СИСТЕМА КОМПЛЕКСНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ТРАНСПОРТА Российский патент 2000 года по МПК G08G1/01 G08G1/07 

Изобретение относится к управлению движением транспорта, в частности оно предоставляет участникам дорожного движения возможность выбора оптимального маршрута следования, а также позволяет централизованно управлять работой светофоров и дорожных знаков с учетом обстановки на дорожно-уличной сети.

Известна навигационная система для транспортных средств, предназначенная для выбора дороги с учетом расхода топлива (патент США N 5742922, МПК G 01 C 021/00). Данная система включает входное устройство для выбора места назначения, антенну для приема спутниковых данных и/или информации, относящейся к обстановке на дороге, память и микрокомпьютер для определения текущего местонахождения автомобиля и альтернативных путей от текущего положения автомобиля к месту назначения. Система позволяет выбрать из множества возможных маршрутов с учетом информации о различных дорогах и обстановке на них оптимальный маршрут, преодоление которого требует наименьших затрат топлива. Такая система предоставляет информацию об обстановке на дорогах исключительно ее абонентам, приемные устройства которых установлены на их автомобилях. Данная система не позволяет управлять работой светофоров и управляемых дорожных знаков с тем, чтобы улучшить обстановку на дорожно-транспортной сети.

Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату является система регулирования движения дорожного транспорта (патент РФ N 2125295, МПК G 08 G 1/00). Система содержит центральный компьютер для сбора информации о ситуации на проезжей части, получаемой с помощью видеокамер, установленных у проезжей части. Транспортные средства абонентов снабжены компьютерами, имеющими радиосвязь с центральным компьютером для приема закодированных сигналов о ситуации на проезжей части с возможностью визуального воспроизведения на мониторе полученной информации, оповещающей абонентов о заторах на проезжей части, их причинах, продолжительности и выдающей рекомендации о предпочтительном маршруте движения в намеченный пункт. Для облегчения нагрузки на центральный компьютер в различных районах города установлены региональные базовые компьютеры, входы которых подключены к отдельным группам видеокамер, а выходы соединены с входами центрального компьютера.

Однако указанная система также как и описанная выше, предоставляет информацию о состоянии на дорожно-уличной сети исключительно ее абонентам, приемные устройства которых установлены на автомобилях. Данная система не позволяет управлять работой светофоров и управляемых дорожных знаков с тем, чтобы улучшить обстановку на дорожно-уличной сети. Более того, в системе для фиксирования обстановки на дороге используются видеокамеры, что снижает функциональные возможности системы, так как информация, поступающая от видеокамер, недостаточна для определения, например, экологической обстановки на каждом конкретном участке дороги.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей системы управления движением транспорта путем предоставления информации о ситуации на дорожно-уличной сети не только тем участникам движения, в автомобилях которых установлено приемное устройство, но и всем остальным участникам дорожного движения, более полной информации о состоянии на дорогах, включая информацию об экологической обстановке вблизи проезжей части, а также путем использования полученной информации о состоянии на дорогах для централизованного управления работой светофоров и управляемых дорожных знаков.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что в систему комплексного управления движением транспорта, включающую в себя центральный компьютер, передатчик и соединенные с ним через каналы связи приемные устройства абонентов, а также установленные у проезжей части устройства, предназначенные для сбора информации о транспортных потоках, введены центральное устройство управления светофорами, соединенное с центральным компьютером и со светофорными объектами, расположенными в зоне действия системы, центральное устройство управления управляемыми дорожными знаками, соединенное с центральным компьютером и с управляемыми дорожными знаками, расположенными в зоне действия системы, а в качестве устройств, предназначенных для сбора информации о ситуациях на дорожно-уличной сети, используют наборы датчиков, соединенные с центральным компьютером, в состав которых входят, по крайней мере, детекторы транспорта, измеряющие параметры транспортных потоков, и экологические датчики, определяющие загрязненность воздуха у проезжей части дороги, а также за счет того, что в качестве приемного устройства абонентов могут использоваться установленные на транспортных средствах, а также в диспетчерских пунктах персональные компьютеры, специализированные на визуальное воспроизведение информации о ситуации на проезжей части в реальном времени, и специализированные информационные табло, установленные у проезжей части, а также за счет того, что в упомянутый набор датчиков дополнительно включают управляемую видеокамеру, соединенную с устройством управления видеокамерами. При этом установленные в диспетчерских пунктах персональные компьютеры, специализированные на визуальное воспроизведение информации о ситуации на дорогах, могут быть соединены посредством радиосвязи через передатчик с приемными устройствами абонентов, в качестве которых используются пейджеры или сотовые телефоны, или переговорные устройства, либо терминалы, установленные в определенных местах. Персональные компьютеры также могут быть соединены с терминалами, установленными в определенных местах, посредством проводной связи. Центральный компьютер снабжен базой данных среднестатистических значений параметров транспортных потоков для каждого участка дорожно-уличной сети в различное время суток и при различных погодных условиях, для определения которых используют спутниковую информацию.

