Маячок системы организации дорожного движения (ОДД) и система ОДД. Российский патент 2020 года по МПК G08G1/00 E01F9/00 E01F9/30 E01F9/50 E01F9/553 E01F9/559 E01F11/00 

Группа изобретений относится к системам дорожного регулирования, а также к маячкам, предназначенным для использования в таких системах.

Из уровня техники (например, US 9453309 B2, CN 110097737A) известны системы дорожного регулирования, применяющиеся на сложных и опасных участках дорог для информирования водителя о движении по опасному участку дороги, а также о дорожной ситуации на впереди лежащем участке.

Общим недостатком таких систем является ограниченная автономность, так как их работа обеспечивается информационно-управляющими центрами, которые формируют и передают сигнал на дорожные маячки. Проблему увеличения протяженности регулируемых участков решают путем установки мощных дополнительных ретрансляторов, либо путем прокладки проводных магистралей, которые передают управляющий сигнал на дорожные маячки. При потере сигнала маячки прекращают свое функционирование в качестве системы регулирования. Установка информационно-управляющих центров и ретрансляторов ведет к многократному удорожанию системы регулирования. Кроме того, управляющие модули маячков, известных из уровня техники собраны на едином микроконтроллере, который отвечает за все функции маячка, следовательно, при выходе из строя микроконтроллера замене подлежит весь управляющий модуль целиком, а не отдельный его элемент, отвечающий за определенную функцию.

Изобретение направлено на создание полностью автономной системы регулирования дорожного движения, в которой отсутствует необходимость в управляющем центре и ретрансляторах, а также на увеличение ремонтопригодности системы. Также достигается повышение безопасности дорожного движения на участках дорог, где отсутствуют централизованные электрические коммуникации. Устанавливать данную систему можно на любых участках дорог, в любом количестве.

Указанный технический результат достигается системой дорожного регулирования, маячки которой содержат корпус с прозрачной крышкой и световой элемент. Световой элемент содержит пластиковый корпус, в который установлен элемент питания, светодиодные держатели со светодиодами, солнечная панель и управляющий модуль. Управляющий модуль содержит микроконтроллер, радио приемо-передатчик, чип-антенну и микросхему заряда элемента питания от солнечной батареи. Микроконтроллер содержит программу управления светодиодами и программу синхронизации с соседними микроконтроллерами других аналогичных маячков.

Сигнал на включение маячков формирует микросхема, контролирующая заряд аккумулятора, а синхронизация частоты мигания соседних маячков обеспечивается встроенным в управляющий модуль микроконтроллером. Таким образом, пропадает необходимость в формируемом извне сигнале для включения и синхронизации работы системы.

Кроме того, выполнение управляющего модуля в виде набора отдельных блоков на базе микросхем приводит к повышению ремонтопригодности маячка, так как появляется возможность заменить отдельный вышедший из строя элемент или блок, содержащий этот элемент, а не весь управляющий модуль целиком.

Устройство организации дорожного движения предназначено для повышения безопасности участников дорожного движения, как на прямых участках автодорог, так и на криволинейных извилистых участках со спусками и подъемами, а также на перекрестках и участках автодорог с выделенной зоной для перехода пешеходов через проезжую часть. Устройство может состоять из множества светодиодных маячков, устанавливаемых в предварительно подготовленные отверстия круглой формы в дорожном покрытии на расстоянии 5 см от осевых 2 см и краевых линий дорожной разметки. При этом все светодиодные маячки соединены друг с другом радиочастотной сетью (например, Wi-Fi, Bluetooth, GSM и т.д.). Светодиодные маячки имеют одинаковое конструктивное исполнение. Маячки устанавливаются последовательно на расстоянии не более семи метров друг от друга, что в свою очередь, обусловлено дальностью радиочастотной сети Wi-Fi . Пример осуществления устройства ОДД изложен для его установки на участке автодороги с попутным и встречным движением.

Краткое описание чертежей:

фиг. 1 - представлен общий вид радио маячка;

фиг. 2 - общий вид управляющего модуля радио маячка;

фиг. 3 - представлен вариант обустройства системы регулирования дорожного движения для двухполосной дороги;

Позициями на чертежах обозначены:

1 – светодиодный маячок;

2 – краевая линия дорожной разметки;

3 – осевая линия дорожной разметки;

4 – алюминиевый корпус;

5 – прозрачная поликарбонатная крышка;

6 – световой автономный элемент;

7 – монтажные грани;

8 – квадратные углубления;

9 – пустотелое углубление;

10 – отверстия с винтовой резьбой;

11 – углубление с резиновой прокладкой;

12 – пластиковый корпус;

13 – элемент питания;

14 – светодиодные держатели;

15 – светодиоды;

16 – солнечная панель;

17 – управляющий модуль;

18 – микроконтроллер;

19 –Wi-Fi приемо-передатчик;

20 – чип-антенна;

21 – микросхема заряда;

22 – шероховатое покрытие.

