Система для организации дорожного движения Российский патент 2019 года по МПК G08G1/56 F21W131/103 H04H20/55 H04H20/71 

Изобретение относится к сигнальным дорожным системам, использующим беспроводные радиочастотные средства передачи информации для адресного управления световой индикацией дорожных знаков для организации дорожного движения. Изобретение может быть использовано для заблаговременного информирования участников дорожного движения о приближении к криволинейному участку дороги и их сопровождения сигнальными огнями по нему в условиях ограниченной видимости с целью предотвращения аварийных ситуаций и ДТП.

Из уровня техники известна система организации дорожного движения, использующая беспроводные радиочастотные системы передачи информации для управления световой индикацией дорожных знаков (патент США № 2018225980, 08.09.2018). Система состоит из сенсорного модуля, координационно-исполнительного модуля и исполнительных модулей, соединенных между собой беспроводной радиочастотной сетью, посредством сетевых приёмопередатчиков. Сенсорный модуль связан с датчиком наличия участников дорожного движения с возможностью формирования команды включения элементов световой индикации, которые расположены вдоль дороги и управляются исполнительными модулями, при приближении участников дорожного движения к датчику. Приемопередатчики подключены к микроконтроллерам модулей, которыми они снабжены в качестве программируемых логических устройств, при этом микроконтроллер сенсорного модуля соединён с датчиком наличия участников дорожного движения, которым снабжено сенсорное устройство, а микроконтроллеры координационно-исполнительного модуля и исполнительных модулей соединены с элементами световой индикации, которыми снабжены дорожные знаки исполнительных устройств, расположенных на протяжении криволинейного участка дороги. Модули системы снабжены внутренними системами питания, которые соединены с внешней системой питания, при этом обеспечивается совместное выполнение динамического свечения в виде «бегущего огня» для попутного и встречного направлений.

Недостатком данной системы является ее относительно невысокая надежность ввиду отсутствия устройств, обеспечивающих контроль исправности работы ее основных компонентов – модулей, и своевременное оповещение о выходе их из строя с целью проведения оперативного ремонта.

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в разработке беспроводной радиочастотной системы для организации дорожного движения на криволинейном участке дороги и управления его динамической световой индикацией, образующей эффект «бегущего огня», и заблаговременно предупреждающей участников дорожного движения об их приближении к криволинейному участку дороги.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных характеристик системы за счет возможности дистанционного мониторинга работы системы и управления ее работой, гибкой настройки параметров ее работы, бесперебойности работы системы, а также повышение безопасности участников дорожного движения на опасных криволинейных участках дороги, в том числе, в условиях ограниченной видимости для предотвращения случаев дорожно-транспортных происшествий.

Указанный технический результат достигается в системе для организации дорожного движения, состоящей из по меньшей мере, одного сенсорного устройства, устанавливаемого перед криволинейным участком дороги и по меньшей мере, двух исполнительных устройств, предназначенных для установки вдоль криволинейного участка дороги, при этом, сенсорное устройство содержит датчик обнаружения участников дорожного движения, по меньшей мере один,

сенсорный модуль, включающий в качестве его элементов программируемое логическое устройство, связанное с датчиком обнаружения участников дорожного движения, с приемопередатчиком, внутренней системой питания и измерительным датчиком,

а каждое исполнительное устройство содержит исполнительный модуль, а одно из них (Далее - Первое исполнительное устройство) в системе содержит координационно-исполнительный модуль и коммуникационно-управляющий модуль, при этом, координационно-исполнительный и каждый исполнительный модули включают в качестве их элементов программируемое логическое устройство и связанные с ним измерительные датчики, приемопередатчик, внутреннюю систему питания, при этом программируемое логическое устройство выполнено с возможностью подключения к элементам световой индикации дорожных знаков через измерительный датчик, а коммуникационно-управляющий модуль содержит в качестве его элементов программируемое логическое устройство и связанные с ним приёмопередатчик, модем сотовой связи GSM/GPRS, соединенный с антенной, и внутреннюю систему питания, причем, сенсорный, координационно-исполнительный, исполнительный, коммуникационно-управляющий модули соединены между собой беспроводной радиочастотной сетью посредством приемопередатчиков,

а внутренняя система питания внутри каждого из модулей связана с каждым из элементов соответствующего модуля.

Кроме того, программируемое логическое устройство координационно-исполнительного модуля выполнено с возможностью отправки команды всем модулям системы через приемопередатчик на построение беспроводной радиочастотной сети, а также отправки команды исполнительным модулям на перевод элементов световой индикации в режим статичной или динамической световой индикации.

Сенсорное устройство предназначено для установки перед началом криволинейного участка дороги на стороне, сопутствующей направлению движения. Количество сенсорных устройств зависит от количества направлений движения на криволинейном участке дороги.

Сенсорное устройство может иметь коммутационный шкаф с преобразующим блоком питания, которые установлены на опоре.

В качестве датчиков обнаружения участников дорожного движения для определения наличия участников дорожного движения сенсорное устройство может содержать инфракрасные или радиолокационные датчики. Датчик движения может быть расположен в защитном кожухе. Сенсорный модуль установлен на верхней стороне защитного металлического кожуха датчика обнаружения участников дорожного движения. Сенсорный модуль содержит клеммную колодку, программируемое логическое устройство, приемопередатчик, датчик напряжения, внутреннюю систему питания. В качестве элементов сенсорный модуль содержит программируемое логическое устройство, приемопередатчик, датчик напряжения, внутреннюю систему питания.