Использование для сбора информации об обстановке на дорожно-уличной сети наборов датчиков, в состав которых входят детекторы транспорта, измеряющие параметры транспортного потока (интенсивность, среднюю скорость и плотность транспортного потока, тип транспортных средств), и экологические датчики, определяющие загрязненность воздуха у проезжей части дороги, позволяет получить полную информацию не только о параметрах транспортного потока, но и информацию о степени загрязнения воздуха вблизи проезжей части, что косвенно характеризует транспортную обстановку на дороге, а также позволяет повысить степень надежности системы и уменьшить стоимость ее эксплуатации.

Надежность работы системы повышается также и за счет того, что наличие в составе упомянутых наборов датчиков управляемой видеокамеры позволяет дополнительно осуществлять при необходимости наблюдение за обстановкой на дорожно-уличной сети, при этом положение видеокамеры может изменяться любым образом.

Работа системы поясняется чертежом.

На чертеже показана функциональная схема системы комплексного управления движением транспорта.

Система комплексного управления движением транспорта состоит из центрального компьютера 1, в качестве которого используется компьютер с процессором не ниже типа НР9000К100. Центральный компьютер 1 расположен в диспетчерском пункте на центральной станции слежения за ситуацией на проезжей части всего города. Центральный компьютер 1 соединен через каналы связи 2, например, посредством проводной связи с наборами датчиков, расположенными в определенных местах у проезжей части, обычно вблизи перекрестков. В каждый набор датчиков входят детектор транспорта 3 и экологический датчик 4. Детекторы транспорта 3 устанавливают на зданиях, мачтах, мостах и т.п. Экологические датчики 4 устанавливают вблизи проезжей части. Детектор транспорта 3, в качестве которого может быть использован, например, радиолокационный датчик RTMS X2, определяет интенсивность, среднюю скорость движения и плотность потока, тип транспортных средств. Экологический датчик 4 измеряет степень загрязнения воздуха вблизи проезжей части. В набор датчиков может входить управляемая видеокамера 5, соединенная с центральным устройством управления видеокамерами 6 через проводной канал связи 7. Центральное устройство управления видеокамерами 6 соединено с центральным компьютером 1 и полиэкраном 8. Центральное устройство управления видеокамерами 6 может быть совмещено с центральным компьютером 1. Центральное устройство управления видеокамерами 6 и полиэкран 8 расположены в диспетчерском пункте на центральной станции слежения за ситуацией на проезжей части всего города. Видеокамеры 5 обычно устанавливают на мостах, зданиях, мачтах и т.п.

Центральный компьютер 1 соединен с центральным устройством управления светофорными объектами 9, которое в свою очередь посредством проводной связи (канал связи 10) соединено с дорожными контроллерами 11 управляющими светофорными объектами 12, входящими в зону их действия. Центральное устройство управления светофорными объектами 9 может быть реализовано на базе центрального компьютера 1. Центральный компьютер 1 соединен с центральным устройством управления управляемыми дорожными знаками 13, которое в свою очередь посредством проводной связи (канал связи 14) соединено с дорожными контроллерами 15, управляющими управляемыми дорожными знаками 16, входящими в зону их действия. Центральное устройство управления светофорными объектами 9 и центральное устройство управления управляемыми дорожными знаками 13 расположены в диспетчерском пункте на центральной станции слежения за ситуацией на проезжей части всего города.