Каждый светодиодный маячок 1 имеет степень влагозащиты IP68 и состоит из цилиндрического алюминиевого корпуса 4 с прозрачной крышкой 5, в котором содержится световой автономный элемент 6. Алюминиевый корпус 4 внешне представляет собой круглую форму, при этом его боковая сторона содержит монтажные грани 7 для надежной фиксации устройства в дорожном покрытии. Тыльная нижняя сторона алюминиевого корпуса 4 содержит квадратные углубления 8 для повышения фиксации в дорожном покрытии. Верхняя лицевая сторона корпуса увеличена в размере и выполнена в виде «козырька» (на чертеже позицией не обозначена) по всей ее окружности и необходима для защиты от повреждения дорожного покрытия при наезде автотранспорта после монтажа светодиодного маячка 1. Внутренняя часть алюминиевого корпуса 1 содержит пустотелое углубление 9, четыре отверстия с винтовой резьбой 10, углубление с резиновой прокладкой 11 по периметру верхней части углубления.

Отверстия с винтовой резьбой 10 предназначены для плотной фиксации прозрачной крышки 5 из поликарбоната посредством винтов (на чертеже позицией не обозначены). Углубление с резиновой прокладкой 11 содержит силиконовую прокладку (на чертеже позицией не обозначена) для повышения влагозащиты при установке прозрачной крышки 5из поликарбоната.

Световой автономный элемент 6 содержит пластиковый корпус 12, который в свою очередь содержит элемент питания 13, светодиодные держатели 14 со светодиодами 15, солнечную панель 16, управляющий модуль 17.Управляющий модуль 17 содержит микроконтроллер 18, Wi-Fi приемо-передатчик 19, чип-антенну 20, микросхему заряда 21 элемента питания 13 от солнечной панели 16. Микроконтроллер 18 содержит программу управления работой светодиодов 15 и программу синхронизации с соседними микроконтроллерами 18 других светодиодных маячков 1. Управляющий модуль 17 расположен в пластиковом корпусе под солнечной панелью 16 светового автономного элемента 6.

Wi-Fi приемо-передатчик 19 выполнен в виде микросхемы (на чертеже изображена условно), соединен с чип-антенной 20, а также со входом микроконтроллера 18. Чип-антенна 20 представляет собой электронный компонент в виде микросхемы (на чертеже изображена условно), посредством которой достигается связь с другими микроконтроллерами 18 светодиодных маячков 1, посредством их Wi-Fi приемо-передатчиков 19.

Микросхема заряда элемента питания 21 соединена с солнечной панелью 16 и непосредственно с самим элементом питания 13. Микросхема заряда 21 осуществляет заряд элемента питания 13 посредством солнечной панели 16, производящей энергию в дневное время суток. Микросхема заряда 21 элемента питания 13 содержится в управляющем модуле 17, и также соединена с микроконтроллером 18 для передачи сигнала о наличии или отсутствии заряда с солнечной панели 16.

Солнечная панель 16 расположена на верхней части пластикового корпуса 12 светового элемента 6 и соединена с микросхемой заряда 21 управляющего модуля 17. Солнечная панель 16 предназначена для осуществления заряда элемента питания 13 в светлое время суток. Элемент питания 13 выполнен в виде литий-ионного аккумулятора (на чертеже изображен условно) с возможностью многократного заряда/разряда.

Светодиодные держатели 14 со светодиодами 15 выполнены таким образом, что состоят не менее чем из двух групп по три светодиода в каждой (на чертеже изображены условно), при этом, группы направлены во взаимно противоположные стороны друг от друга. Все группы светодиодов 15 соединены с выходами микроконтроллера 18 управляющего модуля 17. Цвет свечения светодиодов 15 может быть любым. В данном примере устройства ОДД использован белый цвет свечения светодиодов.

Прозрачная крышка 5 выполнена из прочного поликарбоната толщиной 12 мм, а ее лицевая поверхность содержит шероховатое покрытие 22 для предотвращения скольжения колес проезжающего транспорта. Внутренняя сторона прозрачной крышки 5, содержит углубления для держателей со светодиодами (на чертеже позицией не обозначены и изображены условно).

Светодиодный маячок выдерживает наезд автотранспорта массой до 30 тонн, что, в свою очередь, повышает эксплуатационные и прочностные свойства устройства в целом.

