пояснения указанных схем, а также обоснование степеней обобщения, использованных в заявленной формуле полезной модели, представлены ниже.
Заявленный универсальный дорожный комплекс служит для непосредственного сбора, первичной обработки, анализа и хранения информации об условиях дорожного движения в месте непосредственного его расположения, а также позволяет осуществить выдачу команд и обеспечить управление работой исполнительных устройств и включает универсальную коммутационную платформу (УКП), аппаратура которой объединенена в составе единого модуля, полностью готового к эксплуатации и представляющего собой всепогодный шкаф, и комплекс контрольно-измерительных приборов (КИП). При необходимости УДК на основании собственного анализа условий дорожного движения или по указаниям операторов центрального диспетчерского терминала (ЦДТ) формирует и выдает (непосредственно или с использованием системы передачи данных (СПД)) команды на включение соответствующих внешних исполнительных устройств (ИУ).
Универсальная коммутационная платформа (УКП) УДК является центральным звеном УДК и представляет собой аппаратно-программный комплекс, предназначенный для обеспечения информационного обмена и взаимодействия между собой и с ЦДТ всего комплекса контрольно-измерительных, исполнительных и иных приборов и устройств различного
назначения и типов, входящих в УДК. УКП выполняет следующие основные функции:
коммутацию всех контрольно-измерительных, исполнительных и иных приборов и устройств, входящих в состав УДК, между собой и с ЦДТ, с поддержкой всех необходимых каналов и интерфейсов передачи данных (RS232, RS485, USB, Ethernet, Wi-Fi, GPRS/EDGE, ВОЛС и т.п.) и наличием необходимого количества коммутационных портов;
первичную обработку, анализ и хранение собираемой комплексом КИП информации, а также выдачу команд на включение внешних исполнительных устройств;
обеспечение электропитанием и защиту от его кратковременных сбоев как собственных потребителей, так и наиболее ответственных контрольно-измерительных приборов;
поддержание температурно-влажностного режима, необходимого для работы аппаратуры УКП, а также ее защиту от несанкционированного доступа.
Комплекс КИП УДК служит для сбора следующих типов информации и данных об условиях, состоянии, параметров дорожного движения:
- метеорологических параметров: температуры и влажности воздуха, скорости и направления ветра, атмосферного давления, вила и интенсивности осадков, высоты снежного покрова, уровня солнечной радиации и освещенности и т.д.;
- параметров состояния дорожного покрытия: температуры поверхности дороги, толщины водной пленки и температуры ее замерзания, наличия льда, концентрации противогололедного реагента и т.д.;
- загрязненности атмосферного воздуха продуктами сгорания моторных топлив: СО, СО2 , SО2, NО2 и т.д.;
- параметров движения транспортных потоков: скорость, интенсивность движения и тип транспортных средств и т.п.;
- видеоинформации о дорожной обстановке: в непрерывном режиме с передачей информации в реальном масштабе времени в ЦДТ; в дискретном режиме с записью информации за последний интервал времени (до 24 часов) с последующим съемом информации непосредственно в месте установки при необходимости (например, при разборе аварии для установления степени виновности участников);
- номерных знаков транспортных средств и другой необходимой информации.
Контролируемые параметры фиксируются аппаратурой УДК в автоматическом режиме непрерывно, круглогодично, 7 дней в неделю, 24 часа в сутки.
Заявленный УДК конструктивно построен по блочно-модульному принципу на базе стандартных и общеизвестных технических решений, что позволяет отметить такие его существенные преимущества, как высокую степень универсализации, возможность его сбора и монтажа с минимальными трудозатратами, возможность расширения и изменения конфигурации и состава КИП и ИУ в зависимости от конкретных решаемых задач, простоту выполнения регламентных и ремонтных работ. УДК имеет возможность функционировать от внешнего электропитания с рабочим напряжением 220 В/50 Гц и сохраняет работоспособность при температуре окружающей среды от -40 до +60°С, относительной влажности от 0 до 98% (без конденсации влаги) и атмосферном давлении от 650 до 800 мм рт.ст. Кроме того, учитывая специфику основных мест расположения УДК (в непосредственной близости от дорожного полотна), его конструктивное исполнение обеспечивает высокую стойкость к загрязнению абразивной пылью, коррозионно-активными продуктами сгорания автомобильного топлива и хлорсодержащими противогололедными реагентами.
Информация, собираемая УДК, после предварительной обработки посредством СПД, передается в ЦДТ заявленной единой системы
комплексного контроля (СКК) условий дорожного движения для накопления, обработки, анализа, и распределения между потребителями Единая СКК включает:
- сеть УДК расположенных на наиболее ответственных объектах дорожной сети;
- системы передачи данных (СПД), включающие каналообразующую аппаратуру и среду передачи информации;
- центральный, удаленный и мобильный диспетчерские терминалы (ЦДТ, УДТ и МДТ, соответственно) - при необходимости (включают средства накопления, обработки и отображения собираемой УДК информации и управления исполнительными устройствами УДК).
Система передачи данных обеспечивает информационный обмен и взаимодействие между сетью УДК, центральным, удаленными и мобильными диспетчерскими терминалами. В качестве среды передачи информации используется волоконно-оптические линии связи, беспроводные каналы связи GPRS/EDGE и т.п. Для обеспечения информационного обмена СКК УДД используются общеупотребительные протоколы передачи данных.
