Система контроля соблюдения правил дорожного движения Российский патент 2020 года по МПК G08G1/01 G08G1/00 B60Q9/00 

Предлагаемая система относится к области обеспечения безопасности дорожного движения и может быть использована для контроля соблюдения правил дорожного движения (ПДД).

Система представляет собой комплекс программных и технических средств, предназначенный для контроля соблюдения ПДД, а также для оповещения водителей транспортных средств (ТС) речевым сообщением с графическим отображением на мониторе обо всех постоянных или временных знаках, установленных на дороге, вводимых или отменяемых этими знаками ограничениях.

Известны системы контроля соблюдения правил дорожного движения транспортными средствами (патенты РФ №№ 2.116.208, 2.155.684, 2.156.706, 2.159.190, 2.179.121, 2.194.282, 2.243.594, 2.278.415, 2.324.980, 2.382.416, 2.384.887, 2.444.793; патент Великобритании № 2.291.235; Дикарев В.И. Безопасность, защита и спасение человека. Санкт-Петербург, 2007, с.78 104 и другие).

Из известных систем наиболее близкой к предлагаемой является «Система Контроля соблюдения правил дорожного движения» (Патент РФ №2.444.793, G08 G1/01, 2010), которая и выбрана в качестве прототипа.

Известная система обеспечивает контроль соблюдения правил дорожного движения, в частности скоростного режима движения транспортных средств, правил проезда железнодорожных переездов, регулируемых перекрестков, дорог и пешеходных переходов, требования дорожных знаков.

Система содержит сигнальное устройство, размещаемое на месте контроля, и исполнительное устройство, размещаемое на транспортном средстве. Сигнальное и исполнительное устройства обмениваются между собой информацией о контролируемым параметре по дуплексной радиолинии, организуемой с использованием технологии расширении спектра с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) и временным разделением каналов.

Сигнальное и исполнительное устройства выполнены по супергетеродинной схеме, в которых одни и те же значения второй промежуточной частоты ω_пр2i могут быть получены в результате приема сигналов на частотах ω_1i, ω_2i, ω_3i и ω_з2i, т.е.

ω_1i-ω_r1i=ω_up2i, ω_r2i-ω_2i=ω_пp2i, ω_r1i-ω_з1i=ω_пp2i, ω_з2i-ω_r2i=w_пр2i.

Следовательно, если частота настройки ω_1i и ω_2i принять за основные канала приема, то наряду с ними будут иметь место зеркальные канала приема, частоты ω_з1i и ω_з2i которая отличаются от частот ω_1i и ω_2i на 2ω_пр2i и расположены симметрично (зеркально) относительно частот гетеродинов ω_r1i и ω_r2i (фиг.3). Преобразование по зеркальным каналам приема происходит с тем же коэффициентом преобразования K_пр, что и по основным каналам приема.

Поэтому они наиболее существенно влияют на избирательность и помехоустойчивость сигнального и исполнительного устройств.

Кроме зеркальных существуют и другие дополнительные (комбинационные) каналы приема. В общем виде любые комбинационные каналы приема имеют место при выполнении условий:

ω_пp2i=| ± m ω_ki ± nω_r1i|

ω_пp2j=| ± mω_kj ± nω_r2j|

где ω_ki, ω_kj – частоты i-го и j-го комбинационных каналов приема;

m, n, i, j – целые положительные числа,

Наиболее вредными комбинационными каналами приема являются каналы, образующиеся при взаимодействии с первой гармоники частоты сигналов с гармониками частоты гетеродинов малого порядка (второй, третьей), так как чувствительность сигнального и исполнительного устройств по этим каналам приема близка к чувствительности основных каналов приема. Так, четырем каналам приема при m=1 и n=2 соответствуют частоты:

ω_k1i=2ω_r1i - ω_пp2i, ω_k2i =2ω_r1i+ω_пp2i,

ω_k3i=2ω_r2i - ω_пp2i, ω_k4i =2ω_r2i+ω_пp2i.

Наличие ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, приводит к снижению помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информацией между сигнальным и исполнительным устройствами.

Технической задачей изобретения является повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информацией между сигнальными и исполнительными устройствами путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемы по дополнительным каналам.

