СПОСОБ ИНФОРМИРОВАНИЯ ВОДИТЕЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА ПЕРЕКРЕСТКАХ О ПОТОКАХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2019 года по МПК G08G1/08 

Изобретение относится к области навигации и может быть использовано в системах определения местоположения и слежения за траекторией перемещающихся в надземном пространстве объектов.

Известна система определения местоположения подвижного объекта по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем, в которой при оценке трафика сравнивается время, за которое транспортные средства проезжают определенный отрезок пути, с эталонным, в качестве которого выбрано время, за которое они же могут проехать по тому же пути ночью в предположении, что в это время улицы совершенно свободны [1]. Измерению загруженности таким способом хорошо поддаются автомагистрали и улицы с интенсивным движением, при этом водители транспортных средств должны использовать Яндекс.Карты или Навигатор. Для маленьких же улиц таких данных слишком мало для проведения анализа ситуации (нужны данные за сравнительно большой период времени - месяц и более). Методика оценки загруженности Яндекс.Карт или Навигатора базируется на разбиении улиц на отрезки путем назначения их границ рядом с поворотами и основными перекрестками. Кроме того, с помощью специального алгоритма в границах этих отрезков расставляются промежуточные маркеры на расстоянии около 300 метров друг от друга, с помощью которых проверяется принадлежность собираемых данных о движении к рассматриваемому отрезку. Далее - каждые 5 секунд - с пользователей Яндекс.Карт или Навигатора на серверы Яндекса собираются время и координаты точек, в которых они находятся. Последовательность этих данных и формирует путь (трек) транспортного средства. Далее все треки группируются по параметрам «день» и «час», после чего для каждого параметра высчитываются среднее время поездки. Зная расстояние между точками и затраченное на преодоление этого расстояния время, легко определить скорость транспортного средства, которая потом для удобства пользователей переводится в баллы.

К недостаткам подобного типа решения следует отнести:

• спутниковую «зависимость»;

• относительность получаемых данных за счет использования координат «день-ночь»;

• большой массив данных для анализа трафика;

• отсутствие конфиденциальности данных о перемещении каждого участника движения.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является устройство бесспутниковой навигации [2], в котором на дорожных знаках, светофорах, столбах, деревьях, зданиях и сооружениях, а также других искусственных объектах и подходящих для этого объектах неживой природы устанавливаются радиочастотные метки, координаты которых заранее определены, при этом транспортное средство оборудовано радаром-считывателем информации с меток, передающего ее на электронную карту местности, сформированную заранее на основе спутниковых снимков, с дополнительно отмеченными на ней координатами всех меток местности - города, деревни, поселка, направления, дороги, маршрута. На карте происходит сопоставление данных, определенной радаром-считывателем в настоящий момент метки, с данными, имеющимися на карте, и/или находящимися в базе данных. После чего изображение визуализируется для пользователя с отметкой расположения в определенной точке улицы, дороги, маршрута, направления. Прокладывание маршрута движения относительно уже установленных координат осуществляется соединением ближайших меток от пункта «А», в котором находится пользователь, до выбранного на карте пункта «Б», определяемого ближайшим к нему объектом с установленным на нем меткой, путем включения меток между ними вдоль дорог, направлений или маршрутов с выбором минимального расстояния между пунктами «А» и «Б». Точность достижения объекта будет определяться близостью к нему метки и плотностью таких меток на местности рядом с выбранным объектом.

К недостаткам данного решения следует отнести то, что формируемый маршрут, как правило, самый короткий, но, необязательно, самый «быстрый» (по времени).

Предполагаемое изобретение направлено на обеспечение информирования водителей о загруженности потенциально возможных направлений движения транспортного средства на основе определения радарами, установленными, например, на/в светофорах, количества единиц транспорта, выбравших то или иное направление движения на перекрестке и уходящих с него в этом направлении в единицу времени, с последующим делением этого количества на заранее установленную (как правило, максимальную) пропускную способность данного направления (выезд автомобилей со следующего перекрестка в единицу времени). Данные деления по каждому направлению передаются на электронные табло, установленные в зоне видимости водителей транспортных средств, подъезжающих к соответствующему перекрестку, где визуализируются в виде цветовой гаммы, интуитивно понятной водителям (красный цвет - высокая напряженность, желтый - средняя, зеленый - низкая), либо в виде последовательного набора нескольких индикаторов одинакового цвета, при этом, чем больше индикаторов участвует в формировании информационного сигнала, тем более загружено направление, либо непрерывной шкалы индикации. Информация актуальна для водителей, подъезжающих или уже находящихся на данном перекрестке, и охватывает направления, как минимум, до следующего ближайшего перекрестка или ответвления, где также установлено аналогичное табло. Кроме того, для повышения уровня информированности водителей электронные табло могут интегрироваться в составное электронное табло, сигналы на каждый сегмент которых приходят с радаров, установленных на соседних перекрестках.

