Способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств Российский патент 2019 года по МПК B60W30/08 G08G1/00 

Предлагаемое изобретение относится к методам управления активной безопасностью дорожного движения в интеллектуальной транспортной инфраструктуре (ИТИ) автомобильной дороги, преимущественно в предаварийных и аварийных дорожных ситуациях (инцидентах).

Известен способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, при котором перед началом движения через путевые центры управления (ЦУ) у каждого транспортного средства (ТС) запрашивают данные и вводят в базу данных информацию об идентификационных номерах каждого ТС, о наличии, технических характеристиках и функциональных параметрах средств связи, средств оповещения водителя, штатных автоматических средствах управления тяговой установкой, рулевым устройством, системой торможения, трансмиссией, их приводов и усилителей, а во время движения транспортных средств штатными средствами путевых ЦУ в режиме реального времени контролируют общее состояние транспортного потока, определяют для каждого ТС его положение относительно осевой линии дорожного полотна, выявляют и оценивают возможные риски при движении каждого ТС в складывающейся дорожной обстановке (см. патент КНР №CN 107219846 А Method controlling lane direction, заявитель CHINA MOBILE GROUP GUANGDONG, опубл. 29.09.2017).

Основными недостатками способа являются: сложная структура управления интеллектуальной транспортной инфраструктурой автомобильной дороги при возникновении необходимости изменения направления движения ТС; недостаточная надежность и эффективность работы; а также отсутствие в нем решений по исключению или смягчению последствий ДТП для других участников дорожного движения и по исключению или смягчению последствий ДТП для всех других участников дорожного движения, часто происходящих после каждого ДТП в результате наезда других транспортных средств на транспортные средства, попавшие в аварию.

Известен способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, при котором перед началом движения через путевые центры управления у каждого транспортного средства запрашивают данные и вводят в базу данных информацию об идентификационных номерах каждого ТС, о наличии, технических характеристиках и функциональных параметрах средств связи, средств оповещения водителя, штатных автоматических средствах управления тяговой установкой, рулевым устройством, системой торможения, трансмиссией, их приводов и усилителей, а во время движения транспортных средств штатными средствами путевых ЦУ в режиме реального времени контролируют общее состояние транспортного потока, определяют для каждого ТС его положение относительно осевой линии дорожного полотна, выявляют и оценивают возможные риски при движении каждого ТС в складывающейся дорожной обстановке (см. патент КНР №CN 106940933 A INTELLIGENT TRAFFIC SYSTEM, заявитель BEIJING INSTITUTE OF TECH, опубл. 11.07.2017).

Основными недостатками способа являются: сложная структура управления интеллектуальной транспортной инфраструктурой автомобильной дороги при возникновении необходимости изменения направления движения ТС; недостаточная надежность и эффективность работы; а также отсутствие в нем решений по исключению или смягчению последствий ДТП для других участников дорожного движения и по исключению или смягчению последствий ДТП для всех других участников дорожного движения, часто происходящих после каждого ДТП в результате наезда других транспортных средств на транспортные средства, попавшие в аварию.

Известен способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, при котором перед началом движения через путевые центры управления у каждого транспортного средства запрашивают данные и вводят в базу данных информацию об идентификационных номерах каждого ТС, о наличии, технических характеристиках и функциональных параметрах средств связи, средств оповещения водителя, штатных автоматических средствах управления тяговой установкой, рулевым устройством, системой торможения, трансмиссией, их приводов и усилителей, а во время движения транспортных средств штатными средствами путевых ЦУ в режиме реального времени контролируют общее состояние транспортного потока, определяют для каждого ТС его положение относительно осевой линии дорожного полотна, выявляют и оценивают возможные риски при движении каждого ТС в складывающейся дорожной обстановке, движение в автоматическом режиме осуществляется по их маршруту в соответствии с их маршрутными картами, при этом контролируют взаимное положение ТС и неподвижных объектов в транспортном потоке, и состояние дорожной обстановки, по создаваемой цифровой карте, формируемой и динамически изменяемой в режиме реального времени в региональном центре управления по показаниям путевых центров управления интеллектуальной транспортной инфраструктуры производят согласно индивидуальным идентификационным кодам каждого из ТС их идентификацию, определяют положение каждого транспортного средства, и неподвижных объектов, с заданной периодичностью проводят оценку дорожной обстановки, окружающей каждое транспортное средство, путем обработки информации, получаемой от путевых датчиков дорожной обстановки, производят оценку рисков, адекватности управления водителем транспортным средством, направляют предупреждения водителям, ступенчато увеличивая интенсивность воздействия, и, если происходит нарушение нормального режима работы водителя и движения ТС аварийное управление транспортным средством осуществляют из путевого центра управления ИТИ, путем подачи команд на штатные автоматические системы управления устройствами помощи водителю (см. патент Японии №JP 4617723 В2 COLLISION PREVENTION SYSTEM, заявитель MITSUBISHI ELECTRIC CORP, опубл. 26.01.2011).

Основными недостатками способа являются: сложная структура управления интеллектуальной транспортной инфраструктурой автомобильной дороги при возникновении необходимости изменения направления движения ТС; недостаточная надежность и эффективность работы; а также отсутствие в нем решений по исключению или смягчению последствий ДТП для других участников дорожного движения и по исключению или смягчению последствий ДТП для всех других участников дорожного движения, часто происходящих после каждого ДТП в результате наезда других транспортных средств на транспортные средства, попавшие в аварию.

Важным недостатком работы системы является также сложная структура управления интеллектуальной транспортной инфраструктурой автомобильной дороги от ТС во время дорожного инцидента при возникновении препятствия путем обнаружения передатчика на человеке или другом ТС.