Поставленная задача решается тем, что система контроля соблюдения правил дорожного движения, в частности скоростного режима движения транспортных средств, правил проезда железнодорожных переездов, регулируемых перекрестков дорог и пешеходных переходов, требований дорожных знаков, содержащая, в соответствии с ближайшим аналогом, сигнальное устройство, размещаемое на месте контроля, и исполнительное устройство, размещаемое на транспортном средстве, обменивающиеся между собой информацией по радиолинии, организуемой с использованием технологии расширения спектра с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты и временным разделением каналов, при этом сигнальное устройство включает блок ввода дискретных сигналов, передающее устройство, приемное устройство, синтезатор несущих частот, первый усилитель мощности и внешнюю антенну, исполнительное устройство включает блок ввода аналоговых и дискретных сигналов, контроллер, соединенный с трансивером со встроенной антенной, блоком внешней памяти, жидкокристаллическим монитором и с блоком релейных выходов, сигнальные устройства выполнены с возможностью передачи информации о контролируемом параметре с использованием служебных сигналов, в определенной последовательности, с пространственным разнесением сигналов, исполнительные устройства выполнены с возможностью приема информации о контролируемом параметре от сигнальных устройств в определенной последовательности, фиксации допущенных нарушений контролируемых параметров в блоке внешней памяти, информирования водителя транспортного средства о допущенных нарушениях, вводимых и отменяемых ограничениях, установленных дорожных знаках, причем передающее устройство выполнено в виде последовательно включенных синхронизатора, генератора псевдослучайного кода, синтезатора несущих частот, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом блока ввода дискретных сигналов, первого смесителя, второй вход которого через синтезатор частот первого гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода, усилителя первой промежуточной частоты и первого усилителя мощности, выход которого соединен с выходом дуплексера, вход-выход которого связан с внешней антенной, приемное устройство выполнено в виде последовательно подключенных к выходу дуплексера второго усилителя мощности, второго смесителя, второй вход которого через синтезатор частот второго гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода, и усилителя второй промежуточной частоты, последовательно подключенных к выходу синтезатора частот второго гетеродина перемножителя, полосового фильтра, фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом синтезатора частой первого гетеродина, и блока регистрации, Трансивер выполнен в виде последовательно включенных синхронизатора, генератора псевдослучайного кода, синтезатора несущих частот, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом блока ввода аналоговых и дискретных сигналов, первого смесителя, второй вход которого через синтезатор частот первого гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода, усилителя первой промежуточной частоты, первого усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан со встроенной антенной, второго смесителя, второй вход которого через синтезатор частот второго гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода и усилителя второй промежуточной частоты, последовательно подключенных к выходу синтезатора частот второго гетеродина перемножатся, полосового фильтра и фазового детектора, второй вход который соединен с выходом синтезатора частот первого гетеродина, а выход подключен ко входу контроллера, исполнительные устройства выполнены с возможностью передачи информации о допущенных нарушениях правил дорожного движения транспортными средствами и их регистрационных камерах, а сигнальные устройства выполнены с возможностью приема указаний информации, отличается от ближайшего аналога тем, что каждое сигнальное устройство снабжено колебательной системой, настроенной на частоты ω_2i, узкополосным фильтром, амплитудным детектором, пороговым блоком и ключом, причем к выходу второго усилится мощности последовательно подключены колебательная система, настроенная на частоты ω_2i, узкополосный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу перемножится, каждое исполнительное устройство снабжено комбинительной системой, настроенный на частоты ω_1i, узкополосным фильтром, амплитудным детектором, пороговым блоком и ключом, причем к выходу второго усилителя мощности последовательно подключены колебательная система, настроенная на частоту ω_1i, узкополосный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу перемножится.

Структурная схема сигнального устройства 1 представлена на фиг.1 . Структурная схема исполнительно устройства 11 представлена на фиг.2. Частотная диаграмма, поясняющая процесс преобразования сигналов по частоте, изображена на фиг.3. Фрагмент частотно-временной матрицы используемых сигналов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ) показан на фиг. 4.

Сигнальное устройство 1, размещаемое на месте контроля, содержит последовательно включенные синхронизатор 3, генератор 5 псевдослучайного кода, синтезатор 18 несущих частот, фазовый манипулятор 8, второй вход которого соединен с выходом блока 2 ввода дискретных сигналов, первый смеситель 9, второй вход которого через синтезатор 6 частот первого гетеродина соединен с выходом генератора 5 псевдослучайного кода, усилитель 19 первой промежуточной частоты, первый усилитель 7 мощности, дуплексер 20, вход-выход которого через синтезатор 24 частот второго гетеродина соединен с выходом генератора 5 псевдослучайного кода, усилитель 26 второй промежуточной частоты, ключ 52, перемножитель 27, второй вход которого соединен с выходом синтезатора 24 часто второго гетеродина, полосовой фильтр 28, фазовый детектор 29, второй вход которого соединен с выходом синтезатора 6 частот первого гетеродина, и блок 30 регистрации.

