СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОЙ БЛОКИРОВКИ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ - ЭЛЕКТРОННЫЙ ПОЛИЦЕЙСКИЙ ЖЕЗЛ Российский патент 2021 года по МПК B60R25/00 

Система дистанционной блокировки транспортных средств (ТС) предназначена для принудительной остановки ТС нарушителей сотрудниками полиции и специальных служб. Изобретение относится к устройствам дистанционной блокировки ТС нарушителей дорожного движения с автоматической геолокацией объекта воздействия посредством кодированного радиосигнала на исполнительный механизм отключения бортовой цепи автомобиля и остановку двигателя ТС.

Известны устройства транспортных средств, обеспечивающие остановку двигателя в случаях подобных ситуаций. К ним относится, в частности блокирующее устройство в транспортном средстве: описание полезной модели к патенту РФ №102569, опубликованному 10.03.2011. Устройство содержит приемник сигнала от источника, находящегося вне транспортного средства, который воздействует на блокирующее устройство, позволяющее блокировать работу двигателя. Оно содержит пиропатрон, удерживающее устройство и пружину, удерживающую клапан, перекрывающий доступ топлива в системе питания. Для принудительной остановки на транспортное средство устанавливается дополнительно блокирующее устройство, останавливающее двигатель.

К аналогам заявляемой разработки можно отнести 2 изобретения. Первое их них - Способ и устройство для дистанционной блокировки транспортных средств. Заявка US2017072905 (США); патент опубликован 10.04.2018). Устройство содержит источник высокочастотной энергии для генерации высокочастотного сигнала и модулятор для модуляции высокочастотного сигнала. Антенна направляет модулированный сигнал пакета сигналов эффектов на ТС, чтобы нарушить работу двигателя. Второе - патент РФ №2657143, опубл. 08.06.2018. Система дистанционной остановки транспортных средств. Система содержит GSM - приемопередатчик, антенна, соединенная с блоком управления ТС, устройство, передающее команду в блок управления ТС, в частности двигатель. Сигнал на установку ТС подается с определенного номера телефона, известного владельцу ТС и правоохранительным органам. Госномер ТС соединен электрической цепью с блоком управления.

К недостаткам известных аналогов относятся недостаточно эффективное действие - осуществление блокировки в необходимых случаях, также в плане безопасности окружающих людей и техники, отсутствие защищенности устройства в случае попадания в руки злоумышленников и довольно высокие габариты, а также зависимость от мобильных сетей которые не везде доступны.

Необходимость патентуемой системы определяется заботой о безопасности людей, обеспечения эффективной деятельности правоохранительных органов в борьбе с нарушителями, террористами.

Указанная техническая проблема разрешена путем применения способа безвредного воздействия на ТС, которое необходимо подвергнуть блокировке путем безошибочного применения триангуляции объекта на основании спутниковой навигации и посредством системы, выполненной в виде электронного полицейского жезла (Жезла), через содержащийся в схеме электронный компас, формирование виртуального луча с последующим воздействием только на иммобилайзер (обездвиживатель) выбранного ТС.

Система дистанционной блокировки транспортных средств - электронный полицейский жезл (далее Жезл) содержит управляющий микропроцессор 1 для вычисления текущих и абсолютных координат с последующим формированием виртуального луча для остановки необходимого ТС, модуль 2 с датчиком спутниковой навигации и электронным компасом для определения направления жезла, один или несколько модулей радиообмена 3 для определения данных с устройством превентивной огнезащиты, установленном на ТС (защищено патентом РФ на изобретение №2611941 на имя заявителя) или иммобилайзером ТС, кнопкой активации Жезла 4 для подачи команды на остановку выбранного ТС, подзаряжаемым источником питания 5.

На Фиг. 1 представлена общая схема устройства;

На Фиг. 2 - фото жезла в открытом виде.