Известен способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, при котором перед началом движения через путевые центры управления у каждого транспортного средства запрашивают данные и вводят в базу данных информацию об идентификационных номерах каждого ТС, о наличии, технических характеристиках и функциональных параметрах средств связи, средств оповещения водителя, штатных автоматических средствах управления тяговой установкой, рулевым устройством, системой торможения, трансмиссией, их приводов и усилителей, а во время движения транспортных средств штатными средствами путевых ЦУ в режиме реального времени контролируют общее состояние транспортного потока, определяют для каждого ТС его положение относительно осевой линии дорожного полотна, выявляют и оценивают возможные риски при движении каждого ТС в складывающейся дорожной обстановке, а также создают и обновляют цифровую карту дороги с указанием координат и значений дорожных знаков, светофоров (см. патент РФ №RU 2469890 С2 СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ, патентообладатели Меньтюков Александр Андреевич и Рыбкин Владимир Васильевич, опубл. 20.12.2012).

Основными недостатками способа являются: сложная структура управления интеллектуальной транспортной инфраструктурой автомобильной дороги при возникновении необходимости изменения направления движения ТС; недостаточная надежность и эффективность работы; а также отсутствие в нем решений по исключению или смягчению последствий ДТП для других участников дорожного движения и по исключению или смягчению последствий ДТП для всех других участников дорожного движения, часто происходящих после каждого ДТП в результате наезда других транспортных средств на транспортные средства, попавшие в аварию.

Недостатком способа является и сложная структура управления ТС интеллектуальной транспортной инфраструктурой автомобильной дороги во время дорожного инцидента при возникновении препятствия и малая скорость реакции на препятствие.

Все указанные известные способы обеспечения безопасности дорожного движения путем оснащения транспортных средств многочисленными системами активной безопасности, например, такими как: активный круиз-контроль, помощник движения в пробках; системы экстренного и вспомогательного торможения; контроль слепых зон, помощник при перестроении; распознавание знаков, пешеходов; контроль полосы движения; помощник при выезде с парковки задним ходом и многие другие используются для улучшения способности транспортного средства предотвращать аварии, или, в случае их возникновения, снижать уровень последствия для водителя, пассажиров и пешеходов.

Принцип работы систем активной безопасности заключаются в проведении анализа данных дорожной обстановки, поступающих с датчиков, выявлении рисков и своевременном предупреждении водителей. Современные способы управления работой систем активной безопасности заключаются в том, что при отсутствии действий водителей по исключению рисков, например, столкновений, системы активной безопасности осуществляют повторное предупреждение водителя, используя визуальные, аудио и тактильные элементы, а также осуществляют небольшое воздействие на органы управления с тем, чтобы предупредить водителей и заставить их принять необходимые меры. При наступлении критических ситуаций для исключения или снижения уровня неблагоприятных последствий для водителя, пассажиров и пешеходов системы активной безопасности берут на себя функции воздействия на органы управления транспортных средств.

Известные способы управления работой систем активной безопасности, например, круиз-контроля, заключаются в том, что в них с помощью системы технического зрения обнаруживают и распознают впереди движущееся транспортное средство, измеряют расстояние до него, его скорость движения и выполняемые им ускорения и торможения. С помощью электронного блока системы активной безопасности, работающего по известному способу, производят оценку и сравнение расстояний, ускорений и торможений транспортных средств для оценки вероятности столкновения между ними и в случае возникновения риска столкновения системы активной безопасности предупреждают водителя о необходимости принятия мер для исключения аварийной ситуации, при отсутствии необходимых управляющих воздействий водителей осуществляют небольшое воздействие на органы управления с тем, чтобы предупредить водителей и заставить их принять необходимые меры и далее при наступлении критических ситуаций берут на себя функции воздействия на органы управления транспортных средств.

Общими недостатками таких известных способов управления системами активной безопасности с точки зрения надежности их работы являются:

1. Сложность реализации способов работы систем активной безопасности, которая вызвана необходимостью надежного выполнения процессов проведения анализа дорожной обстановки, поступающих с датчиков системы технического зрения, выявления рисков и своевременного предупреждения водителей. Известные способы работы систем активной безопасности, установленных на транспортных средствах, не обеспечивают должной точности проведения анализа дорожной обстановки и выявления рисков из-за того, что их датчики (видеокамеры, радары, лидары, ультразвуковые датчики и др.) плохо, или вообще не распознают дорожную разметку, дорожные знаки, показания светофоров, препятствия - транспортные средства, мотоциклистов, велосипедистов, животных, предметы и другие небольшие предметы, при наличии задымления воздуха, тумана дождя, снегопада на дорогах, в темное время суток, при плохой или загрязненной дорожной разметке и дорожных знаков, при низких и сверхнизких температурах окружающего воздуха, а также наличии при различного рода электромагнитных помех, света фар встречных транспортных средств и многих других неблагоприятных воздействий.

Попытки решения этих проблем с одной стороны не дают должного результата, в том числе из-за того, что часть из этих проблем не устранима в принципе (наличие дождя, снега, тумана, града, задымления, низких и сверхнизких температурах окружающего воздуха), а с другой стороны приводит к недопустимо существенному усложнению способов работы и конструктивного исполнения самих систем активной безопасности (их систем технического зрения, датчиков, применяемых алгоритмов и программного обеспечения), которое, в свою очередь, приводят к снижению надежности их работы и к повышению их стоимости.