Абоненты системы снабжены приемниками сигналов от центрального компьютера 1.

В случае, когда приемное устройство 17 расположено на транспортном средстве 18, оно может быть выполнено в виде персонального компьютера, специализированного на визуальное воспроизведение информации о ситуации на дорожно-уличной сети с помощью имеющегося у него монитора. Передача сигналов персональным компьютерам, установленным на борту автомобилей, осуществляется посредством радиосвязи с помощью передатчика (на фиг. не показан), а именно радиостанции, размещенной на территории действия системы. В автомобилях абонентов также должна иметься система, предназначенная для определения их местонахождения с помощью автомобильных спутниковых навигаторов или путем радиопеленгации. Получаемые персональными компьютерами сигналы служат для информирования абонентов о ситуации на участках проезжей части, по которым проложен маршрут движения автомобиля, принадлежащего абоненту.

В случае, когда приемное устройство (на фиг. не показано) установлено в диспетчерских пунктах, например, скорой помощи, пожарной службы и т. п., оно может быть соединено с центральным компьютером 1 посредством проводной связи либо радиосвязи с помощью передатчика.

Установленные в диспетчерских пунктах персональные компьютеры (на фиг. не показаны), специализированные на визуальное воспроизведение информации о ситуации на дорогах, могут быть соединены посредством радиосвязи через передатчик с приемными устройствами абонентов 17, в качестве которых используются пейджеры или сотовые телефоны, или переговорные устройства, либо терминалы, установленные в определенных местах.

В случае, когда приемное устройство установлено стационарно вблизи проезжей части, оно может быть выполнено в виде информационного табло 19, на котором отображается информация об обстановке на последующих участках близлежащих дорог либо о времени проезда от места расположения табло 19 до определенных пунктов дорожно-уличной сети. Эта информация доступна всем участникам дорожного движения и помогает им выбрать оптимальный маршрут следования. Такое приемное устройство 19 может быть соединено с центральным компьютером 1 посредством проводной связи.

Система работает следующим образом.

Параметры транспортных потоков, имеющихся на дорожно-уличной сети города, то есть на его улицах, проспектах, магистралях, переулках, пригородных шоссе, у площадей, непрерывно в реальном масштабе времени определяют с помощью множества детекторов транспорта 3. Степень загрязнения воздуха вблизи проезжей части также непрерывно в реальном масштабе времени измеряют с помощью множества датчиков 4. От датчиков 3 и 4 сигналы поступают в центральный компьютер 1. В центральном компьютере 1 полученные от датчиков 3 значения параметров транспортного потока с помощью соответствующего программного обеспечения для каждого момента времени сравнивают со среднестатистическими значениями, характерными для каждого участка дорожно-уличной сети при конкретных погодных и сезонных условиях, хранящимися в базе данных среднестатистических значений параметров транспортного потока. Данные о степени загрязнения воздуха вблизи проезжей части, полученные от экологических датчиков 4, в центральном компьютере 1 с помощью соответствующего программного обеспечения сравнивают со среднестатистическими значениями, характерными для каждого участка дорожно-уличной сети при конкретных погодных и сезонных условиях, хранящимися в базе данных среднестатистических значений. Если средняя скорость транспортного потока на каком-либо участке проезжей части меньше минимально допустимой (среднестатистического значения, характерного для данного участка), а степень загрязнения выше максимально допустимого значения (среднестатистического значения, характерного для данного участка), то делается вывод о том, что на данном участке дороги сложилась нестандартная ситуация, в частности образовался затор.

Из центрального устройства управления светофорными объектами 9 в центральный компьютер 1 поступает информация о режиме работы светофорных объектов 12. Данные о режиме работы светофорных объектов 12 с помощью соответствующего программного обеспечения в центральном компьютере 1 сопоставляют с данными о транспортном потоке и степени загрязнения воздуха вблизи них, на основании такого анализа с помощью центрального устройства управления светофорами 9 корректируют режим работы светофорных объектов 12 (выбор длительности фазы работы светофорного объекта) путем посылки соответствующих команд в дорожные контроллеры 11. Режим работы светофорных объектов 12 рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить скорость движения транспорта не ниже минимально допустимой, а степень загрязнения воздуха вблизи проезжей части не должна превышать максимально допустимое значение.