Технический результат достигается тем, что на перекрестках установлены радары, момент включения которых синхронизирован с включением разрешающего сигнала светофора в данном направлении, определяющие количество единиц транспорта, уходящих с него в этом направлении в единицу времени, с последующим делением этого количества на заранее установленную максимальную пропускную способность данного направления. При этом, данные деления по каждому направлению посредством проводной или беспроводной связи передаются с радаров на электронные табло, установленные в зоне видимости водителей транспортных средств, подъезжающих к соответствующему перекрестку, где визуализируются в виде цветовой гаммы, интуитивно понятной водителям (красный цвет - высокая напряженность, желтый - средняя, зеленый -низкая), либо в виде последовательного набора нескольких индикаторов одинакового цвета, при этом, чем больше индикаторов участвует в формировании информационного сигнала, тем более загружено направление, либо непрерывной шкалы индикации. Кроме того, для повышения уровня информированности водителей электронные табло могут интегрироваться в составное электронное табло, сигналы на каждый сегмент которых приходят с радаров, установленных на соседних перекрестках.

Технический результат заключается в обеспечении данными водителей транспортных средств о загруженности в зоне перекрестков в направлении их следования посредством визуализации информации о разности потоков автомобилей, входящих на все направления с данного перекрестка, и выходящих из зоны соседних перекрестков, в единицу времени.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, с целью выбора оптимального по времени маршрута движения водитель снабжается визуальной информацией посредством электронных табло, установленных на перекрестках в зонах наилучшей видимости для водителей, о загруженности направлений движения, не доступных для обзора в настоящий момент водителю транспортного средства. При этом на табло передаются данные с радаров, установленных в зонах перекрестков, считывающих количество входящих на данное направление единиц транспортных средств в единицу времени, и делящих данное количество на заранее известное (например, установленное экспериментально) максимально возможное количество выходящих с данного направления транспортных средств в единицу времени. Соответственно, табло выводит информацию в виде цветовой гаммы, интуитивно понятной водителям (красный цвет - высокая напряженность, желтый - средняя, зеленый -низкая), либо в виде последовательного набора нескольких индикаторов одинакового цвета, при этом, чем больше индикаторов участвует в формировании информационного сигнала (активизировано, зажжено и т.п.), тем более загружено направление, либо непрерывной шкалы индикации. Кроме того, для повышения уровня информированности водителей электронные табло могут интегрироваться в составное электронное табло, сигналы на каждый сегмент которых приходят с радаров, установленных на соседних перекрестках.

Сущность решения: визуализация информации производится на электронных табло, которые установлены на перекрестках, для всех направлений возможного движения, путем подсчета количества повернувших в выбранном направлении транспортных средств в единицу времени и последующим сравнением этого количества с максимальной пропускной способностью данного направления (выезд автомобилей со следующего соседнего перекрестка в единицу времени). Электронные табло устанавливаются на каждом перекрестке или ответвлении дороги, при этом напряженность движения на дорогах после перекрестка, находящихся вне зоны видимости водителя транспортного средства, отображается в виде цветовой гаммы, интуитивно понятной водителям: красный цвет - высокая напряженность, желтый - средняя, зеленый - низкая. Рост напряженности движения может быть отображен также в виде последовательного набора нескольких индикаторов одинакового цвета, при этом, чем больше индикаторов участвует в формировании информационного сигнала, тем более загружено направление, либо непрерывной индикаторной шкалы. Информация актуальна для водителей, находящихся на данном перекрестке, и охватывает направления до следующего ближайшего перекрестка, где также установлено аналогичное табло. При этом, электронные табло могут интегрироваться в составное электронное табло, сигналы на каждый сегмент которых приходят с радаров, установленных на соседних перекрестках. Таким образом, способ выбора направления сводится к решению классической задачи с сосудом, в который «вливается» поток транспорта и «выливается» поток транспорта, при этом и вход, и выход сосуда имеет ограниченную пропускную способность, а сам сосуд - ограниченный объем. Визуализация же показывает «наполненность» сосуда, в качестве которого выступает каждое направление движения (дорога) после текущего перекрестка и до следующего.