Радиообмен между жезлом и иммобилайзером ТС происходит в частотном диапазоне LPD433, разрешенном в большинстве стран. Мощность передатчика 10 мВт, при напряжении 3,5 В, что обеспечивает устойчивый обмен данными со скоростью 4 Кб/с на расстоянии 100 м, при любых метеоусловиях. Точная частота передатчика и приемника - 433,92 МГц, что попадает в промежуток между первым и вторым канала диапазона LPD433 и исключает возможные помехи на этих каналах. Антенна передатчика конструктивно выполнена в виде катушки, намотка которой составляет 32 см одножильного провода. Ток потребления приемника составляет 4 мА. Конструкция элементов системы позволяет достичь компактности для монтажа внутри стандартного полицейского жезла, без ущерба для ограничения его штатных функций. Светодиод и зарядка от бортовой сети ТС также функционируют. В качестве источника питания используется перезаряжаемый аккумулятор, без изменений в схеме зарядного устройства.

Схема устройства исключает негативные воздействия на людей и транспортные средства, обмен вредными импульсными излучениями, а также не требует ультразвуковых или свето - импульсных команд, которые легко экранировать и имеющих зависимость от погодных условий, полноценная работа устройства независима от сигналов мобильной сети что обеспечивает его безотказность в любой точке земного шара.

В рамках аппаратной защиты применена технология обратного отзыва. В конце смены инспектор сдает жезл в оружейную комнату, его помещают в специальный шкаф для зарядки и ежесуточной верификации. При этом электронная схема жезла взаимодействует с электронной схемой шкафа посредством условных команд. Если в течение суток жезл не был помещен в шкаф, программное обеспечение его самоуничтожается. Также защита на программном уровне обеспечивается путем уникализации цифровой команды об остановке ТС. При нажатии на кнопку 4 жезл сначала запрашивает уникальный номер иммобилайзера ТС, попадающего в виртуальный луч, и, используя этот номер в качестве ключа шифрования, создает уникальный для этого ТС сигнал об остановке. Если злоумышленник при помощи радиосканера считает код посланный жезлом, при повторном использовании аналогичного радиосигнала это не остановит никакое ТС. После применения жезла для блокировки ТС, уникальный номер ТС также меняется и его нельзя будет остановить с применением того же кода, а в следующий раз жезл сформирует новый. Этот комплекс аппаратной и программной защиты предусмотрен для противодействия от возможного хищения жезла и несанкционированного использования.

Режимы работы: Кроме применения по прямому назначению, для подачи требования об остановке водителям ТС, жезл имеет следующие режимы использования в виде электронного устройства для принудительной остановки ТС.

Режим первый - ждущий режим, при котором жезл используется по прямому назначению, но питание электронной схемы включено, микропроцессор работает, система позиционирования получает данные геолокации со спутника, и жезл готов к применению в качестве средства принудительной остановки. Режим является основным, рекомендуется для постоянного использования на постах и в патрульных автомобилях. Суммарный ток потребления всех систем и модулей в этом режиме составляет 50 мА, что позволяет осуществлять непрерывную работу без подзарядки в течение суток от элемента емкостью 1200 мА.

Режим второй - непосредственное применение жезла в качестве средства принудительной остановки. Этот режим отличается от первого только кратковременным включением передатчика для осуществления радиообмена, получения данных геолокации останавливаемого ТС, и подачи команды принудительной остановки. Поскольку весь объем данных передается менее чем за секунду, а мощность передатчика составляет всего 10 мВт, это существенным образом не отражается на времени работы жезла без подзарядки. Ток потребления в момент передачи составляет 250 мА, длительностью от 0,25 до 0,7 сек. При включении данного режима, жезл отправляет кодированную команду на иммобилайзер автомобиля.