Из центрального устройства управления управляемыми дорожными знаками 13 в центральный компьютер 1 поступает информация о режиме работы управляемых дорожных знаков 16. Данные о режиме работы управляемых дорожных знаков 16 с помощью соответствующего программного обеспечения в центральном компьютере 1 сопоставляют с данными о транспортном потоке и степени загрязнения воздуха вблизи них, на основании такого анализа с помощью центрального устройства управления управляемыми дорожными знаками 13 корректируют режим работы управляемых дорожных знаков 16 путем посылки соответствующих команд в дорожные контроллеры 15. Режим работы управляемых дорожных знаков 16 рассчитывают таким образом, чтобы обеспечить скорость движения транспорта не ниже минимально допустимой, а степень загрязнения воздуха вблизи проезжей части не должна превышать максимально допустимое значение.

В центральный компьютер 1 поступает также другая информация, касающаяся обстановки на дорожно-уличной сети, например о дорожно-транспортных происшествиях, прогноз погоды или предупреждение, например об обледенении проезжей части, информация о закрытых для движения участках проезжей части в связи с ремонтом или шествиями демонстрантов.

Собранную и обработанную в центральном компьютере 1 вышеописанную информацию, касающуюся обстановки на дорожно-уличной сети, представленную в виде закодированного сигнала, через радиостанцию посредством радиосвязи по запросу абонента либо непрерывно передают в специализированные персональные компьютеры, расположенные в автомобилях абонентов 18, либо в диспетчерских пунктах. В приемные устройства, установленные на информационных табло 19, информация передается либо по проводной связи, либо также посредством радиосвязи. Информацию на табло 19 обновляют по мере ее изменения.

Вышеописанная информация, поступившая в персональный компьютер абонента 18, с помощью соответствующей программы расчета оптимального маршрута следования с учетом местонахождения автомобиля обрабатывается, в результате чего на мониторе компьютера по запросу абонента может быть представлен оптимальный маршрут, выбор которого зависит от заданных пользователем параметров оптимизации (длительность следования, затраты топлива, экологическая обстановка). По желанию абонента на экране монитора персонального компьютера визуально воспроизводится информация о ситуации на дорожно-уличной сети города, которая дается в виде карты, приводится информация о заторах на проезжей части, режиме работы светофоров и управляемых дорожных знаков. Абонент может путем нажатия других клавиш также получить информацию о дорожно-транспортных происшествиях, о прогнозе погоды, о закрытых для движения участках проезжей части в связи с ремонтом или шествиями демонстрантов и т. п.

Доступность для участников дорожного движения всех этих сведений способствует повышению их безопасности движения и позволяет улучшить экологическую обстановку вблизи проезжей части.

Наличие в системе регулирования движения дорожного транспорта управляемых видеокамер 5 позволяет осуществлять визуальное наблюдение за ситуацией на дорогах. Информация с управляемых видеокамер 5 поступает в центральный диспетчерский пункт на полиэкран 8. В случае нестандартной ситуации на дороге, которая определяется путем сопоставления характеристик транспортного потока и степени загрязнения воздуха вблизи проезжей части со среднестатистическими значениями, центральный компьютер 1 посылает соответствующую команду в центральное устройство управления видеокамерами 6, определяющую видеокамеру 5, расположенную на участке, на котором выявлена нестандартная ситуация. В результате на полиэкране 8 появляется сигнал, показывающий оператору на изображение, с какой именно видеокамеры следует обратить внимание. Для получения полного представления о случившемся на дороге оператор с помощью центрального устройства управления видеокамерами 6 может изменить положение соответствующей видеокамеры 5 относительно проезжей части.

Использование предлагаемой системы комплексного управления движением транспорта дает возможность дорожным службам рационально распределять в зоне действия системы транспортные потоки и тем самым сохранять высокую интенсивность движения с минимальным риском возникновения заторов и инцидентов на проезжей части, что помогает решать весьма актуальную для крупных городов задачу повышения безопасности дорожного движения и улучшения экологической обстановки в городе.