К выходу второго усилителя 23 мощности последовательно подключены колебательная система 48, настроенная на частоты ω_2i, узкополосный фильтр 49, амплитудный детектор 50 и пороговый блок 51, выход которого соединен с вторым входом ключа 52.

Синхронизатор 3, генератор 5 псевдослучайного кода, синтезатор 18 несущих частот, фазовый манипулятор 8, первый смеситель 9, синтезатор 6 частот первого гетеродина, усилитель 19 первой промежуточной частоты и первый усилитель 7 мощности образуют передающее устройство 4.

Второй усилитель 23 мощности, второй смеситель 25, второй синтезатор 24 частот второго гетеродина, усилитель 26 второй промежуточной частоты, перемножитель 27, полосовой фильтр 28, фазовый детектор 29 и блок 30 регистрации образуют приемное устройство 22, колебательная система 48, узкополосный фильтр 49, амплитудный детектор 50, пороговый блок 51 и ключ 52.

Исполнительное устройство 11, размещаемое на транспортном средстве 10, содержит последовательно включенные трансивер 17 с встроенной антенной 40 и контроллер 15, соединенный с блоком 13 релейных выходов, жидкокристаллическим монитором 14 и с блоком 16 внешней памяти.

Трансивер 17 содержит последовательно включенные синхронизатор 31, генератор 32 псевдослучайного кода, синтезатор 33 несущих частот, фазовый манипулятор 34, второй вход которого соединен с выходом блока 12 ввода аналоговых и дискретных сигналов, первый смеситель 36, второй вход которого через синтезатор 35 частот первого гетеродина соединен с выходом генератора 32 псевдослучайного кода , усилитель 37 первой промежуточной частоты, первый усилитель 38 мощности, дуплексер 39,вход-выход которого связан со встроенной антенной 40, второй усилитель 41 мощности, второй смеситель 43, второй вход которого через синтезатор 42 частот второго гетеродина соединен с выходом генератора 32 псевдослучайного кода, усилитель 44 второй промежуточной частоты, ключ 52, перемножитель 45, второй вход которого соединен с выходом синтезатора 42 частот второго гетеродина, полосовой фильтр 46 и фазовый детектор 47, второй вход которого соединен с выходом синтезатора 35 частот первого гетеродина, а выход подключен к выходу контроллера 15.

К выходу второго усилителя 41 мощности последовательно подключены колебательная система 53, узкополосный фильтр 54, амплитудный детектор 55 и пороговый блок 56, выход которого соединен с вторым входом ключа 57.

Общий формат пакетов, используемых в радиоканале, состоит из 3 частей: код доступа, заголовок и полезная информация. Используются асинхронные пакеты, без установления соединения. Коды доступа являются служебными сигналами связи и используются для оповещения и обмена служебной информацией. Используются 3 кода доступа. Код доступа запроса используется для обнаружения модулей исполнительных устройств, находящихся в зоне действия сигнального устройства. Код параметра содержит признак контролируемого параметра. Код снятия ограничения содержит соответствующий признак.

Информация о контролируемом параметре, которой обмениваются сигнальные и исполнительные устройства, будет именоватся «кодом параметра».

Система контроля соблюдения правил дорожного движения функционирует следующим образом.

Исполнительное устройство транспортного средства постоянно находится в режиме ожидания запроса, перестраиваясь по частотам по установленному алгоритму.

На месте контроля устанавливаются сигнальные устройства. Диаграмма антенны одного сигнального устройства направлена навстречу движению транспортных средств, а диаграмма антенны другого устройства направлена по ходу движения ТС того же направления.

Сигнальные устройства осуществляют передачу «кода доступа запроса» и «кода параметров», при этом через антенну, направленную навстречу движению ТС, передается информация «кода доступа запроса» и «кода параметра», а через другую антенну передается только информация «кода параметра»

Исполнительное устройство ТС анализирует принятую информацию от сигнальных устройств данного направления и, при совпадении принятого «кода параметра» с «кодом параметра», имеющимся в памяти исполнительного устройства, фиксируется нарушение контролируемого параметра.

На сигнальном устройстве 1 с помощью синхронизатора 3 включается генератор 5 псевдослучайного кода, который, в свою очередь, управляет работой синтезатора 18 несущих частот, синтезатора 6 частот первого гетеродина и синтезатора 24 частот второго гетеродина.