2. Известные способы управления работой систем активной безопасности не учитывают такого важнейшего параметра, как коэффициента сцепления шин транспортных средств с дорожным полотном, зависящего от материала дорожного полотна, степени его износа и качества в реальных условиях эксплуатации, от наличия на дорожном полотне гололеда, снега, воды, разливов топлив, масел и других жидкостей. Отсутствие учета этого параметра, изменяющегося от 1,0 до 0,1, в разы изменяет тормозной путь транспортного средства, что приводит к столкновениям транспортных средств с препятствиями несмотря на наличие в транспортных средствах систем активной безопасности, а при различии указанного коэффициента по бортам ТС может привести к неуправляемому заносу.

3. Известные способы управления работой систем активной безопасности имеют чрезмерно завышенный массив обрабатываемых данных, поступающих от датчиков измерения параметров движения каждого ТС, скоростей вращения колес, рулевого управления, от датчиков подсистем технического зрения, навигации, связи (радаров, видеокамер). Это связано с необходимостью математической обработки всего массива данных с датчиков и формирования команд предупреждения водителя и возможного последующего управления приводами управления движением ТС, со сложностью алгоритмов управления, применяемого математического аппарата, программного обеспечения как самих систем активной безопасности, так и их подсистем управления, состоящих из соответствующих датчиков, контроллеров, исполнительных устройств, интерфейсов. При этом обработка этих массивов данных в системах активной безопасности всех транспортных средств во многом дублируется, что не желательно, т.к. это является причиной сложности систем, их высокой стоимости и уменьшения надежности.

4. Наличие ложных срабатываний и сбоев в работе систем активной безопасности, работающих по известным способам управления, также может приводить к столкновениям транспортных средств на дорогах. Недостаточное качество и сбои в работе при обнаружении и распознавании препятствий зависят также от ресурса, качества и надежности работы датчиков систем технического зрения, которые на транспортных средствах работают в условиях вибраций, трясок, ударов и теряют свои характеристики по распознаванию препятствий при запотевании, отрицательных температурах окружающего воздуха, при загрязнении датчиков, наличии на них воды, снега, инея.

5. Известные способы управления теоретически и на практике обеспечивают эффективную систем активной безопасности только в ограниченных диапазонах надежной работы на эксплуатационных режимах транспортных средств - скоростных режимах движения, разгонах, торможении, в том числе не эффективны при езде на мокром и заснеженном дорожном покрытии, при гололеде и т.д.

6. Известные способы управления не предусматривают выполнения функций активной безопасности для других участников дорожного движения.

7. Известные способы управления не предусматривают выполнения функций активной безопасности и исключения ДТП в результате наезда на других участников ДТП сзади и сбоку едущих ТС.

Технической задачей является повышение надежности и эффективности управления активной безопасностью дорожного движения в интеллектуальной транспортной инфраструктуре автомобильной дороги, упрощение конструкции беспилотных транспортных средств при обеспечении быстродействия работы и достижения максимальной безопасности дорожного движения под управлением Интеллектуальной Транспортной Системы управления дорожного движения.

Способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, при котором перед началом движения через путевые центры управления у каждого транспортного средства запрашивают данные и вводят в базу данных информацию об идентификационных номерах каждого ТС, о наличии, технических характеристиках и функциональных параметрах средств связи, средств оповещения водителя, штатных автоматических средствах управления тяговой установкой, рулевым устройством, системой торможения, трансмиссией, их приводов и усилителей, по меньшей мере, поворотом колес, тормозной системой и тяговой установкой, а также, при наличии, коробкой передач и сцеплением каждого ТС, а во время движения транспортных средств штатными средствами путевых ЦУ в режиме реального времени контролируют общее состояние транспортного потока, определяют для каждого ТС его положение относительно осевой линии дорожного полотна, выявляют и оценивают возможные риски при движении каждого ТС в складывающейся дорожной обстановке, а также создают и обновляют цифровую карту дороги с указанием координат и значений дорожных знаков, светофоров, причем в путевых центрах управления технические средства контроля дорожной обстановки с помощью дополнительных локальных и/или распределенных датчиков состояния движения, производят сканирование, распознавание, регистрацию всех движущихся и неподвижных объектов и определяют параметры их положения и движения на полосах движения относительно дорожной разметке, при этом оценку возможных рисков для каждого ТС производят по критериям соблюдения безопасного выполнения скоростного режима, соответствия средней скорости транспортного потока, соблюдения безопасного выбора расстояний между ТС в транспортном потоке, безопасного выполнения маневров при движении каждого ТС в транспортном потоке, и при выявлении возникновения возможных рисков для каждого ТС с помощью путевого ЦУ выполняют действия, по меньшей мере, в четыре стадии:

На первой начальной стадии в случае возникновения риска возможного столкновения между ТС через путевые ЦУ оповещаются виновный водитель ТС, действия которого приводят к возникновению возможности риска столкновения между ТС, и водители ближайших к нему ТС путем подачи оповещения на цифровом мониторе при его наличии в ТС, и/или световых, и/или звуковых сигналов штатными внутренними средствами каждого ТС оповещения водителя;

На второй стадии при увеличении риска столкновения между ТС и отсутствии необходимых управляющих воздействий виновного водителя путевые ЦУ дополнительно оповещают виновного водителя и водителей окружающих ТС, расположенных рядом, об увеличении риска столкновения между ТС на цифровом мониторе ТС, с помощью и/или световых, и/или звуковых сигналов штатных средств оповещения водителя и одновременно дополнительно подают им тактильные (например, вибрационные) сигналы.

На третьей стадии движения при дальнейшем увеличении риска ДТП с помощью путевого ЦУ осуществляют небольшое воздействие на органы управления ТС виновного водителя с тем, чтобы предупредить и заставить его принять необходимые меры для исключения столкновения, при этом оповещают на цифровых мониторах ТС, и/или с помощью дополнительных световых, и/или дополнительных звуковых сигналов штатных средств оповещения водителей расположенных рядом окружающих ТС о возможности возникновения ДТП и о необходимых мерах для его устранения.