Изобретение относится к управлению движением транспорта. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей системы управления движением транспорта путем предоставления информации о ситуации на дорожно-уличной сети не только тем участникам движения, в автомобилях которых установлено приемное устройство, но и всем остальным участникам дорожного движения. Система комплексного управления движением транспорта включает в себя центральный компьютер, передатчик и соединенные с ним через каналы связи приемные устройства абонентов, установленные у проезжей части устройства, предназначенные для сбора информации о транспортных потоках, центральное устройство управления светофорами, соединенное с центральным компьютером и светофорными объектами, расположенными в зоне действия системы, центральное устройство управления управляемыми дорожными знаками, соединенное с центральным компьютером и управляемыми дорожными знаками, расположенными в зоне действия системы, а в качестве устройств, предназначенных для сбора информации о ситуациях на дорожно-уличной сети, используют наборы датчиков, в состав которых входят, по крайней мере, детекторы транспорта, измеряющие параметры транспортных потоков, и экологические датчики, определяющие загрязненность воздуха у проезжей части дороги. 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система комплексного управления движением транспорта, включающая в себя центральный компьютер, передатчик и соединенные с ним через каналы связи приемные устройства абонентов, а также установленные у проезжей части устройства, предназначенные для сбора информации о транспортных потоках, отличающаяся тем, что в систему введено центральное устройство управления светофорами, соединенное с упомянутым центральным компьютером и со светофорными объектами, расположенными в зоне действия системы, центральное устройство управления управляемыми дорожными знаками, соединенное с упомянутым центральным компьютером и управляемыми дорожными знаками, расположенными в зоне действия системы, а в качестве устройств, предназначенных для сбора информации о ситуациях на дороге, используют наборы датчиков, соединенные с центральным компьютером, связанным с передатчиком. 2. Система комплексного управления движением транспорта по п.1, отличающаяся тем, что в упомянутые наборы датчиков включены, по крайней мере, детекторы транспорта, измеряющие параметры транспортных потоков, и экологические датчики, определяющие загрязненность воздуха у проезжей части дороги. 3. Система комплексного управления движением транспорта по п.2, отличающаяся тем, что в упомянутые наборы датчиков включены управляемые видеокамеры, соединенные с упомянутым центральным компьютером через центральное устройство управления видеокамерами. 4. Система комплексного управления движением транспорта по п.1, отличающаяся тем, что с упомянутым центральным компьютером посредством проводной связи или радиосвязи соединены специализированные информационные табло, установленные у проезжей части. 5. Система комплексного управления движением транспорта по п.1, отличающаяся тем, что в качестве упомянутого приемного устройства абонентов используют установленные на транспортных средствах персональные компьютеры, специализированные на визуальное воспроизведение информации о ситуации на дорогах. 6. Система комплексного управления движением транспорта по п.1, отличающаяся тем, что с упомянутым центральным компьютером посредством проводной связи или радиосвязи с помощью передатчика соединены установленные в диспетчерских пунктах персональные компьютеры, специализированные на визуальное воспроизведение информации о ситуации на дорогах. 7. Система комплексного управления движением транспорта по п.6, отличающаяся тем, что установленные в диспетчерских пунктах упомянутые персональные компьютеры, специализированные на визуальное воспроизведение информации о ситуации на дорогах, соединены посредством радиосвязи через передатчик с приемными устройствами абонентов, в качестве которых используются пейджеры, или сотовые телефоны, или переговорные устройства, либо терминалы, установленные в определенных местах. 8. Система комплексного управления движением транспорта по п.6, отличающаяся тем, что установленные в диспетчерских пунктах упомянутые персональные компьютеры, специализированные на визуальное воспроизведение информации о ситуации на дорогах, соединены с упомянутыми терминалами, установленными в определенных местах. 9. Система комплексного управления движением транспорта по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый центральный компьютер снабжен базой данных среднестатистических значений параметров транспортных потоков для каждого участка дорожно-уличной сети в различное время суток и при различных погодных условиях. 10. Система комплексного управления движением транспорта по п.9, отличающаяся тем, что для определения среднестатистических значений параметров транспортных потоков используют спутниковую информацию.