На выходе синтезатора 18 несущих частот последовательно во времени формируется сетка высокочастотных колебаний различных несущих частот:

u₁(t) = U₁ cos(ω₁t + φ₁),

u₂(t) = U₂ cos(ω₂t + φ₂),

………………………………..

u_i(t) = U_i cos(ω_it + φ_i),

………………………………..

U_M(t) = U_M cos(ω_Mt + φ_M), 0≤t≤T_c,

T_c=Mt_c,

где U_i, w_i, φ_i, ᴛ_i – амплитуда, несущая частота, начальные фазы и длительность сигнала;

i=1,2, . . ., М,

M - число используемых несущих частот (число частотных каналов);

M = Δω_c/Δω₁,

Δω_c – ширина полосы частот расширенного спектра используемого сигнала (фиг.4);

Δω₁ – ширина полосы одного частотного канала;

t_c – временной интервал между переключением частот, характеризует собой время работы на одной несущей частоте.

В зависимости от соотношения времени работы на одной частоте t_c и длительность информационных символов τ_э псевдослучайная перестройка рабочей частоты (ППРЧ) может быть разделена: на межсимвольную, посимвольную и внутрисимвольную. При межсимвольной ППРЧ n информационных символов (n≥2) передаются на одной частоте, при этом

t_c=nτ_э.

Сформированные высокочастотные колебания последовательно во времени поступают на первый вход фазового манипулятора 8, на второй вход которого попадает модулирующий код M₁(t), представляющий собой информацию о контролируемом параметре, с выхода блока 2 ввода дискретных сигналов. На выходе фазового манипулятора 8 образуется фазоманипулированные (ФМн) сигналы

u_ci(t) = U_i cos[w_it + φ_ki(t) + φ_i], 0 ≤ t ≤ T_c,

где φ_к1(t)={0;π} – манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M₁(t), причем φ_k(t)=const при Kτ_э<t<(K+1)τ_э и может изменяться скачком при t= Kτ_э, т.е. на границах между элементарными посылками (K=1,2, …, N-1);

τ_э, N – длительность и количество элементарных посылок, из которых составлен сигнал длительностью T_c(T_c=Nτ_э);

которые поступают на первых вход смесителя 9, на второй вход которого подаются напряжения синтезатора 6 частот первого гетеродина:

u_r11(t) = U _r11 cos(ω_r11t + φ _r11),

u_r12(t) = U _r12 cos(ω_r12t + φ _r12),

………………………………..

u_r1i(t) = U _r1i cos(ω_r1it + φ _r1i),

………………………………..

u_r1M(t) = U _r1M cos(ω_r1Mt + φ _r1M),

которые формируются последовательно во времени с помощью генератора 5 псевдослучайного кода.

На выходе смесителя 9 образуется напряжения комбинационных частот. Усилителем 19 выделяются напряжения первой промежуточной (суммарной) частоты

u_пр1i(t) = U_пр1i cos[ω_пр1i t + φ_k1(t)+ φ_пр1i],

где U _пр1i = ½ U_i U_rli ;

ω_пр1i =ω_i+ω_r1i – первая промежуточная (суммарная) частота;

φ_пpli = φ_l+ φ_rli.

Эти напряжения после усиления 7 мощности через дуплексер 20 поступает во внешнюю антенну 21, излучаются ею на частоте ω_1i=ω_пp1i в эфир, улавливаются встроенной антенной 40 транспортного средства 10 и через дуплексер 20 и усилитель 41 мощности поступают на вход смесителя 43, на второй вход которого подаются напряжения u_r1i(t) синтезатора 42 частот второго гетеродина 42. На выходе смесителя 43 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 44 выдаются напряжения второй промежуточной (разностью) частоты

u_пр2i(t) = U _пр1i cos[ω_пр1i t + φ_k1(t)+ φ_пр1i],

где U _пр2i = ½ U_пр1i U_rli ;

ω_пр2i =ω_пр1i - ω_r1i – вторая промежуточная (суммарная) частота;

φ_пp2i = φ_пр1i - φ_rli.

Одновременно сигналы на частотах ω_1i=ω_up1i с выходом усилителя 41 мощности поступают на вход колебательной системы 53, частота настройки ω_H1i которой выбирается равной частотам ω_r2i синтезатора частот 35 (ω_H1i=ω_r2i). Выходное напряжение колебательной системы 53 выделяется узкополосным фильтром 54, детектируется амплитудным детектором 55 и поступает на вход порогового блока 56, где сравнивается с пороговым напряжением U_пор.