Исполнительный и координационно-исполнительный модули содержат клеммную колодку, датчик тока, программируемое логическое устройство, приемопередатчик, датчик напряжения, внутреннюю систему питания. В качестве элементов указанные модули содержат программируемое логическое устройство, приемопередатчик, датчик напряжения, внутреннюю систему питания.

Коммуникационно-управляющий модуль содержит программируемое логическое устройство, приёмопередатчик, модем сотовой связи GSM/GPRS, антенну, внутреннюю систему питания, клеммную колодку. Кроме того, коммуникационно-управляющий модуль может содержать индикатор работы, связанный с микроконтроллером, дежурное питание, связанное с внутренней системой питания, микросхему электронных часов, соединенную с микроконтроллером и дежурным питанием. В качестве элементов коммуникационно-управляющий модуль содержит программируемое логическое устройство, приемопередатчик, модем сотовой связи GSM/GPRS, внутреннюю систему питания.

Индикатор работы предназначен для визуализации возможных ошибок в период работы модуля. Индикатор выполнен в виде светодиода, изменяющего режим свечения в зависимости от ошибки (отсутствует соединение с интернетом — светодиод красный, не установлена СИМ-карта — светодиод синий). Таким образом, наличие индикатора работы в системе позволяет ускорить детектирование вида неполадки и, соответственно, ускорить ее устранение и, таким образом, дополнительно обеспечить бесперебойность работы системы и безопасность участников дорожного движения.

Микросхема электронных часов обеспечивает отправку в микроконтроллер информации о реальном времени и дате, которые необходимы для изменения режимов работы системы, согласно суточному времени, и отправке корректной информации о работоспособности системы эксплуатирующей организации с меткой реального времени. В результате дополнительно достигается повышение безопасности участников дорожного движения ввиду возможности получения микроконтроллером точной информации о суточном времени, что, в свою очередь, обеспечивает своевременное включение элементов световой индикации (например, при наступлении сумерек).

Дежурное питание связано с микросхемой электронных часов и используется для исключения сброса данных о реальном времени на микросхеме электронных часов, при отсутствии внешнего питания (т. е. когда модуль отключен). Таким образом, вне зависимости от возможных сбоев во внешнем электропитании, микроконтроллер всегда получает достоверную информацию о суточном времени от микросхемы электронных часов, что позволяет системе включать элементы световой индикации по установленному графику и дополнительно обеспечить безопасность участников дорожного движения.

В сенсорном, координационно-исполнительном, коммуникационно-управляющем и исполнительном модулях в качестве программируемых логических устройств могут использоваться микроконтроллеры, а в качестве сетевых приёмопередатчиков - приёмопередатчики ZigBee.

Вход микроконтроллера сенсорного модуля соединён с датчиком обнаружения участников дорожного движения сенсорного устройства посредством клеммной колодки.

Микроконтроллер сенсорного модуля содержит программу обработки сигналов с датчика движения.

Каждое исполнительное устройство системы содержит, по меньшей мере, один дорожный знак в металлическом корпусе соответствующего направления, установленный на опоре.

В металлическом корпусе каждого дорожного знака размещены элементы световой индикации. В качестве элементов световой индикации использованы светодиодные группы.

Исполнительные модули установлены на тыльных панелях металлических корпусов дорожных знаков, и следуют после Первого исполнительного устройства, соответственно, расположенного первым на пути следования транспорта.

Микроконтроллер исполнительного модуля содержит программу обработки сигналов от координационно-исполнительного модуля.

Микроконтроллер координационно-исполнительного модуля содержит программу обработки сигналов от сенсорных модулей и программу построения единой беспроводной радиочастотной сети ZigBee.

На тыльной панели металлического корпуса дорожного знака Первого исполнительного устройства установлены координационно-исполнительный и коммуникационно-управляющий модули.

Микроконтроллер коммуникационно-управляющего модуля может быть соединён с микроконтроллером координационно-исполнительного модуля посредством приёмопередатчика ZigBee.

Выходы микроконтроллера коммуникационно-управляющего модуля соединены со входами его индикатора работы, с микросхемой электронных часов, снабжённых дежурным питанием, с модемом сотовой связи, который снабжён сим-картой и антенной сотовой связи, с приёмопередатчиком ZigBee и внутренней системой питания.

При этом, внутренняя система питания коммуникационно-управляющего модуля связана микроконтроллером, с модемом сотовой связи, дежурным питанием, приемопередатчиком для обеспечения стабилизации напряжения .

Микроконтроллер коммуникационно-управляющего модуля содержит программу формирования информации о состоянии и работоспособности всех элементов устройства для последующей их отправки на электронную почту эксплуатирующей организации.

Все элементы коммуникационно-управляющего модуля соединены с внутренней системой питания, подключённой к внешней системе питания посредством клеммной колодки.

Таким образом, за счет использования в системе коммуникационно-управляющего модуля достигается повышение надежности, бесперебойности работы системы за счет возможности осуществления коммуникационно-управляющим модулем сбора со всех модулей системы данных об их состоянии и работоспособности, обработки данных и отправки на электронную почту эксплуатирующей организации с целью их своевременного оповещения и осуществления оперативной замены вышедших из стоя модулей системы. В свою очередь, надежность, бесперебойность работы системы обеспечивает повышение безопасности участников дорожного движения на криволинейных участках дороги.