Предлагаемый способ позиционирования работает в онлайн режиме, прост в реализации и не связан с какой-либо спутниковой системой навигации.

Изобретение поясняется прилагаемыми рисунками, где на фиг. 1 представлена общая схема функционирования, а на фиг. 2 - составное табло.

На фиг. 1 введены следующие обозначения:

1 - светофор со встроенным радаром;

2 - поток транспортных средств;

3 - отдельные транспортные средства, определенные и подсчитанные радаром;

4 - электронное табло, установленное над перекрестком в зоне наилучшей видимости для подъезжающих к нему водителей;

5 - индикаторы, показывающие загрузку соответствующего направления (серым цветом показаны активные (зажженные) индикаторы);

6 - автомобиль с водителем, выбирающим оптимальное направление движения.

На фиг. 2 введены следующие обозначения:

А, В, С, D - перекрестки, радары которых передают информацию на строго соответствующие им сегменты А', В', С, D' составного электронного табло.

Способ может быть реализован с помощью устройства (фиг. 1), состоящего из светофора 1 со встроенным радаром, который включается в момент зажигания разрешающего для данного направления сигнала светофора 1, и оценивает поток 2 транспортных средств на основании подсчета количества отдельных транспортных средств 3, повернувших в каждом направлении с перекрестка в единицу времени - V_{текущее}. При этом, пропускная способность (максимально возможное количество транспортных средств 3, покидающих перекресток в единицу времени - V_макс) для каждого направления заранее известна. Сигналы светофоров 1 на перекрестках А, В, С, D синхронизированы.

Радар - для каждого направления движения с перекрестка - вычисляет частное от деления количества отдельных транспортных средств 3, повернувших в данном направлении с данного перекрестка в единицу времени, и максимально возможным количеством транспортных средств 3, покидающих выбранное направление с соседнего перекрестка в единицу времени Y_{текущее}/Y_макс. Это частное пересылается посредством проводной или беспроводной связи с радара на табло 4, где визуализируется посредством зажигания индикаторной шкалы, при этом:

• в случае непрерывной шкалы частное переводится в параметры «ток/напряжение» индикаторной шкалы, причем V_макс/V_макс (при V_{текущее}=V_макс) соответствует максимальному току/напряжению, а 0/V_макс (при V_{текущее}=0) - отсутствию тока/напряжения;

• в случае дискретной шкалы количество зажженных индикаторов 5 будет равно целой части числа от частного, умноженного на количество индикаторов n (табл.).

Табло 4 может быть выполнено составным - многосегментным (мозаичным), на каждый из сегментов А', В', С', D' которого подаются сигналы с соответствующего каждому из них перекрестков А, В, С, D (фиг. 2).

Табло 4 располагается на перекрестках А, В, С, D в зоне наилучшей видимости для водителя транспортного средства 6, подъезжающего к одному из этих перекрестков.

Работа устройства осуществляется следующим образом (фиг. 1, 2). Радар, установленный на светофоре 1, включается в момент зажигания разрешающего для данного направления сигнала светофора 1, и подсчитывает количество отдельных транспортных средств 3, повернувших в направлении перекрестков В, С, D с данного перекрестка А в единицу времени (V_{текущее}). Максимально возможное количество транспортных средств 3, покидающих соседние перекрестки В, С или D в единицу времени (V_макс) установлено, например, методом наблюдения.

В процессе определения количества отдельных транспортных средств 3, повернувших при разрешенном сигнале светофора 1 с перекрестка А в направлении перекрестков В, С, D в единицу времени, - например, каждые 5 секунд - радар делит значение V_{текущее} на значение V_макс и пересылает посредством проводной или беспроводной связи частное от деления на табло 4.

В случае непрерывной шкалы табло 4 переводит частное в параметры «ток/напряжение» индикаторной шкалы, причем V_макс/V_макс соответствует максимальному току/напряжению. В результате на табло 4 зажигается часть шкалы, соответствующая загрузке направления.

В случае дискретной шкалы табло 4 зажигает количество индикаторов 5, соответствующее целой части от частного, умноженного на количество индикаторов n [V_{текущее}/V_макс⋅n].

При использовании цветных индикаторов 5 - по мере удаления от индикаторов 5, ближайших друг к другу для разных направлений, - часть из них может окрашиваться в желтый и, далее (к концу индикаторной шкалы) в красный цвет.