При резонансе, который наступает при ω_1i=ω_r2i, выходное напряжение колебательной системы 53 достигает максимального значения, напряжение амплитудного детектора 55 U_max превышает пороговый уровень U_нор в пороговом блоке 56(U_max>U_пор). И только при превышении порогового уровня U_пор (это случается только при наступлении явления резонанса) в пороговом блоке 56 формируется постоянное напряжение, которые поступает на управляющий вход ключа 57 и открывает его, в исходном состоянии ключ 57 всегда закрыт. При этом напряжение u_пp2i(t) с выхода усилителя 44 второй промежуточной частоты через открытый ключ 57 поступают на второй вход перемножителя 45. На выходе последнего образуются следующие напряжения.

u_3i(t) = U_3i cos(ω_r2i t + φ_k1(t)+ φ_r2i),

где U_3i = ½ U_пр2i U_rli ;

ω_r2i =ω_пр2i + ω_r1i

φ_r2i = φ_пр2i + φ_rli.

которые выделяются полосовым фильтром 46 и поступают на первый (информационный) вход фазового детектора 47, на второй вход которого подаются напряжения синтезатора 35 частот первого гетеродина:

u_r21(t) = U_r21 cos(ω_r21 t + φ_r21),

u_r22(t) = U_r22 cos(ω_r22 t + φ_r22),

………………………………..

u_r2i(t) = U_r2i cos(ω_r2i t + φ_r2i),

………………………………..

u_r2M(t) = U_r2M cos(ω_r2M t + φ_r2M),

На выходе фазового детектора 47 образуются низкочастотные напряжения

u_нli(t) = U_нli cosφ_к1(t),

где U_нli = ½U_3i U_r2i;

пропорциональные модулирующему коду M₁(t).

В качестве примера на фиг. 4 показан фрагмент частотно-временной матрицы сложного сигнала с фазовой манипуляцией с ППРЧ. При этом n выбрано равным 4 (t_c = 4τ_э), квадратами с различной наклонной штриховкой обозначены различные информационные символы с различными фазами (0;π).

При нарушении транспортным средством правил дорожного движения характер этого нарушения вместе с регистрационным номером транспортного средства передаются по радиоканалу на его сигнальные устройства, где они и регистрируются вместе с текущим временем.

Для этого синхронизатор 31 включает генератор 32 псевдослучайного кода, который, в свою очередь, управляет работой синтезатора 33 несущих частот, синтезатора 35 частот первого гетеродина и синтезатора 42 частот второго гетеродина.

На выходе синтезатора 33 несущих частот последовательно во времени формируется сетка высокочастотных колебаний различных несущих частот, подобная аналогичной сетке сигнального устройства:

u₁(t) = U₁ cos(ω₁t + φ₁),

u₂(t) = U₂ cos(ω₂t + φ₂),

…………………………

U_i(t) = U_i cos(ω_it + φ_i),

…………………………

u_M(t) = U_M cos(ω_Mt + φ_M).

Указанные колебания последовательно во времени поступают на первый вход фазового манипулятора 34, на второй вход которого подается информация с выхода блока 12 ввода аналоговых и дискретных сигналов, соответствующая характеру нарушения правил дорожного движения транспортным средством, его регистрационному номеру и текущему времени. Из указанной информации формируется модулирующий код M₂(t).

На выходе фазового манипулятора 34 формируется ФМн – сигналы.

u_4i(t) = U_i cos[ω_it + φ_к2(t) + φ_i], 0≤ t ≤ T_c ,

где φ_k2(t)={0;π} – манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствие с модулирующим кодом M₂(t), которые поступают на первый вход смесителя 36. На второй вход последнего подаются напряжения u_r2i(t) синтезатора 35 частот первого гетеродина. На выходе смесителя 36 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 37 выделяются напряжения разностей частоты

u_pi(t) = U_pi cos [ω_2it – φ_к2(t) + φ_2i],

где U_pi = ½U_i U_г2i;

ω 2i = ω_г2i – ω_пp2i, разностная частота;

φ_2i = φ_r2i – φ_i.

Эти напряжения после усиления в усилителе 38 мощности через дуплексер 39 поступают во встроенную антенну 40, излучаются ею в эфир, улавливаются внешней антенной 21 сигнального устройства и через дуплексер 20 и усилитель 23 мощности поступают на первый вход смесителя 25, на второй вход которого подаются напряжение u_г2i(t) синтезатора 24 частот второго гетеродина. На выходе смесителя 25 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 26 выделяются напряжения второй промежуточной частоты.

u_пp3i(t) = U_пр3i cos[ω_пp2it + φ_к2(t) + φ_пp3i],

где U_пр3i = ½U_pi U_г2i;

ω_up2i = ω_г2i – ω_г2i – вторая промежуточная (разностная) частота;

φ_г1i = φ_г2i – φ_пp3i.