Центральный диспетчерский терминал представляет собой аппаратно-программный комплекс, являющийся центральным звеном СКК УДД и предназначенный для накопления, обработки, анализа, распределения между потребителями и отображения собираемой сетью УДК информации и управления исполнительными устройствами УДК. ЦДТ построен по технологии «клиент-сервер» и включает в себя серверы СКК УДД и автоматизированные рабочие места (АРМ) диспетчеров.
Удаленные диспетчерские терминалы предназначены для отображения собираемой сетью УДК информации в интересах информирования стационарных потребителей специализированных служб (службы содержания дорог, службы ГИБДД, метеорологические службы, службы экологического мониторинга и т.д.). УДТ связаны СПД с серверами ЦДТ СКК управления дорожным движением и включают в себя одно или
несколько АРМ отображения информации. При необходимости УДТ могут быть делегированы функции управления исполнительными устройствами.
Мобильные диспетчерские терминалы предназначены для отображения собираемой сетью УДК информации в интересах информирования мобильных потребителей специализированных служб (сервисные и ремонтные службы, подвижные экипажи ГИБДД и т.д.). МДТ связаны беспроводными каналами связи с серверами ЦДТ СКК УДД и включают в себя АРМ отображения информации на базе портативных персональных компьютеров или иных коммуникационных устройств (КПК, смартфонов и т.п.). При необходимости МДТ могут быть делегированы функции управления исполнительными устройствами.
В заключение следует отметить, что в качестве исполнительных устройств могут быть использованы и ранее упомянутые средства, и внешние исполнительные устройства, к числу которых могут быть отнесены средства предупреждения и информирования водителей (управляемые дорожные знаки, динамические информационные табло и т.п.), средства управления дорожным движением (светофорная сигнализация, шлагбаумы и т.п.), а также иные устройства и системы (например, система обеспечения противогололедной обстановки, система уличного освещения, система вентиляции туннелей и т.п.).
1. Универсальный дорожный комплекс (УДК), выполненный в виде комплекса контрольно-измерительных приборов (КИП), служащих для получения информации о дорожных условиях в месте его расположения, и связанной с комплексом КИП универсальной коммутационной платформы (УКП), служащей для сбора, и/или обработки, и/или анализа, и/или хранения, и/или передачи на центральный, и/или удаленный, и/или мобильный диспетчерский терминалы (ЦДТ, УДТ, МДТ соответственно) получаемой комплексом КИП информации.
2. Комплекс по п.1, дополнительно содержащий по меньшей мере одно связанное с ним исполнительное устройство, и выполненный с возможностью выдачи команд и/или информации на упомянутое устройство.
3. Комплекс по п.1, в котором связь между ним и ЦДТ и/или УДТ и/или МДТ выполнена волоконно-оптической и/или беспроводной.
4. Комплекс по любому из пп.1-3, в котором комплекс КИП включает приборы измерения метеорологических параметров, и/или параметров состояния дорожного покрытия, и/или параметров загрязненности атмосферного воздуха, и/или параметров транспортных потоков, и/или считывания и распознавания номерных знаков транспортных средств, и/или получения видеоинформации о дорожной обстановке, и/или другой информации о дорожных условиях.
5. Комплекс по п.2, в котором в качестве исполнительного устройства используют средства предупреждения, и/или информирования водителей, и/или средства управления дорожным движением, и/или средства нанесения противогололедного реагента, и/или систему уличного освещения, и/или систему вентиляции тоннелей в любом сочетании.
6. Единая система комплексного контроля условий дорожного движения, содержащая центральный диспетчерский терминал (ЦДТ), связанный с по меньшей мере одним универсальным дорожным комплексом (УДК) по любому из пп.1-5.
7. Система по п.6., дополнительно содержащая по меньшей мере одно исполнительное устройство, связанное с УДК, выполненным с возможностью выдачи команд и/или информации на упомянутое устройство.
8. Система по п.6, дополнительно содержащая по меньшей мере один удаленный диспетчерский терминал (УДТ), связанный с ЦДТ и/или УДК и служащий для информирования стационарных специализированных служб.
9. Система по п.6, дополнительно содержащая по меньшей мере один мобильный диспетчерский терминал (МДТ), связанный с ЦДТ и/или УДК и служащий для информирования мобильных специализированных служб.
10. Система по любому из пп.6-9, в которой связь между ЦДТ и/или УДК, УДТ, МДТ выполнена волоконно-оптической и/или беспроводной.
11. Система по любому из пп.6-9, в которой комплекс КИП включает приборы измерения метеорологических параметров, и/или параметров состояния дорожного покрытия, и/или параметров загрязненности атмосферного воздуха, и/или параметров транспортных потоков, и/или считывания и распознавания номерных знаков транспортных средств, и/или получения видеоинформации о дорожной обстановке, и/или другой информации о дорожных условиях.
12. Система по п.7, в котором в качестве исполнительного устройства используют средства предупреждения, и/или информирования водителей, и/или средства управления дорожным движением, и/или средства нанесения противогололедного реагента, и/или систему уличного освещения, и/или систему вентиляции тоннелей в любом сочетании.