В целях защиты от возможного попадания влаги, внутренние элементы пластикового корпуса 12, а именно управляющий модуль 17 и элемент питания 13 залиты диэлектрическим теплопроводным компаундом.

Устройство организации дорожного движения работает следующим образом. При наступлении темного времени суток, а также сумерек с освещенностью ниже 25 Люкс, микросхема заряда 21 элемента питания 13 передает сигнал на вход микроконтроллера 18 об отсутствии заряда с солнечной панели 16. Микроконтроллер 18, получив сигнал от микросхемы заряда 21, согласно программе, активирует соединенные с его выходами светодиоды 15. Светодиоды 15 переходят в динамический режим работы, а именно, мигают с частотой 1 Гц (1 раз в секунду). Длительность мигания светодиодов 15 составляет 200 миллисекунд. Микроконтроллер 18, согласно программе синхронизации работы светодиодных маячков 1, посредством Wi-Fi приемо-передатчика 19, соединенного с чип-антенной 20, при каждом включении светодиодов 15, передает импульсные сигналы в радиочастотную сеть другим микроконтроллерам 18 светодиодных маячков 1, находящихся в зоне действия данной радиочастотной сети. В соответствии с программой синхронизации, все микроконтроллеры 18 светодиодных маячков 1 обмениваются импульсными сигналами и, тем самым, программно переводят работу светодиодов 15 в единый импульсный такт, путем сдвигов временных интервалов их включения. После синхронизации работы светодиодов 15, светодиодные маячки 1 работают в непрерывном режиме с единой частотой мигания светодиодов 15. При разряде элемента питания 13, световой автономный элемент 6 отключается до восстановления заряда, при этом остальные синхронизированные светодиодные маячки 1 продолжают свою работу. При наступлении рассвета и достижении значения освещенности25 Люкс и более, солнечная панель 16 получает энергию и передает ее на микросхему заряда 21, которая, в свою очередь, передает сигнал на вход микроконтроллера 18, сигнализируя о начале заряда элемента питания 13. Микроконтроллер 18 получив сигнал от микросхемы заряда, переводит работу светодиодов 15 в выключенное состояние.

Группа изобретений относится к системам дорожного регулирования, а также к маячкам, предназначенным для использования в таких системах. Маячок системы дорожного регулирования содержит корпус с прозрачной крышкой и световой элемент. Световой элемент содержит пластиковый корпус, в который установлен элемент питания, светодиодные держатели со светодиодами, солнечная панель и управляющий модуль. Управляющий модуль содержит микроконтроллер, радио приемо-передатчик, чип-антенну и микросхему заряда элемента питания от солнечной батареи. Микроконтроллер содержит программу управления светодиодами и программу синхронизации с соседними микроконтроллерами других аналогичных маячков. Достигается повышение безопасности дорожного движения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Маячок системы дорожного регулирования, содержащий корпус с прозрачной крышкой и световой элемент, при этом световой элемент содержит корпус, в который установлен элемент питания, светодиодные держатели со светодиодами, солнечная панель и управляющий модуль, отличающийся тем, что управляющий модуль содержит блок микроконтроллера, блок радио приемо-передатчика, блок чип-антенны и блок заряда элемента питания, причем каждый блок выполнен на базе отдельной микросхемы.

2. Маячок по п. 1, отличающийся тем, что микроконтроллер выполнен с возможностью управления светодиодами и синхронизации с соседними микроконтроллерами других аналогичных маячков, а радио приемо-передатчик выполнен в виде Wi-Fi модуля.

3. Маячок по п. 1 или 2, отличающийся тем, что сигнал на включение маячка формирует микросхема заряда элемента питания.

4. Маячок по п. 3, отличающийся тем, что включение маячка происходит при освещенности солнечной батареи менее 25 Люкс.

5. Маячок по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что светодиодные держатели со светодиодами состоят по крайней мере из двух групп по три светодиода в каждой, при этом группы светодиодов направлены в противоположные друг от друга стороны.

6. Маячок по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что корпус выполнен цилиндрическим, алюминиевым и имеет степень влагозащиты IP68.

7. Маячок по п. 6, отличающийся тем, что боковая поверхность корпуса содержит монтажные грани, верхняя часть корпуса увеличена в размере и выполнена в виде козырька по всей ее окружности, а на нижней поверхности корпуса выполнены монтажные углубления.

8. Маячок по п. 7, отличающийся тем, что козырек содержит прозрачную крышку, выполненную из поликарбоната, причем лицевая поверхность крышки содержит шероховатое противоскользящее покрытие.

9. Маячок по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что управляющий модуль и элемент питания залиты диэлектрическим теплопроводным компаундом.

10. Система организации дорожного движения, отличающаяся тем, что в ней использованы маячки по любому из пп. 1-9.