Одновременно сигналы на частотах ω_2i=ω_up3i с выхода усилителя 23 мощности поступают на вход колебательного системы 48, частота настройка ω_H2i которой выбирается равной частотам ω_r1i синтезатора 6 частот (ω_H2i=ω_r1i). Выходное напряжение колебательной системы 48 выделяется узкополосным фильтром 49, детектируется амплитудным детектором 50 и поступает на вход порогового блока 51, где сравнивается с пороговым напряжением U_пор. При резонансе, который наступает при ω_2i=ω_r1i, выходное напряжение колебательной системы 48 достигает максимального напряжения, напряжение амплитудного детектора 50 U_max превышает пороговый уровень U_пор в пороговом блоке 51 (U_max>U_пор). И только при превышении порогового уровня U_нор (это случается только при наступлении явления резонанса) в пороговом блоке 51 формируется постоянное напряжение, которое поступает на управляющей вход ключа 52 и открывает его. В исходном состоянием ключ 52 всегда закрыт. При этом напряжение U_пp3i(t) (с выхода усилителя 26 второй промежуточной частоты через открытый ключ 52 поступает на второй вход перемножится 27. На выходе последнего образуются следующие напряжения.

u_5i (t) = U_5i cos [ω_rli t – φ_к2 (t) - φ_гli],

U_{5i =} ½U_{пp3i ·} U_r2i

где ω_г1i = ω_г2i – ω_up2i ,

φ_{г1i =} φ_г2i – φ_up3i ,

которые выделяются полосовым фильтром 28 и поступают на первый (информационный) вход фазового детектора 29, на второй (опорный) вход которого подаются напряжения u_r1i(t) синтезатора 6 частот первого гетеродина. На выходе фазового детектора 29 образуются низкочастотные напряжения

u_н2i(t) = U_н2i cos φ_к2(t),

где U_н2i = ½U_5i U_r1i;

пропорциональные модулирующему коду M₂(t). Эти напряжения фиксируются блоком 30 регистрации.

Варианты использования предлагаемой системы

1.Контроль соблюдения скоростного режима

Сигнальные устройства устанавливаются на уровне знака ограничения скорости (обозначенного начала населенного пункта) и на месте, где заканчивается действие знака ограничения скорости (на выезде из населенного пункта).

При подъезде к знаку ограничения скорости транспортное средство попадает в зону действия первого сигнального устройства. Сигнальное устройство в четные слоты осуществляет циклическую передачу «кода доступа запроса» и «кода параметра». Исполнительное устройство транспортного средства в первом четном слоте принимает «код доступа запроса», проводит процедуру временной синхронизации и переходит в состояние ожидания вызова. В следующем четном слоте исполнительное устройство принимает «код параметра».

Продолжая движение, исполнительное устройство переходит в зону действия другого сигнального устройства и принимает «код параметра».

При превышении допустимой скорости водитель транспортного средства получает предупредительный сигнал, далее, если водитель не снизил скорость до разрешенной величины, через установленное время исполнительное устройство фиксирует время и характер нарушения, переводит сигнальные приборы транспортного средства в особый режим. Контроль скоростного режима продолжается все время движения транспортного средства по контролируемому участку (по населенному пункту), при этом возможна фиксация каждого превышения скорости как отдельного нарушения. Нарушение скорости, время нарушения и регистрационный номер транспортного средства, нарушившего скоростной режим, регистрируются сигнальными устройствами.

В конце контролируемого участка (на выезде из населенного пункта) исполнительное устройство получает «код снятия ограничения» и выключает программу контроля скоростного режима. Водитель получает голосовое сообщение об отмене ограничения с отображением информации на мониторе.

2.Контроль проезда регулируемых перекрестков дорог, пешеходных переходов и железнодорожных переездов

Сигнальные устройства устанавливаются совместно со светофорами (семафорами) и через блоки ввода дискретных сигналов подключаются к ним.

При переходе светофора с «разрешающего» на «предупреждающий» сигнал первое сигнальное устройство начинает передавать «код доступа запроса» и «код параметра» по рассмотренному раннее алгоритму. При переходе светофора с «предупреждающего» на «запрещающий» сигнал второе сигнальное устройство начинает передачу «кода параметра».