Внутренняя система питания координационно-исполнительного и каждого из исполнительных модулей соединена с внешней системой питания через датчик напряжения и клеммную колодку. Внутренняя система питания коммуникационно-управляющего модуля соединена с внешней системой питания через клеммную колодку. Внутренняя система питания каждого из модулей связана с каждым из элементов соответствующего модуля для их обеспечения электропитанием. Датчик напряжения измеряет напряжения внутренней системы питания, а именно всех её уровней, питающих элементы модулей, с которыми она связана (например на модем GSM подается 3,8В, на приемопередатчик - 3.3 В), а также и напряжение внешней системы питания.

Микроконтроллеры координационно-исполнительного, исполнительных модулей системы могут иметь четыре выхода с широтно-импульсной модуляцией, с возможностью их независимого управления. Использование в составе микроконтроллеров четырех выходов с широтно-импульсной модуляцией с возможностью их независимого управления обеспечивает возможность изменения выходного напряжения на выходах, для управления яркостью каждого из элементов световой индикации дорожных знаков. Это позволяет задавать яркость индивидуально для каждого элемента для улучшения восприятия дорожного знака или непрерывно изменять яркость каждого из элементов с целью формирования эффекта «бегущего огня», что позволяет достичь дополнительного повышения безопасности участников дорожного движения при подъезде к криволинейному участку дороги.

Управление выходами с широтно-импульсной модуляцией микроконтроллеров может быть как локальным, так и дистанционным. Дистанционное управление выходами позволяет изменять выходное напряжение и ток в целях уменьшения/увеличения яркости световой индикации дорожного знака. Таким образом, обеспечиваемая системой возможность дистанционного управления яркостью элементов световой индикации дополнительно способствует повышению эксплуатационных характеристик системы.

Подключение микроконтроллеров, в том числе, с четырьмя выходами с широтно-импульсной модуляцией указанных модулей к элементам световой индикации дорожных знаков осуществляется через измерительный датчик (например, датчик тока), обеспечивающий непрерывную передачу в микроконтроллер информации, позволяющей оценить яркость каждого из элементов световой индикации. После обработки полученной с датчиков информации микроконтроллер передает ее посредством приемопередатчика в коммуникационно-управляющий модуль для отправки эксплуатирующей организации. Таким образом, возможность контроля за яркостью элементов световой индикации на основании показателей, измеренных датчиком тока, позволяет осуществлять оперативное исправление неполадок при несоответствии текущей яркости элементов заданной, что способствует бесперебойной работе системы. Поддержание яркости элементов световой индикации на оптимальном уровне обеспечивает повышение безопасности участников дорожного движения.

Приёмопередатчики ZigBee, соединены с внутренними системами питания.

Микроконтроллеры координационно-исполнительного, исполнительных модулей подключены к внутренним системам питания через измерительные датчики, например, датчики напряжения. Наличие датчика напряжения, связанного с внутренней системой питания и микроконтроллером позволяет измерять напряжение внутренней системы питания, каждого ее уровня, обеспечивающего питание и работу приемопередатчика, микроконтроллера и передавать их в качестве информации о работоспособности модуля системы в микроконтроллер на обработку и отправку эксплуатирующей организации.

Выходы микроконтроллера координационно-исполнительного модуля и исполнительных модулей соединены через измерительные датчики (например, датчики тока) с исполнительными устройствами посредством проводных соединений через клеммные колодки.

В качестве внешней системы питания могут быть использованы высоковольтные линии или солнечные электростанции.

На криволинейном участке дороги, с его внешней стороны, могут быть установлены, по меньшей мере, четыре исполнительных устройства на расстоянии между ними, по меньшей мере, в 20 м. Расстояние между устройствами может быть не более 200 метров. Но расстояние между знаками в соответствии с ГОСТ не должно превышать 25 метров.

Внутренняя система питания координационно-исполнительного модуля и исполнительных модулей связана с каждым их элементом.

Наличие в каждом из модулей внутренней системы питания, обеспечивает стабилизацию индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модулей, в результате чего достигается повышение надежности и бесперебойности работы как каждого из модулей, так и системы в целом, а также безопасности участников дорожного движения. Таким образом обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик системы.

Соединение датчика обнаружения участников дорожного движения, а также элементов сенсорного модуля (внутренней системы питания, датчика напряжения, приемопередатчика) с программируемым логическим устройством, обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик системы за счет повышения бесперебойности работы системы, а также повышение безопасности участников дорожного движения на опасных криволинейных участках дороги. Это достигается реализуемой при таком соединении указанных элементов возможности заблаговременной организации передачи информации о наличии участников дорожного движения координационно-исполнительному модулю для включения элементов световой индикации на криволинейном участке дороги в режим динамической световой индикации, а также оперативной передачей информации о работоспособности сенсорного модуля коммуникационно-управляющему модулю для организации отправки данной информации эксплуатирующей организации и стабилизацией индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модулей. Передача информации о наличии участников дорожного движения осуществляется за счет связи датчика обнаружения участников дорожного движения через клеммы с микроконтроллером сенсорного модуля, связанного с приемопередатчиком сенсорного модуля, который, в свою очередь связан с приемопередатчиком координационно-исполнительного модуля. При организации такой связи, обеспечивается повышение безопасности участников дорожного движения при приближении к криволинейному участку. Передача информации о работоспособности сенсорного модуля осуществляется за счет связи датчика напряжения указанного модуля с внутренней системой питания и микроконтроллером, связанным, в свою очередь, с приемопередатчиком сенсорного модуля, осуществляющего отправку информации приемопередатчику коммуникационно-управляющего модуля. При этом, датчик напряжения измеряет показания внутренней системы питания, каждого ее уровня, обеспечивающего питание приемопередатчика, микроконтроллера и передает их в качестве информации о работоспособности модуля системы. То есть, если, например, при работе модуля внутренняя система питания подает на модем GSM и на приемопередатчик менее заданных для ее корректной работы 3,8 В и 3.3 В, соответственно, то после получения эксплуатирующей организацией данной информации, обеспечивается экстренное исправление неполадок. При организации такой связи обеспечивается бесперебойность работы системы, что достигается непрерывной отправкой информации о работоспособности модуля эксплуатирующей организации с целью оперативного исправления неполадок в модуле. Бесперебойность работы модуля и системы в целом, в свою очередь, способствует повышению безопасности участников дорожного движения при приближении к криволинейному участку дороги.