На четвертой критической стадии риска ДТП каждый соответствующий путевой ЦУ берет на себя функции воздействия на органы управления ТС с виновным водителем и рядом находящихся окружающих ТС, для которых сохраняется риск ДТП, и/или функции по выводу аварийно-опасных движущихся или неподвижных ТС из транспортного потока в место отстоя, а региональный центр управления и водители других окружающих ТС оповещаются о порядке вывода аварийно-опасных ТС из транспортного потока путем экстренной подачи сигналов на их штатные средства оповещения и/или управления, позволяющим исключить возможность их ДТП с неподвижными или движущимися аварийно-опасными ТС.

Способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, в котором в режиме реального времени путевые ЦУ дополнительно осуществляют с помощью путевых штатных и дополнительных датчиков, установленных вдоль автомобильных дорог, над ними и/или в дорожном полотне, мониторинг и обновление баз данных по состоянию дорожных, климатических и экологических параметров внешней среды в зонах сети автомобильных дорог, по меньшей мере, таких данных, как параметры каждой дороги, ее ширина, пропускная способность в обоих направлениях, типы, качество и состояние дорожного покрытия, его температура, наличие дорожных знаков, дорожной разметки, светофоров, а также данных об условиях и интенсивности движения транспортного потока, его составе, разрешенных скоростях движения, рельефе местности, временных дорожных ограничениях, имеющихся на дорогах препятствиях, температуре окружающей среды, особенно низкой (до -25°С) и сверхнизкой (ниже -25°С), выпадающих осадках, наличии на дорожном полотне воды, снега, разливов топлив, масел и других жидкостей, гололеда, автомобильных пробок, аварий, чрезвычайных и других обстоятельств, воздушных аэрозолях, тумане и атмосферных осадках, снижающих прозрачность и видимость на дороге, содержании вредных веществ в воздухе, в виде таких веществ, как газообразные вещества, твердые или жидкостные аэрозоли, а в быстро изменяющихся погодно-дорожных условиях об ограничениях параметров движения условиями аварийно-опасной ситуации о них оповещаются все окружающие ТС, при этом на каждое ТС, имеющее штатные автоматические средства управления движением, на основании разработанных программ и алгоритмов управления, учитывающих, по меньшей мере, частично перечисленные базы обновляемых данных, подают команды управления в соответствии с, по меньшей мере, тремя выше представленными стадиями, разработанными путевым ЦУ, позволяющие избежать или минимизировать ущерб от аварийно-опасной ситуации и/или ДТП путем изменения параметров движения, аварийного торможения и изменения направления движения каждого ТС, в том числе и путем изменения плотности транспортного потока при уменьшении безопасных расстояний между ТС в транспортном потоке, а региональный центр управления оповещается о каждой аварийно-опасной ситуации для информирования других ТС на остальной части сети дорог.

Способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, реализуется путем прямого управления работой средств предупреждения водителей и воздействия на приводы управления транспортных средств в критических ситуациях с помощью дополнительных систем и средств интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, при котором перед началом движения через путевые центры управления у каждого транспортного средства запрашивают данные и вводят в базу данных информацию об идентификационных номерах каждого ТС, о наличии, технических характеристиках и функциональных параметрах средств связи, средств оповещения водителя, штатных автоматических средствах управления тяговой установкой, рулевым устройством, системой торможения, трансмиссией, их приводов и усилителей, а во время движения транспортных средств штатными средствами путевых ЦУ в режиме реального времени контролируют общее состояние транспортного потока, определяют для каждого ТС его положение относительно осевой линии дорожного полотна, выявляют и оценивают возможные риски при движении каждого ТС в складывающейся дорожной обстановке, а также создают и обновляют цифровую карту дороги с указанием координат и значений дорожных знаков, светофоров.

Предлагаемый способ управления работой систем активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, имеет по меньшей мере три стадии в известных способах управления, что позволяет оперативно менять критерии наступления необходимости действий в соответствии с изменяющейся дорожной обстановкой и погодными условиями. Это позволяет более эффективно осуществлять предупреждение и исключение дорожно-транспортных происшествия.

В путевых центрах управления технические средства контроля дорожной обстановки с помощью дополнительных локальных и/или распределенных датчиков состояния движения, производят сканирование, распознавание, регистрацию всех движущихся и неподвижных объектов и определяют параметры их положения и движения на полосах движения относительно дорожной разметки, при этом оценку возможных рисков для каждого ТС производят по критериям соблюдения безопасного выполнения скоростного режима, соответствия средней скорости транспортного потока, соблюдения безопасного выбора расстояний между ТС в транспортном потоке, безопасного выполнения маневров при движении каждого ТС в транспортном потоке, и при выявлении возникновения возможных рисков для каждого ТС с помощью путевого ЦУ выполняют действия, по меньшей мере, в три стадии:

На первой начальной стадии в случае возникновения риска возможного столкновения между ТС через путевые ЦУ оповещают виновного водителя ТС, действия которого приводят к возникновению возможности риска столкновения между ТС, и водителей ближайших к нему ТС путем подачи оповещения на цифровом мониторе при его наличии в ТС, и/или световых, и/или звуковых сигналов штатными внутренними средствами каждого ТС оповещения водителя. Оповещение виновного водителя ТС, действия которого приводят к возникновению возможности риска столкновения между ТС, и водителей ближайших к нему ТС через путевые ЦУ в большинстве случаев позволяют предупредить, предотвратить и исключить возможные ДТП.