При движении транспортного средства на «запрещающий» сигнал светофора исполнительное устройство принимает «код параметра» в зоне действия другого сигнального устройства, осуществляет анализ принятой информации, проводит сравнение с кодом, хранящимся во встроенной памяти контроллера 15, и при совпадении кодов фиксирует время и характер нарушения, переводит световые приборы транспортного средства в особый режим, оповещает водителя о допущенном нарушении голосовым сообщением с отображением информации на мониторе 14.

Время и характер нарушения фиксируются сигнальным устройством.

При переходе светофора с «предупреждающего» сигнала на «разрешающий» сигнальное устройство прекращает работу.

Для железнодорожных переездов отличие алгоритма заключается в том, что сигнальное устройства начинают работать на передачу при включении «запрещающего» сигнала семафора.

3.Контроль соблюдения требований знаков

Особенность алгоритма заключается в том, что сигнальное устройства постоянно передают «код доступа запроса» и «код параметра», другие сигнальные устройства постоянно передают только «код параметра» так, как было рассмотрено ранее.

Для знаков, запрещающих остановку и стоянку, отличие заключается в том, что после приема «кода доступа запроса» и «кода параметра» исполнительное устройство активизирует программу контроля скорости движения транспортного средства и, при падении скорости до нуля, через установленный интервал времени фиксирует нарушение. Это же нарушение и время его совершения фиксируется и сигнальным устройством. В конце участка ограничения устанавливается сигнальное устройство, передающее «код снятия ограничения».

4.Технические средства системы позволяют организовать оповещения водителей транспортных средств обо всех установленных на дороге знаках, как постоянных, так и временных, а также об опасных условиях на участках дорог (сильный туман, гололед, снежные заносы и т.п.).

Примерный перечень правил дорожного движения, за соблюдением которых может быть осуществлен контроль:

- проезд перекрёстков дорог и пешеходных переходов, регулируемых светофорами;

- проезд железнодорожных переездов;

- скоростной режим в населенных пунктах, в жилых зонах, на дворовых территориях, на участках магистралей и дорог;

- максимальная скорость, определенная техническими характеристиками транспортных средств;

- скорость, указанная на опознавательном знаке «ограничение скорости», установленном на транспортном средстве;

- требования знаков приоритета:

«Движение без остановки запрещено»;

- требования запрещающих знаков:

«Въезд запрещен»,

«Движение запрещено»,

«Движение механических транспортных средств запрещено»,

«Движение грузовых автомобилей запрещено»,

«Движение мотоциклов запрещено»,

«Движение тракторов запрещено», «Опасность»,

«Поворот направо (налево) запрещен».

«Ограничение максимальной скорости»,

«Остановка запрещена»,

« Стоянка запрещена»,

- требования предписывающих знаков:

«Движение прямо»,

«Движение направо»,

«Движение налево»,

«Движение прямо или направо»,

«Движение прямо или налево»,

«Движение направо или налево»,

«Ограничение минимальной скорости»,

«Велосипедная дорожка»,

«Пешеходная дорожка»,

- знаки особых предписаний:

«Дорога с односторонним движением»,

«Зона с ограничением стоянки»,

«Зона с ограничением максимальной скорости»,

«Пешеходная зона».

Описанная система позволит повысить эффективность работы органов, контролирующих дорожное движение, не только снизить количество нарушений правил дорожного движения, но и предупреждать их.

Предлагаемая система обеспечивает не только контроль соблюдения правил дорожного движения, в частности скоростного режима движения транспортных средств, правил проезда железнодорожных переездов, регулируемых перекрёстков дорог и пешеходных переходов, требований дорожных знаков, но и позволяет на месте контроля зарегистрировать характер и время нарушений транспортными средствами правил дорожного движения их регистрационные номера. Это достигается применением дуплексной радиосвязи с использованием сложных сигналов с фазовой манипуляцией с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты (ППРЧ). Указанные сигналы обладают энергетической, структурной, информационной, временной и пространственной скрытностью.

Таким образом, предлагается система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение помехоустойчивости и достоверности обмена дискретной информации между сигнальными и исполнительными устройствами. Это достигается путем подавления ложных сигналов (помех), принимаемых по дополнительным каналам, за счет использования колебательных систем, реализующих явление резонанса.

Следует отметить, что явление резонанса является основополагающим принципом работы многих систем и устройств радиоэлектроники.