Связь каждого из элементов с внутренней системой питания внутри каждого из модулей, обеспечивает стабилизацию индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модулей, что исключает сбои в работе модуля и в результате чего достигается повышение надежности и бесперебойности работы как каждого из модулей, так и системы в целом, а также безопасности участников дорожного движения. Таким образом обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик системы.

Использование в системе исполнительных и координационно-исполнительного модулей, каждый из которых включает программируемое логическое устройство и связанные с ним измерительный датчик (например, датчик напряжения) для контроля работоспособности модуля, приемопередатчик, внутреннюю систему питания, измерительный датчик, обеспечивающий получение информации для косвенной оценки яркости элементов световой индикации дорожных знаков также обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик системы за счет повышения бесперебойности работы системы, а также повышение безопасности участников дорожного движения на опасных криволинейных участках дороги.

Это достигается оперативной передачей информации о работоспособности исполнительных и координационно-исполнительного модулей коммуникационно-управляющему модулю для организации отправки данной информации эксплуатирующей организации и стабилизацией индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модулей. Передача информации о работоспособности указанных модулей осуществляется за счет связи датчика напряжения каждого из модулей с внутренней системой питания и микроконтроллером, связанным, в свою очередь, с приемопередатчиком соответствующего модуля, осуществляющего отправку информации приемопередатчику коммуникационно-управляющего модуля. При этом, датчик напряжения измеряет показания внутренней системы питания, каждого ее уровня, обеспечивающего питание приемопередатчика, микроконтроллера и передает их в качестве информации о работоспособности модуля системы. То есть, если, например, при работе модуля внутренняя система питания подает на приемопередатчик менее заданных для ее корректной работы 3.3 В, соответственно, то после получения эксплуатирующей организацией данной информации, обеспечивается экстренное исправление неполадок. При организации такой связи обеспечивается бесперебойность работы системы, что достигается непрерывной отправкой информации о работоспособности модуля эксплуатирующей организации с целью оперативного исправления неполадок в модуле. Бесперебойность работы модуля и системы в целом, в свою очередь, способствует повышению безопасности участников дорожного движения при приближении к криволинейному участку дороги.

Указанные выше преимущества также достигаются соединением датчика тока с микроконтроллером, который связан с внутренней системой питания и приемопередатчиком, в исполнительных и координационно-исполнительном модуле. Наличие указанной связи в модуле обеспечивает поддержание стабильного индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модулей за счет их связи с внутренней системой питания и исключает риски сбоя в работе системы в целом, а также позволяет эксплуатирующей организации осуществлять контроль за яркостью элементов световой индикации дорожных знаков, варьируя величины выходного напряжения и тока в целях уменьшения/увеличения яркости световой индикации дорожного знака. Это реализуется за счет возможности получения микроконтроллером информации, позволяющей оценить яркость каждого из элементов световой индикации, с измерительного датчика (например, датчика тока), подключенного к элементам световой индикации дорожных знаков. После обработки полученной с датчика информации микроконтроллер передает ее посредством приемопередатчика в коммуникационно-управляющий модуль для отправки эксплуатирующей организации. Таким образом, возможность контроля за яркостью элементов световой индикации на основании показателей, измеренных датчиком тока, позволяет осуществлять оперативное исправление неполадок при несоответствии текущей яркости элементов заданной, что способствует бесперебойной работе системы. Поддержание яркости элементов световой индикации на оптимальном уровне обеспечивает хорошую видимость и различимость знака на криволинейном участке дороге и, как следствие, повышение безопасности участников дорожного движения.

Соединение элементов коммуникационно-управляющего модуля между собой таким образом, что приёмопередатчик, модем сотовой связи GSM/GPRS и внутренняя система питания напрямую связаны с микроконтроллером обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик системы за счет повышения бесперебойности работы системы, а также повышение безопасности участников дорожного движения на опасных криволинейных участках дороги. Повышение бесперебойности работы системы обусловлено возможностью получения и своевременной отправки эксплуатирующей организации информации о работоспособности всех модулей системы для проведения оперативного ремонта при необходимости и обеспечением внутренней системой питания стабилизации индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модуля. Для этого, приемопередатчик принимает информацию о работоспособности всех модулей и отправляет в микроконтроллер для обработки и отправки посредством GSM модуля эксплуатирующей организации. В свою очередь, бесперебойность работы системы способствует повышению безопасности участников дорожного движения.

Таким образом, непосредственно наличие указанных соединений между модулями и их элементами позволяет добиться повышения эксплуатационных характеристик системы.

Сущность изобретения поясняется фигурами 1-10.