На второй стадии при увеличении риска столкновения между ТС и отсутствии необходимых управляющих воздействий виновного водителя путевые ЦУ дополнительно оповещают виновного водителя и водителей окружающих ТС, расположенных рядом, об увеличении риска столкновения между ТС на цифровом мониторе ТС, с помощью речевых и/или световых, и/или звуковых сигналов штатных средств оповещения водителя и одновременно дополнительно подают им тактильные (вибрационные) сигналы. Дополнительное оповещение виновного водителя и водителей окружающих ТС, расположенных рядом, об увеличении риска столкновения между ТС на цифровом мониторе ТС, с помощью путевых ЦУ путем подачи визуального оповещения на цифровом мониторе и/или световых, и/или звуковых сигналов штатных средств оповещения водителя с одновременной дополнительной подачей им тактильных (вибрационных) сигналов также способствует исключению возможных ДТП.

На третьей стадии движения при дальнейшем увеличении риска ДТП с помощью путевого ЦУ осуществляют небольшое воздействие на органы управления ТС виновного водителя с тем, чтобы предупредить и заставить его принять необходимые меры для исключения столкновения, при этом оповещают на цифровых мониторах ТС, и/или с помощью дополнительных световых, и/или дополнительных звуковых сигналов штатных средств оповещения водителей окружающих ТС, расположенных рядом, о возможности возникновения ДТП и о необходимых мерах для его устранения. Выполнение третьей стадии небольшого воздействия на органы управления ТС виновного водителя и оповещение путевыми ЦУ на цифровых мониторах ТС, и/или с помощью дополнительных световых, и/или дополнительных звуковых сигналов штатных средств оповещения водителей окружающих ТС, расположенных рядом, о возможности возникновения ДТП и о необходимых мерах для их устранения являются важнейшим этапом предотвращения ДТП. При этом выполнение данной стадии путевыми ЦУ, определяющими риск столкновения транспортных средств более точно и надежно по сравнению с выполнением этой функции системой активной безопасности ТС, является более эффективной.

На четвертой критической стадии риска ДТП (критерием может быть экстренная необходимость торможения или изменения направления движения) каждый соответствующий путевой ЦУ берет на себя функции воздействия на органы управления ТС с виновным водителем и рядом находящихся окружающих ТС, для которых сохраняется риск ДТП, и/или функции по выводу аварийно-опасных движущихся или неподвижных ТС из транспортного потока в место отстоя, а водители других окружающих ТС оповещаются о порядке вывода аварийно-опасных ТС из транспортного потока путем экстренной подачи сигналов на их штатные средства оповещения и/или управления, позволяющим исключить возможность их ДТП с неподвижными или движущимися, аварийно-опасными ТС. Данные воздействия на приводы управления каждого соответствующего путевого ЦУ позволяют не только исключить, или снизить результаты отрицательных последствий ДТП для аварийных ТС, но и в большинстве случаев предотвратить ДТП для других ТС, находящихся сзади или рядом с местом аварии ТС виновника ДТП.

По сравнению с известными способами управления, выполнение указанных выше действий в предлагаемом способе осуществляет более эффективное управление работой систем активной безопасности более надежными, оперативными, точными методами и с помощью более простых методов и средств, в которых сбором, обработкой информации, формированием и передачей команд управления на средства предупреждения водителей и на приводы управления транспортных средств. Перечисленные функции в предлагаемом способе выполняются централизованно и с большей точностью, т.к. оценка параметров движения транспортных средств, обнаружение препятствий и учет неблагоприятных условий движения всех участников дорожного движения по их маршрутам и всех условий, обстоятельств и параметров дорожной обстановки и окружающей среды осуществляется с помощью стационарных более надежных и легче обслуживаемых средств и датчиков ИТИ. Это позволяет исключить дублирование большинства функций, выполняемых в известных способах в каждой системе активной безопасности на всех транспортных средствах, а также существенно повысить качество, надежность работы, отказоустойчивость, точность, оперативность реализации всего процесса управления работой систем активной безопасности транспортных средств на дорогах.

По сравнению с совокупностью действий известных способов предлагаемый способ управления работой систем активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги, предусматривает не только улучшение способности каждого отдельного транспортного средства предотвращать аварии, или, в случае их возникновения, снижать уровень его последствий для водителя, пассажиров и пешеходов, но и позволяет исключить риски аварии для других транспортных средств, находящихся рядом с транспортным средством виновника возможного ДТП. Предлагаемый способ, таким образом, позволяет исключить или смягчить последствия ДТП для других участников дорожного движения, что отсутствует в известных способах управления системами активной безопасности.

Как выше отмечено, по сравнению с известными предлагаемый способ управления работой систем активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры автомобильной дороги предусматривает также исключение аварий для всех участников дорожного движения, часто происходящих после каждого ДТП в результате наезда других транспортных средств на транспортные средства, попавшие в аварию. Это достигается путем оповещения необходимого числа окружающих водителей и принудительного проведения противоаварийных действий в экстренной ситуации.

Большая надежность и эффективность работы предлагаемого способа связана также с учетом дополнительного формирования в ИТИ баз обновляемых в режиме реального времени данных о каждой дороге, ее ширине, пропускной способности в обоих направлениях, типах и состоянии дорожного покрытия, наличии дорожных знаков, дорожной разметки, светофоров, а также условий и интенсивности движения транспортного потока, его составе, разрешенных скоростях движения, о рельефе местности, временных дорожных ограничениях, материалах и свойствах дорожного полотна, температурах дорожного полотна, наличие происходящих чрезвычайных ситуациях, температурах дорожного полотна, снижающих прозрачность и видимость на дорогах воздушных аэрозолей и атмосферных осадках, наличии на дорожном полотне гололеда, снега, сконденсировавшейся или замороженной влаги и т.д., которые учитываются при разработке алгоритмов и программного обеспечения для реализации предлагаемого способа. Так, например, учет в предлагаемом способе такого важнейшего параметра, как коэффициент сцепления шин транспортных средств с дорожным полотном, зависящего от материала дорожного полотна, степени его износа и качества в реальных условиях эксплуатации, от наличия на дорожном полотне гололеда, снега, воды, разливов топлив, масел и других жидкостей, позволяет многократно снизить количество ДТП на дорогах при езде в условиях наличия на дорожном полотне гололеда, снега, сконденсировавшейся или замороженной влаги. Отсутствие учета этого параметра, изменяющегося по величине от 1,0 до 0,1 в несколько раз, многократно увеличивает тормозной путь и приводит к заносу транспортного средства, что обычно приводит в эксплуатации к столкновениям транспортных средств с препятствиями, несмотря на наличие в транспортных средствах штатных систем активной безопасности.

Способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, в котором в режиме реального времени путевые ЦУ дополнительно осуществляют с помощью путевых штатных и дополнительных датчиков, установленных вдоль автомобильных дорог, над ними и/или в дорожном полотне, мониторинг и обновление баз данных по состоянию дорожных, климатических и экологических параметров внешней среды в зонах сети автомобильных дорог, по меньшей мере, таких данных, как параметры каждой дороги, ее ширина, пропускная способность в обоих направлениях, типы, качество и состояние дорожного покрытия, его температура, наличие дорожных знаков, дорожной разметки, светофоров, а также данных об условиях и интенсивности движения транспортного потока, его составе, разрешенных скоростях движения, рельефе местности, временных дорожных ограничениях, имеющихся на дорогах препятствиях, температуре окружающей среды, особенно низкой и сверхнизкой, выпадающих осадках, наличии на дорожном полотне воды, снега, разливов топлив, масел и других жидкостей, гололеда, автомобильных пробок, аварий, чрезвычайных и других обстоятельств, воздушных аэрозолях, тумане и атмосферных осадках, снижающих прозрачность и видимость на дороге, содержании вредных веществ в воздухе, в виде таких веществ, как газообразные вещества, твердые или жидкостные аэрозоли, а при быстро изменяющихся погодно-дорожных условиях - об ограничениях параметров движения условиями аварийно-опасной ситуации, о них оповещаются все окружающие ТС, при этом на каждое ТС, имеющее штатные автоматические средства управления движением, на основании разработанных программ и алгоритмов управления, учитывающих, по меньшей мере, частично перечисленные базы обновляемых данных, подают команды управления в соответствии с, по меньшей мере, тремя выше представленными стадиями, разработанными путевым ЦУ, позволяющие избежать или минимизировать ущерб от аварийно-опасной ситуации и/или ДТП путем изменения параметров движения, аварийного торможения и изменения направления движения каждого ТС, в том числе и путем изменения плотности потока при уменьшении безопасных расстояний между ТС в транспортном потоке, а региональный центр при этом оповещается о каждой аварийно-опасной ситуации для информирования других ТС на остальной части сети дорог.

Большая надежность и эффективность работы предлагаемого способа связана также с наличием в региональном центре ИТИ баз данных, в разрабатываемых критериях соблюдения безопасного выполнения скоростного режима, соответствия средней скорости транспортного потока, соблюдения выбора безопасных расстояний между ТС в транспортном потоке, безопасного выполнения маневров при движении каждого ТС в транспортном потоке обновляемых в режиме реального времени, со следующими данными о каждой дороге: ее ширине, пропускной способности в обоих направлениях, типах и состоянии дорожного покрытия, наличии дорожных знаков, дорожной разметки, светофоров, а также условий и интенсивности движения транспортного потока, его составе, разрешенных скоростях движения, о рельефе местности, временных дорожных ограничениях, материалах и свойствах дорожного полотна, температурах дорожного полотна, наличие происходящих чрезвычайных ситуациях, воздушных аэрозолях и атмосферных осадках, снижающих прозрачность и видимость на дорогах, о наличии на дорожном полотне гололеда, снега, сконденсировавшейся или замороженной влаги и т.д.

Интеллектуальная транспортная инфраструктура автомобильной дороги, выполняющая функцию управления системы активной безопасности для всех транспортных средств на дороге, обеспечивает более точную, по сравнению с известными способами управления, работу систем активной безопасности каждого отдельного ТС за счет применения путевых штатных и дополнительных датчиков измерения параметров движения всех участников дорожного движения, установленных вдоль автомобильных дорог, над ними и в дорожном полотне на всей сети дорог, более точных обнаружения препятствий, измерений параметров дорожных, климатических и других условий, не зависимо от всех видов транспортных средств и их состояния с учетом имеющихся на дорогах препятствиях, не зависимо от температур окружающей среды, особенно низких и сверхнизких, выпадающих осадков, состояния и качества дорожного полотна, наличия на нем воды, снега, разливов топлив, масел и других жидкостей, гололеда, автомобильных пробок, аварий, чрезвычайных и других обстоятельств.

Предложенные технические решения обеспечивают повышение надежности управления системами активной безопасности по всему маршруту движения каждого транспортного средства независимо от электромагнитных природных и антропогенных и электротехнических помех, времени суток и сезонов года с помощью новых отличительных признаков автоматически обеспечиваются существенно лучшие по сравнению с известными аналогами оперативность, надежность учета и контроля происходящих во время движения изменений климатических условий, параметров дорожной обстановки, параметров состояния дорожного покрытия, аварийных и других трудно предсказуемых ситуаций. Этому способствует и то, что, для выполнения действий способа управления работой системы активной безопасности транспортных средств команды управления передаются ближайшими средствами связи из ближайщего путевого центра, при этом региональный центр оповещается о ДТП и должным образом информирует все транспортные средства о возможных и необходимых изменениях условий движения на других дорогах.