Авторы: Дикарев Виктор Иванович

Стахно Роман Евгеньевич

Алексеев Сергей Алексеевич

Парфенов Николай Петрович

Изобретение относится к области обеспечения безопасности дорожного движения. Система контроля соблюдения правил дорожного движения содержит сигнальные устройства и исполнительные устройства. Каждое сигнальное устройство содержит блок ввода дискретных сигналов, синхронизатор, передающее устройство, генератор кода, синтезатор частот первого гетеродина, усилитель и мощности, фазовый манипулятор, смеситель и синтезатор несущих частот, усилитель первой промежуточной частоты, дуплексер, внешнюю антенну, приемное устройство, синтезатор частотой второго гетеродина, усилитель второй промежуточной частоты, перемножитель, полосовой фильтр, фазовый детектор, блок регистрации, колебательную систему, узкополосный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и ключ. Каждое исполнительное устройство содержит блок ввода аналоговых и дискретных сигналов, блок релейных выходов, жидкокристаллический монитор, контроллер, блок внешней памяти, трансивер, синхронизатор, генератор псевдослучайного кода, синхронизатор несущих частот, фазовый манипулятор, синтезатор частотой первого гетеродина, смеситель и усилитель первой промежуточной частоты, усилители и мощности, дуплексер, узкополосный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и ключ. Достигается повышение помехоустойчивости и достоверности информации. 4 ил.

Система контроля соблюдения правил дорожного движения, в частности скоростного режима движения транспортных средств, правил проезда железнодорожных переездов, регулируемых перекрестков дорог и пешеходных переходов, требований дорожных знаков, содержащая сигнальная устройство, размещаемое на месте контроля, и исполнительное устройство, размещаемое на транспортном средстве, обменивающиеся между собой информацией по радиолинии, организуемой с использованием технологий расширения спектра с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты и временным разделением каналов, при этом сигнальное устройство включает блок ввода дискретных сигналов, передающие устройства, приемное устройство, синтезатор несущих частот, первый усилитель мощности и внешнюю антенну, исполнительное устройство включает блок ввода аналоговых и дискретных сигналов, контроллер, соединенный с трансивером со встроенной антенной, блоком внешней памяти, жидкокристаллическим монитором и блоком релейных выходов, сигнальные устройства выполнена с возможностью передачи информации о контролируемом параметре с использованием служебных сигналов в определенной последовательности с пространственным разнесением сигналов, исполнительные устройства выполнены с возможностью приема информации о контролируемом параметре от сигнальных устройств в определенной последовательности, фиксации допущенных нарушений контролируемых параметров в блоке внешней памяти, информирования водителя транспортного средства о допущенных нарушениях, вводимых и отменяемых ограничениях, установленных дорожных знаках, причем передающее устройства выполнено в виде последовательно включенных синхронизатора, генератора псевдослучайного кода, синтезатора несущих частот, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом блока ввода дискретных сигналов, первого смесителя, второй вход которого через синтезатор частот первого гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода, усилителя первой промежуточной частоты и первого усилителя мощности, выход которого соединен с входом дуплексера, вход/выход которого связан с внешней антенной, приемное устройство выполнено в виде последовательно подключенных к выходу дуплексера второго усилителя мощности, второго смесителя, второй выход которого через синтезатор частот второго гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода, усилителя второй промежуточной частоты, трансивер выполнен в виде последовательно включенных синхронизатора, генератора псевдослучайного кода, синтезатора несущих частот, фазового манипулятора, второй выход которого соединен с выходом блока ввода аналоговых и дискретных сигналов, первого смесителя, второй вход которого через синтезатор частот первого гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода, усилителя первой промежуточной частоты, первого усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан со встроенной антенной, второго усилитель мощности, второго смесителя, второй вход которого через синтезатор частот второго гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода и усилителя второй промежуточной частоты, последовательно подключенных к выходу синтезатора частотой второго гетеродина перемножителя, полосового фильтра и фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом синтезатором частотой первого гетеродина, а выход подключен к входу контролера, исполнительные устройства выполнены с возможностью передачи информации о допущенных нарушениях правил дорожного движения транспортными средствами и их регистрационных номерах, а сигнальные устройства выполнены с возможностью приема указанной информации, отличающаяся тем, что каждое сигнальное устройство снабжено колебательной системой, настроенной на частоты ω_2i, узкополосным фильтром, амплитудным детектором, пороговым блоком и ключом, причем к выходу второго усилителя мощности последовательно подключены колебательная система, настроенная на частоты ω_2i, узкополосный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен ко второму входу перемножителя, каждое исполнительное устройство снабжено колебательной системой, настроенной на частоты ω_1i, узкополосным фильтром, амплитудным детектором, пороговым блоком и ключом, причем к выходу второго усилителя мощность последовательно подключены колебательная система, настроенная на частоты ω_1i, узкополосный фильтр, амплитудный детектор, пороговый блок и ключ, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу перемножителя.