На фиг. 1 изображен общий вид системы организации дорожного движения;

на фиг. 2 изображено сенсорное устройство;

на фиг. 3 изображена блок-схема сенсорного модуля;

на фиг. 4 изображена блок-схема координационно-исполнительного модуля;

на фиг. 5 изображена блок-схема исполнительного модуля;

на фиг. 6 изображено исполнительное устройство с дорожными знаками для двухстороннего движения;

на фиг. 7 изображено исполнительное устройство с дорожными знаками для одностороннего движения;

на фиг. 8 изображена блок-схема коммуникационно-управляющего модуля;

на фиг. 9 проиллюстрировано расположение коммуникационно-управляющего модуля и координационно-исполнительного модуля на Первом исполнительном устройстве для дороги с двухсторонним движением;

на фиг. 10 проиллюстрировано расположение исполнительного модуля на исполнительном устройстве.

На фигурах позициями 1-25 обозначены:

1 – сенсорный модуль,

2 - сенсорное устройство,

3 – элементы световой индикации,

4 - координационно-исполнительный модуль,

5 - коммуникационно-управляющий модуль,

6 - исполнительный модуль,

7 - исполнительное устройство,

8 - датчик обнаружения участников дорожного движения,

9 - защитный кожух,

10 –опора,

11 - коммутационный шкаф,

12 – внешняя система питания,

13 – микроконтроллер,

14 – клеммная колодка,

15 - датчик напряжения,

16 - внутренняя система питания,

17 - приёмопередатчик типа ZigBee,

18 - датчик тока,

19 - дорожный знак попутного направления,

20 – дорожный знак встречного направления,

21 – индикатор работы,

22 - микросхема электронных часов,

23 – дежурное питание,

24– модем сотовой связи GSM/GPRS,

25 – Первое исполнительное устройство.

Система для организации дорожного движения на криволинейном участке дороги (далее устройство ОДД) содержит соединённые беспроводной радиочастотной связью ZigBee сенсорные модули 1, установленные на сенсорных устройствах 2, координационно-исполнительный модуль 4 и коммуникационно-управляющий модуль 5, установленные на Первом исполнительном устройстве 25, и исполнительные модули 6, установленные на исполнительных устройствах 7. Сенсорные устройства 2 установлены перед началом криволинейного участка дороги на сторонах, сопутствующих направлению движений ее участников. Количество сенсорных устройств зависит от количества направлений движения на криволинейном участке дороги.

Пример осуществления устройства ОДД изложен для его установки на криволинейном участке дороги с двухсторонним движением.

Сенсорные устройства 2 имеют одинаковое конструктивное исполнение, их отличие состоит в расположении на криволинейном участке дороги для обнаружения участников дорожного движения попутного и встречного направлений.

Каждое сенсорное устройство 2 содержит датчик обнаружения участников дорожного движения 8 для обнаружения участников дорожного движения при их приближении к началу криволинейного участка дороги в соответствующем направлении. Датчик обнаружения участников дорожного движения 8 расположен в защитном кожухе 9, установленный на опоре 10, на которой установлен коммутационный шкаф 11 с преобразующим блоком питания (на чертеже не указан) высоковольтной линии 220 Вольт переменного напряжения, используемой в качестве внешней системы питания 12 в 12 Вольт постоянного напряжения.

Сенсорный модуль 1 установлен на верхней стороне защитного металлического кожуха 9 датчика обнаружения участников дорожного движения 8. Сенсорный модуль 1 и датчик обнаружения участников дорожного движения 8 соединены между собой посредством проводного соединения. Сенсорный модуль 1 содержит микроконтроллер 13 с программой обработки сигналов с датчика обнаружения участников дорожного движения 8, вход для подключения датчика обнаружения участников дорожного движения 8, через клеммную колодку 14, посредством которой сенсорный модуль 1 соединён с датчиком обнаружения участников дорожного движения 8 сенсорного устройства 2 соответствующего направления. Микроконтроллер 13 подключён к датчику напряжения 15 и внутренней системе питания 16, соединённой с внешней системой питания 12 через клеммную колодку 14. Микроконтроллер 13 соединён с приёмопередатчиком ZigBee 17, который, в свою очередь, соединён с внутренней системой питания 16. Сенсорный модуль 1 соединён беспроводной радиочастотной связью ZigBee с координационно-исполнительным модулем 4.

Координационно-исполнительный модуль 4 осуществляет согласно программе обработку сигналов от сенсорных модулей 1 сенсорных устройств 2 соответствующих направлений. Координационно-исполнительный модуль 4 содержит микроконтроллер 13, который имеет четыре выхода с широтно-импульсной модуляцией, с возможностью их независимого управления. Выходы микроконтроллера соединены с элементами световой индикации дорожных знаков 19, 20 соответствующих направлений первых исполнительных устройств 25 через последовательно связанные датчик тока 18 и клеммные колодки 14 посредством проводных соединений.

Микроконтроллер 13 координационно-исполнительного модуля 4 осуществляет функцию организации единой беспроводной радиочастотной сети ZigBee с исполнительными модулями 7, 25, коммуникационно-управляющими модулями 4, сенсорными модулями 1.

Микроконтроллер 13 координационно-исполнительного модуля 4 подключён к датчику напряжения 15 и внутренней системе питания 16. Внутренняя система питания 16 связана с внешней системой питания 12 через клеммные колодки 14. Микроконтроллер 13 соединён с приёмопередатчиком ZigBee 17, который подключён к внутренней системе питания 16.

Исполнительный модуль 6 содержит микроконтроллер 13 с программой обработки сигналов от координационно-исполнительного модуля 4. Микроконтроллер 13 имеет четыре выхода с широтно-импульсной модуляцией, с возможностью их независимого управления. Выходы микроконтроллера 13 соединены с элементами световой индикации дорожных знаков 19, 20 соответствующих направлений исполнительных устройств 7 через последовательно связанные датчик тока 18 и клеммные колодки 14 посредством проводных соединений.