В предлагаемом способе управления стало более простым управление работой систем активной безопасности, требующее меньшего объема вычислительных операций на борту транспортного средства, получения от путевых центров команд управления, формирование и исполнение несложных команд управления приводами в каждом ТС, реализации несложных алгоритмов управления, использующих более простые средства реализации такие как, во-первых, несложный математический аппарат, во-вторых, простое программное обеспечение, в-третьих, простые системы и подсистемы управления ИТИ.

Обеспечивается существенно большее снижение ложных срабатываний и сбоев в работе систем, поскольку необходимый перечень датчиков для управления работой систем активной безопасности в ИТИ установлен стационарно, он легче поддерживается в рабочем состоянии, проще и дешевле в обслуживании по сравнению использованием известных перечней датчиков систем активной безопасности и их датчиков на транспортных средствах. У известных аналогов сбои в работе и ложные срабатывания систем активной безопасности, состоящих из соответствующих датчиков, контроллеров, исполнительных устройств, интерфейсов, всегда будут проявляться вследствие недостаточного качества обнаружения и распознавания препятствий, дорожной разметки, знаков, сигналов светофоров, оценки при неблагоприятных дорожных, погодных и климатических условиях.

В предлагаемом способе управления системами активной безопасности с помощью ИТИ снижается сложность архитектуры бортовых систем управления транспортных средств, повышается надежность работы и снижается стоимость системы управления систем активной безопасности всех ТС в эксплуатации по сравнению с аналогами, у которых отрицательные свойства связаны с необходимостью выполнения и дублирования завышенного количества повторяющихся функций при анализе климатических условий, параметров дорог, анализе дорожной обстановки, выявлении рисков ДТП.

Вследствие возможности обеспечения постоянного контроля работы простых средств позиционирования ТС у путевых датчиков ИТИ обеспечивается более надежная работа систем активной безопасности на всех эксплуатационных режимах движения ТС - скоростных режимах движения, разгонах, торможениях и при выполнении других маневров.

Обеспечивается повышение помехоустойчивости ИТИ путем использования более простых средств связи при передаче простых команд и простых программ при формировании управляющих воздействий на органы управления, относительно простых и более надежных систем контроля положения ТС и препятствий на полосе движения.

По сравнению с известными способами управления, у которых непосредственное управление работой систем активной безопасности осуществляют бортовые системы управления движением, в предлагаемом способе резко снижаются сложность, трудоемкость и стоимость обслуживания штатных и дополнительных систем и датчиков ИТИ, поскольку у аналогов эти худшие показатели связаны с необходимостью использования более сложных систем, методик проверки и необходимостью проведения их диагностики и отладки в специализированных центрах с высококвалифицированными специалистами.

Большая надежность и эффективность работы предлагаемого способа связана также с наличием в региональных центрах управления ИТИ баз данных, обновляемых в режиме реального времени, о каждой дороге, ее ширине, пропускной способности в обоих направлениях, типах и состоянии дорожного покрытия, наличии дорожных знаков, дорожной разметки, светофоров, а также об условиях и интенсивности движения транспортного потока, его составе, разрешенных скоростях движения, о рельефе местности, временных дорожных ограничениях, материалах и свойствах дорожного полотна, температурах дорожного полотна, наличие происходящих чрезвычайных ситуациях, о воздушных аэрозолях и атмосферных осадках, снижающих прозрачность и видимость на дорогах, о наличии на дорожном полотне гололеда, снега, сконденсировавшейся или замороженной влаги и т.д. При этом через путевые центры управления своевременно оповещаются все заинтересованные в этой информации водители транспортных средств.

Предлагаемое изобретение относится к методам управления активной безопасностью дорожного движения в интеллектуальной транспортной инфраструктуре (ИТИ) автомобильной дороги, преимущественно в предаварийных и аварийных дорожных ситуациях. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности управления активной безопасностью дорожного движения в интеллектуальной транспортной инфраструктуре автомобильной дороги. Способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств осуществляется с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры (ИТИ) автомобильной дороги, при котором перед началом движения через путевые центры управления (ЦУ) у каждого транспортного средства (ТС) запрашивают данные и вводят в базу данных информацию об идентификационных номерах каждого ТС, о наличии, технических характеристиках и функциональных параметрах средств связи, средств оповещения водителя, штатных автоматических средствах управления тяговой установкой, рулевым устройством, системой торможения, трансмиссией, их приводов и усилителей, а во время движения транспортных средств штатными средствами путевых ЦУ в режиме реального времени контролируют общее состояние транспортного потока, определяют для каждого ТС его положение относительно осевой линии дорожного полотна, выявляют и оценивают возможные риски при движении каждого ТС в складывающейся дорожной обстановке, а также создают и обновляют цифровую карту дороги с указанием координат и значений дорожных знаков, светофоров. В путевых центрах управления технические средства контроля дорожной обстановки с помощью дополнительных локальных и/или распределенных датчиков состояния движения производят сканирование, распознавание, регистрацию всех движущихся и неподвижных объектов и определяют параметры их положения и движения на полосах движения относительно дорожной разметки, при этом оценку возможных рисков для каждого ТС производят по критериям соблюдения безопасного выполнения скоростного режима, соответствия средней скорости транспортного потока, соблюдения безопасного выбора расстояний между ТС в транспортном потоке, безопасного выполнения маневров при движении каждого ТС в транспортном потоке, и при выявлении возникновения возможных рисков для каждого ТС с помощью путевого ЦУ выполняют действия в соответствии с оценкой критериев опасности, по меньшей мере, в три стадии. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств, осуществляемый с помощью интеллектуальной транспортной инфраструктуры (ИТИ) автомобильной дороги, при котором перед началом движения через путевые центры управления (ЦУ) у каждого транспортного средства (ТС) запрашивают данные и вводят в базу данных информацию об идентификационных номерах каждого ТС, о наличии, технических характеристиках и функциональных параметрах средств связи, средств оповещения водителя, штатных автоматических средствах управления тяговой установкой, рулевым устройством, системой торможения, трансмиссией, их приводов и усилителей, а во время движения транспортных средств штатными средствами путевых ЦУ в режиме реального времени контролируют общее состояние транспортного потока, определяют для каждого ТС его положение относительно осевой линии дорожного полотна, выявляют и оценивают возможные риски при движении каждого ТС в складывающейся дорожной обстановке, а также создают и обновляют цифровую карту дороги с указанием координат и значений дорожных знаков, светофоров, отличающийся тем, что в путевых центрах управления технические средства контроля дорожной обстановки с помощью дополнительных локальных и/или распределенных датчиков состояния движения производят сканирование, распознавание, регистрацию всех движущихся и неподвижных объектов и определяют параметры их положения и движения на полосах движения относительно дорожной разметки, при этом оценку возможных рисков для каждого ТС производят по критериям соблюдения безопасного выполнения скоростного режима, соответствия средней скорости транспортного потока, соблюдения безопасного выбора расстояний между ТС в транспортном потоке, безопасного выполнения маневров при движении каждого ТС в транспортном потоке, и, при выявлении возникновения возможных рисков для каждого ТС, с помощью путевого ЦУ выполняют действия, по меньшей мере, в четыре стадии:

на первой начальной стадии в случае возникновения риска возможного столкновения между ТС через путевые ЦУ оповещаются виновный водитель ТС, действия которого приводят к возникновению возможности риска столкновения между ТС, и водители ближайших к нему ТС путем подачи оповещения на цифровом мониторе при его наличии в ТС, и/или световых, и/или звуковых сигналов штатными внутренними средствами каждого ТС оповещения водителя;

на второй стадии при увеличении риска столкновения между ТС и отсутствии необходимых управляющих воздействий виновного водителя путевые ЦУ дополнительно оповещают виновного водителя и водителей окружающих ТС, расположенных рядом, об увеличении риска столкновения между ТС на цифровом мониторе ТС, с помощью и/или световых, и/или звуковых сигналов штатных средств оповещения водителя и одновременно дополнительно подают им тактильные (вибрационные) сигналы;

на третьей стадии движения при дальнейшем увеличении риска ДТП с помощью путевого ЦУ осуществляют небольшое воздействие на органы управления ТС виновного водителя с тем, чтобы предупредить и заставить его принять необходимые меры для исключения столкновения, при этом оповещают на цифровых мониторах ТС, и/или с помощью дополнительных световых, и/или дополнительных звуковых сигналов штатных средств оповещения водителей расположенных рядом окружающих ТС о возможности возникновения ДТП и о необходимых мерах для его устранения;

на четвертой критической стадии риска ДТП каждый соответствующий путевой ЦУ берет на себя функции воздействия на органы управления ТС с виновным водителем и рядом находящихся окружающих ТС, для которых сохраняется риск ДТП, и/или функции по выводу аварийно-опасных движущихся или неподвижных ТС из транспортного потока в место отстоя, а водители других окружающих ТС оповещаются о порядке вывода аварийно-опасных ТС из транспортного потока путем экстренной подачи сигналов на их штатные средства оповещения и/или управления, позволяющем исключить возможность их ДТП с неподвижными или движущимися аварийно-опасными ТС.

2. Способ управления работой системы активной безопасности транспортных средств по п. 1, отличающийся тем, что в режиме реального времени путевые ЦУ дополнительно осуществляют с помощью путевых штатных и дополнительных датчиков, установленных вдоль автомобильных дорог, над ними и/или в дорожном полотне, мониторинг и обновление баз данных по состоянию дорожных, климатических и экологических параметров внешней среды в зонах сети автомобильных дорог, по меньшей мере, таких данных, как параметры каждой дороги, ее ширина, пропускная способность в обоих направлениях, типы, качество и состояние дорожного покрытия, его температура, наличие дорожных знаков, дорожной разметки, светофоров, а также данных об условиях и интенсивности движения транспортного потока, его составе, разрешенных скоростях движения, рельефе местности, временных дорожных ограничениях, имеющихся на дорогах препятствиях, температуре окружающей среды, особенно низких и сверхнизких, выпадающих осадках, наличии на дорожном полотне воды, снега, разливов топлив, масел и других жидкостей, гололеда, автомобильных пробок, аварий, чрезвычайных и других обстоятельств, воздушных аэрозолях, тумане и атмосферных осадках, снижающих прозрачность и видимость на дороге, содержании вредных веществ в воздухе, в виде таких веществ, как газообразные вещества, твердые или жидкостные аэрозоли, а при быстро изменяющихся погодно-дорожных условиях об ограничениях параметров движения условиями аварийно-опасной ситуации, о них оповещаются все окружающие ТС, при этом на каждое ТС, имеющее штатные автоматические средства управления движением, на основании разработанных программ и алгоритмов управления, учитывающих, по меньшей мере, частично перечисленные базы обновляемых данных, подают команды управления в соответствии с, по меньшей мере, четырьмя выше представленными стадиями, разработанными путевым ЦУ, позволяющие избежать или минимизировать ущерб от аварийно-опасной ситуации и/или ДТП путем изменения параметров движения, аварийного торможения и изменения направления движения каждого ТС, в том числе и путем изменения плотности потока при уменьшении безопасных расстояний между ТС в транспортном потоке, а региональный центр оповещается о каждой аварийно-опасной ситуации для информирования других ТС на остальной части сети дорог.