Таким образом, водитель транспортного средства 6, подъезжая к перекрестку (например, А), видит перед собой табло 4, на котором отображена актуальная информация о потоках 2, характеризующих загруженность дорог в направлениях к перекресткам В, С, D.

Возможно выполнение составного табло (фиг. 2), учитывающего загруженность направлений на перекрестках, следующих за В, С, D, при условии обеспечения обмена данными между радарами светофоров 1, установленных на перекрестках В, С, D и далее, и соответствующими им сегментами В', С', D' (и далее) составного табло 4.

Для снижения уровня «зашумления» информации водитель видит только «уходящие» от него потоки, хотя может быть предусмотрена конструкция табло 4, функционирующего на аналогичных принципах, и показывающего состояние трафика в обратном от движения автомобиля 6 направлении.

Радары светофоров 1, к тому же, могут одновременно выполнять оценку соблюдения водителями транспортных средств ПДД, либо, наоборот, радары, используемые для оценки соблюдения водителями ПДД, могут использоваться для подсчета количества транспортных средств 3, уходящих с данного перекрестка в направлении к другим. Радары также могут быть установлены отдельно от светофоров 1 - в зонах, наилучшей «видимости» для них транспортных средств 3, уходящих с перекрестков, однако, момент их включения должен коррелировать с моментом включения разрешающего сигнала светофора 1 в выбранном направлении оценки потока 2 транспортных средств 3.

Применение предлагаемого решения может существенно снизить расходы на маршрутизацию транспорта, снабжая водителей актуальной информаций, и, при этом, сохраняя их приватность. Кроме того, автомобиль может быть не оборудован какой-либо системой навигации.

Используемые источники

1. Яндекс. Исследования. Как мы оцениваем загруженность улиц [электронный ресурс]. Режим доступа: https://yandex.ru/company/researches/2017/jams_count (дата обращения 12.10.2017).

2. Патент №2642507 МПК G01S 19/42. Способ бесспутниковой навигации / Симдянкин А.А., Успенский И.А., Бышов Н.В. Заявка №2016142973, дата подачи 31.10.2016, регистрация заявки от 25.01.2018, Бюл. №3.

Изобретение относится к способу информирования водителя транспортного средства на перекрестках о потоках транспортных средств, уходящих с данного перекрестка. Способ содержит шаги, на которых с помощью радаров определяют количество транспортных средств в единицу времени с последующим делением этого количества на заранее установленную максимальную пропускную способность направления движения. Частное от деления передают с радаров на электронное табло, где визуализируют в виде цветовой гаммы, либо в виде последовательного набора нескольких индикаторов, либо непрерывной шкалой индикации. Обеспечивается информирование водителя о загруженности перекрестков. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ информирования водителя транспортного средства на перекрестках о потоках транспортных средств, уходящих с данного перекрестка во всех направлениях, в котором при оценке трафика сравнивается время, за которое транспортные средства проезжают определенный отрезок пути, с эталонным, в качестве которого выбрано время, за которое они же могут проехать по тому же пути ночью в предположении, что в это время улицы совершенно свободны, отличающийся тем, что на перекрестках устанавливают радары, момент включения которых синхронизирован с включением разрешающего сигнала светофора в данном направлении, определяющие количество единиц транспорта, уходящих с него в этом направлении в единицу времени, с последующим делением этого количества на заранее установленную максимальную пропускную способность данного направления, при этом частное от деления посредством проводной или беспроводной связи передают с радаров на электронные табло, установленные в зоне видимости водителей транспортных средств, подъезжающих к соответствующему перекрестку, где визуализируют в виде цветовой гаммы, интуитивно понятной водителям, красный цвет - высокая напряженность, желтый - средняя, зеленый – низкая, либо в виде последовательного набора нескольких индикаторов одинакового цвета чем больше индикаторов зажжено, тем более загружено направление, либо непрерывной шкалы индикации.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании дискретной шкалы табло количество зажженных индикаторов равно целой части числа от произведения частного от деления и количества индикаторов.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании непрерывной шкалы частное от деления переводят в параметры «ток/напряжение», причем при частном, равном единице, ток/напряжение индикаторной шкалы принимают максимальные значения, а при частном, равном нулю, ток/напряжение равны нулю.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для повышения уровня информированности водителей о загруженности перекрестков, следующих за данным перекрестком, электронные табло интегрируют в составное многосегментное, мозаичное электронное табло, сигналы на каждый сегмент которых приходят с радаров, установленных на соседних перекрестках.