Микроконтроллер 13 исполнительного модуля 6 подключён к датчику напряжения 15 и внутренней системе питания 16. Внутренняя система питания 16 связана с внешней системой питания 12 через клеммные колодки 14. Микроконтроллер 24 соединён с приёмо-передатчиком ZigBee 29, который подключён к внутренней системе питания 28. Исполнительные устройства 7 установлены на протяжении криволинейного участка дороги с его внешней стороны согласно ГОСТ Р 52289-2004. Первое исполнительное устройство 25 устанавливается, соответственно, первым по направлению встречного движения. Каждое исполнительное устройство 7 и Первое исполнительное устройство 25 содержит дорожный знак 19 попутного направления и дорожный знак 20 встречного направления. Дорожные знаки 19 и 20 имеют металлический корпус с лицевой и тыльной панелями (на чертежах выполнены условно в виде прямоугольников), с размещёнными в них элементами световой индикации (на чертеже не изображены). Лицевые панели выполнены со световозвращающей плёнкой с обозначениями надписей и символов в матричной форме в виде стрелок (на чертеже не указаны), указывающие направление участникам дорожного движения по криволинейному участку дороги. В качестве элементов световой индикации 3 использованы светодиодные группы соединённые проводным соединением через клеммную колодку 14 и датчик тока 18 к выходам микроконтроллера 13 исполнительного модуля 6. Дорожные знаки 19 и 20 соответственно попутного и встречного направлений каждого исполнительного устройства 7 и Первого исполнительного устройства 25 установлены на опоре 10 на высоте от 1,5 до 2,0 м. Число исполнительных устройств 7 должно быть использовано на криволинейном участке дороги, по меньшей мере, четыре, а расстояние между ними, по крайней мере, 20 м.

Коммуникационно-управляющий модуль 5 осуществляет функцию формирования данных о состоянии и работоспособности всех элементов устройства для последующей их отправки на электронную почту эксплуатирующей организации. Коммуникационно-управляющий модуль 5 содержит микроконтроллер 13 с программой формирования информации о состоянии и работоспособности всех элементов устройства ОДД. Микроконтроллер 13 соединён с индикатором работы 21, микросхемой электронных часов 22, дежурным питанием 23, приёмопередатчиком ZigBee 17 и модемом 24 сотовой связи GSM/GPRS, который соединен с сим-картой (позицией на чертеже не обозначена) и антенной (позицией на чертеже не обозначена). Все элементы коммуникационно-управляющего модуля 5 соединены с внутренней системой питания 16, подключённой к внешней системе питания 12 посредством клеммной колодки 14.

На тыльной панели корпуса (на чертеже не показан) дорожного знака 19 попутного направления Первого исполнительного устройства 25 установлены коммуникационно-управляющий модуль 5 и координационно-исполнительный модуль 4.

Элементы световой индикации 3 дорожных знаков 19 и 20 соответственно попутного и встречного направлений первого исполнительного устройства 25 подключены к выходам микроконтроллера 13 координационно-исполнительного модуля 4 посредством проводного соединения через клеммную колодку 14 и датчик тока 18.

Координационно-исполнительный модуль 4 и коммуникационно-управляющий модуль 5 посредством соответствующих клеммных колодок 14 подключены к внешней системе питания 12. Расположенное первым от сенсорного устройства 2 попутного направления Первое исполнительное устройство 25, на котором установлен координационно-исполнительный модуль 4 и коммуникационно-управляющий модуль 5, установлено на криволинейном участке дороги на расстоянии до 150 метров от сенсорного модуля 1, установленного на сенсорном устройстве 2 попутного направления. Расстояние, ограниченное 150 метрами обусловлено дальностью действия радиочастотной сети Zigbee.

Исполнительные модули 6 установлены на тыльных панелях корпусов (на чертеже не показаны) дорожных знаков 19 попутного направления исполнительных устройства 7, следующих после Первого исполнительного устройства 25. Внешняя система питания 12 обеспечивает работу каждого модуля устройства организации дорожного движения. Возможно использование внешней системы питания 12 в виде альтернативной системы питания, например, в виде солнечной электростанции, которая может быть установлена на каждом исполнительном устройстве 7 или сенсорном устройстве 2.

Работа системы организации дорожного движения на криволинейном участке дороги с двухсторонним движением может быть проиллюстрирована на следующем примере.

Система для организации дорожного движения работает следующим образом. Включение системы организации дорожного движения выполняет внешняя система питания 12 по установленному суточному сезонному времени, которая активизирует внутренние системы питания 16 соответствующих модулей и датчиков обнаружения участников дорожного движения 8 сенсорных устройств 2. Внутренние системы питания 16, питания активизируют микроконтроллеры 13 соответствующих модулей.

Микроконтроллер 13 координационно-исполнительного модуля 4 согласно программе отправляет широковещательную команду коммуникационно-управляющему модулю 5, исполнительным модулям 6 и сенсорным модулям 1 сенсорных устройств 2 для построения беспроводной радиочастотной сети ZigBee посредством приёмопередатчика ZigBee 17. После создания беспроводной радиочастотной сети ZigBee, микроконтроллер 13 координационно-исполнительного модуля 4 согласно программе переводит состояние элементов световой индикации дорожных знаков 19 и 20 исполнительного устройства 25, подключенного к его выходам в режим статичной световой индикации и отправляет команды посредством приёмопередатчика ZigBee 17 исполнительным модулям 6 для перевода элементов световой индикации дорожных знаков 19 и 20 исполнительных устройств 7 в режим статичной световой индикации. Состояние элементов световой индикации дорожных знаков 19 и 20 исполнительных устройств 7 управляется через клеммную колодку 14 исполнительного модуля 6 выходами микроконтроллера 13 исполнительного модуля 6 и клеммную колодку 14 координиционно-исполнительного модуля 4 выходами микроконтроллера 18 координиционно-исполнительного модуля 4.

Микроконтроллер 13 исполнительного модуля 6, получив команду от координационно-исполнительного модуля 4 посредством приёмопередатчика ZigBee 17, переводит состояние элементов световой индикации 3 дорожных знаков 19 и 20 исполнительных устройств 7 в режим статичной световой индикации.

После перевода состояния элементов световой индикации 3 всех исполнительных устройств 7 в режим статичной световой индикации, согласно программам микроконтроллер 13 координационно-исполнительного модуля 4 обрабатывает информацию с установленных в нем датчиков тока 18 и датчиков напряжения 15, а микроконтроллеры 13 исполнительных модулей 6 обрабатывают информацию с датчиков тока 18 и датчиков напряжения 15, установленных в каждом из исполнительных модулей.

Микроконтроллер 13 сенсорного модуля 1 обрабатывает согласно программе информацию с датчика напряжения 15, установленного в сенсорном модуле. Далее микроконтроллеры координационно-исполнительных, сенсорных, исполнительных модулей с помощью установленных в каждом из модулей приёмопередатчиков ZigBee 17 передают информацию с датчиков коммуникационно-управляющему модулю 5. Микроконтроллер 13 коммуникационно-управляющего модуля 5, согласно программе обрабатывает и формирует полученную информацию о состоянии и работоспособности всех модулей устройства ОДД и целостности элементов световой индикации 3 исполнительных устройств 7 и отправляет эту информацию на электронную почту эксплуатирующей организации посредством модема сотовой связи GSM/GPRS 24. Функция отправления информации о состоянии и работоспособности всех модулей устройства ОДД и целостности элементов световой индикации 3 исполнительных устройств 7 выполняется единожды при включении системы.

После отправления коммуникационно-управляющему модулю 5 информации о состоянии и работоспособности всех модулей устройства ОДД и целостности элементов световой индикации 3 исполнительных устройств 7, микроконтроллер 13 координационно-исполнительного модуля 4 переходит в режим ожидания команд от сенсорных модулей 1 сенсорных устройств 2, соответственно, попутного и встречного направлений, о наличии приближающихся участников дорожного движения к криволинейному участку дороги, а исполнительные модули 6 переходят в режим ожидания команд от координационно-исполнительного модуля 4 для управления элементами световой индикации 3 исполнительных устройств 7.

Датчики обнаружения участников дорожного движения 8 сенсорных устройств 2 обнаруживают движущийся объект при его приближении к началу криволинейного участка дороги в зоне их видимости и передают сигнал посредством проводного соединения через клеммную колодку 14 на входы сенсорных модулей 1. Микроконтроллер 13 сенсорного модуля 1 через вход клеммной колодки 14 согласно программе обрабатывает сигнал от датчика обнаружения участников дорожного движения 8 о приближении движущегося объекта к криволинейному участку дороги и передаёт его посредством беспроводного приёмопередатчика ZigBee 17 сенсорного модуля 1 координационно-исполнительному модулю 4.

Микроконтроллер 13 координационно-исполнительного модуля 4 принимает входящие сигналы посредством приёмопередатчика ZigBee 17 координационно-исполнительного модуля от сенсорных модулей 1 соответствующих сенсорных устройств 2 и согласно программе выполняет их обработку. Далее координационно-исполнительный модуль 4 отправляет команды исполнительным модулям 6 посредством приёмопередатчика ZigBee 17 координационно-исполнительного модуля для перевода в режим динамической световой индикации в виде поочередно-последовательного свечения элементов световой индикации дорожных знаков 19 и 20 исполнительных устройств 7, образуя эффект «бегущего огня», включая в выполнение данного динамического алгоритма элементы световой индикации 3 исполнительного устройства 7, подключенного к его выходам посредством клеммной колодки 14. Длительность и скорость выполнения режима динамической световой индикации с образованием эффекта «бегущего огня» дорожных знаков 19 и 20 исполнительных модулей 6, установлено программой координационно-исполнительного модуля 4.

При получении микроконтроллером 13 координационно-исполнительного модуля 4 посредством приёмопередатчика ZigBee 17 указанного модуля сигнала от сенсорного модуля 1 сенсорного устройства 2 об обнаружении датчиком движения 8 движущегося объекта в попутном направлении, микроконтроллером 13 координационно-исполнительного модуля 4 выполняется отправка команд исполнительным модулям 6 посредством приёмопередатчика ZigBee 17 для перевода в режим динамической световой индикации, образуя эффект «бегущего огня» сопутствующего его движению, при этом элементы световой индикации дорожных знаков 19 исполнительных устройств 7 встречного направления остаются в режиме статичной световой индикации.

При получении микроконтроллером 13 координационно-исполнительного модуля 4 посредством установленного в нем приёмопередатчика ZigBee 17 сигнала от сенсорного модуля 1 сенсорного устройства 2 об обнаружении датчиком обнаружения участников дорожного движения 8 движущегося объекта во встречном направлении, микроконтроллером 13 координационно-исполнительного модуля 4 выполняется отправка команд исполнительным модулям 6 посредством приёмопередатчика ZigBee 17 координационно-исполнительного модуля 4 для перевода световых элементов в режим динамической световой индикации, образуя эффект «бегущего огня», сопутствующего его движению, при этом элементы световой индикации 3 дорожных знаков 30 исполнительных устройств 7 попутного направления работают в режиме статичной световой индикации.

При получении микроконтроллером 13 координационно-исполнительного модуля 4 сигнала от сенсорного модуля 1 сенсорных устройств 2 об обнаружении датчиками обнаружения участников дорожного движения 8 движущихся объектов как в попутном, так и встречном направлении, микроконтроллером 13 координационно-исполнительного модуля 4 выполняется отправка команд исполнительным модулям 6 посредством приёмопередатчика ZigBee 17 координационно-исполнительного модуля для перевода элементов световой индикации 3 дорожных знаков 19 и 20 исполнительных устройств 7 в режим динамической световой индикации, образуя эффект «бегущего огня», сопутствующего их движению. Совместное выполнение динамического свечения в виде «бегущего огня» для попутного и встречного направлений выполняется независимо друг от друга. При повторном обнаружении датчиками обнаружения участников дорожного движения 8 следующего движущегося объекта, при незавершённом выполнении режима динамической световой индикации в виде «бегущего огня» дорожных знаков 19 и 20 исполнительных устройств 7 для предыдущих участников дорожного движения, время цикла выполнения данного режима обнуляется и начинается сначала.

После выполнения динамической световой индикации в виде «бегущего огня» по установленному времени программой координационно-исполнительного модуля 4 и отсутствия наличия сигналов от сенсорных модулей 1, микроконтроллер 13 координационно-исполнительного модуля 4 переводит элементы световой индикации 3 дорожных знаков 19 и 20 исполнительного устройства 7, подключенных к его выходам в режим статичной световой индикации и отправляет команды посредством приёмопередатчика ZigBee 17 координационно-исполнительного модуля исполнительным модулям 6, для перевода элементов световой индикации 3 дорожных знаков 19 и 20 исполнительных устройств 7 в режим статичной световой индикации.

Изобретение относится к сигнальным дорожным системам. Система для организации дорожного движения состоит из по меньшей мере одного сенсорного устройства, устанавливаемого перед криволинейным участком дороги, и по меньшей мере двух исполнительных устройств, предназначенных для установки вдоль криволинейного участка дороги. Сенсорное устройство содержит датчик обнаружения участников дорожного движения, по меньшей мере один сенсорный модуль, приемопередатчик, внутреннюю систему питания и измерительный датчик. Каждое исполнительное устройство содержит исполнительный модуль, а одно из них в системе содержит координационно-исполнительный модуль и коммуникационно-управляющий модуль. Координационно-исполнительный и исполнительный модули включают программируемое логическое устройство и связанные с ним измерительные датчики, приемопередатчик, внутреннюю систему питания. Программируемое логическое устройство выполнено с возможностью подключения к элементам световой индикации дорожных знаков через измерительный датчик. Коммуникационно-управляющий модуль содержит программируемое логическое устройство и связанные с ним приёмопередатчик, модем сотовой связи GSM/GPRS, соединенный с антенной, и внутреннюю систему питания. Сенсорный, координационно-исполнительный, исполнительный, коммуникационно-управляющий модули соединены между собой беспроводной радиочастотной сетью, а внутренняя система питания внутри каждого из модулей связана с каждым из элементов соответствующего модуля. Обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик системы. 5 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Система для организации дорожного движения, характеризующаяся тем, что состоит из по меньшей мере одного сенсорного устройства, устанавливаемого перед криволинейным участком дороги, и по меньшей мере двух исполнительных устройств, предназначенных для установки вдоль криволинейного участка дороги, при этом сенсорное устройство содержит датчик обнаружения участников дорожного движения, по меньшей мере один сенсорный модуль, содержащий в качестве его элементов программируемое логическое устройство и связанные с ним датчик обнаружения участников дорожного движения, приемопередатчик, внутреннюю систему питания и измерительный датчик,

а каждое исполнительное устройство содержит исполнительный модуль, а одно из них в системе содержит координационно-исполнительный модуль и коммуникационно-управляющий модуль,

при этом координационно-исполнительный и исполнительный модули в качестве их элементов включают программируемое логическое устройство и связанные с ним измерительные датчики, приемопередатчик, внутреннюю систему питания, при этом программируемое логическое устройство выполнено с возможностью подключения к элементам световой индикации дорожных знаков через измерительный датчик,

а коммуникационно-управляющий модуль содержит в качестве его элементов программируемое логическое устройство и связанные с ним приёмопередатчик, модем сотовой связи GSM/GPRS, соединенный с антенной, и внутреннюю систему питания,

причем сенсорный, координационно-исполнительный, исполнительный, коммуникационно-управляющий модули соединены между собой беспроводной радиочастотной сетью посредством приемопередатчиков,

а внутренняя система питания внутри каждого из модулей связана с каждым из элементов соответствующего модуля.

2. Система по п.1, характеризующаяся тем, что в качестве измерительных датчиков содержит датчик напряжения или датчик тока.

3. Система по п.1, характеризующаяся тем, что программируемое логическое устройство координационно-исполнительного и исполнительных модулей имеет четыре выхода с широтно-импульсной модуляцией с возможностью их независимого управления.

4. Система по п.1, характеризующаяся тем, что коммуникационно-управляющий модуль содержит индикатор работы, микросхему электронных часов и дежурное питание.

5. Система по п.4, характеризующаяся тем, что индикатор работы выполнен с возможностью подачи цветового сигнала в зависимости от вида неполадки системы.

6. Система по п.1, характеризующаяся тем, что внутренняя система питания каждого из модулей выполнена с возможностью подключения к внешней системе питания.