В ответ устройство получает данные о местоположении всех ТС в направлении указания жезла на расстоянии 100 м (данная величина может быть увеличена), а также уникальные номера их иммобилайзеров. Вычислительное устройство определяет координаты ближайшего автомобиля в направлении указания жезла, в соответствии с данными электронного компаса и навигационных координат жезла и ТС, и подает команду на его иммобилайзер, используя исключительно его уникальный номер. Поскольку уникальный номер иммобилайзера является частью ключа кода команды, это предотвращает возможность использования сигнала, в случае его сканирования и записи потенциальным злоумышленником для несанкционированной остановки других ТС. Если даже команда об остановке, отправленная жезлом, будет отсканирована и записана злоумышленником, эта же команда при повторном использовании не остановит никакое другое ТС. После применения жезла, уникальный номер иммобилайзера автоматически меняется при его разблокировании, что меняет и код команды об остановке и исключает повторное применение отсканированной команды даже для того ТС, к которому она уже была однажды применена.

При получении команды о принудительной остановке, в салоне ТС включается голосовое оповещение о том, что в отношении данного ТС применено средство принудительной остановки, и у водителя есть около 30 сек. (промежуток времени программируемый) для выполнения всех необходимых маневров для безопасной остановки. В течение этого времени водитель может остановить ТС самостоятельно. Если же он продолжит движение, ТС будет остановлено иммобилайзером автомобиля принудительно. Будет заглушен двигатель. Аварийная световая сигнализация выбранного ТС включается одновременно с нажатием на кнопку принудительной остановки на электронном жезле для предотвращения столкновения с другими участниками дорожного движения и визуального обозначения ТС нарушителя в потоке.

Режим третий - режим отмены команды о принудительной остановке. Данный режим используется сотрудником полиции или специальных служб в том случае, если после применения жезла и включения голосового оповещения о применении водитель остановил ТС самостоятельно. В этом случае иммобилайзер не задействуется и не требуется его разблокирование.

Режим четвертый - режим разблокирования иммобилайзера ТС. После применения жезла иммобилайзер автомобиля переходит в состояние блокировки движения ТС и вывести его из этого состояния может только сотрудник полиции или специальных служб, путем отправки на иммобилайзер кодированного сигнала о разблокировке. После получения такого сигнала, иммобилайзер выходит из состояния блокировки, позволяет запустить силовой агрегат ТС для продолжения его дальнейшего движения. Для этого на электронном жезле предусмотрен алгоритм через периодичность и длительность нажатия на кнопку. При выходе из состояния блокировки, иммобилайзер меняет собственный уникальный номер по алгоритму случайного ключа, что исключает возможность повторной отправки отсканированного и записанного сигнала потенциальным злоумышленником.

Режим пятый - режим зарядки и верификации. После возвращения сотрудника полиции или спецслужб в подразделение, он обязан сдать жезл в оружейную комнату, где жезл подключается к зарядному гнезду специального шкафа. Кроме процесса зарядки, в это время происходит верификация жезла специальным кодом, который модулирует переменный ток бытовой сети. Если жезл похитит потенциальный злоумышленник, и попытается зарядить вне шкафа оружейной комнаты, программное обеспечение жезла самоуничтожится, что исключит его несанкционированное использование. Если в течение суток жезл не будет подключен к зарядке, его программное обеспечение также самоуничтожится. Система кода верификации является секретной информацией, а сканирование сигнала верификации невозможно, поскольку он не передается в эфир.

Работа жезла целиком построена на создании виртуального образа расположения транспортных средств на основе полученных со спутника данных геолокации автомобиля и жезла, после чего команду на остановку получает иммобилайзер только того автомобиля, на который направлен жезл и который расположен на линии виртуального луча ближе к инспектору. Обмен данным происходит в стандартном диапазоне разрешенных радиочастот свободного FM в цифровом виде, не создает помех, не оказывает вредного воздействия.

Все алгоритмы работы жезла по безопасному для других участников дорожного движения и только санкционированному его использованию разработаны, программно осуществлены и протестированы на эффективность и безотказность в работе. Для этих целей использованы созданные заявителем элементы электронного модуля устройства превентивной огнезащиты на двух автомобилях и самого электронного полицейского жезла. В результате испытаний на транспортных средствах получен стабильный периодический электрический импульс в полном соответствии с направлением Жезла, обеспечивающий воздействие на исполнительные механизмы по остановке двигателя автомобиля при каждом включении электронного полицейского жезла.

Система дистанционной блокировки транспортных средств содержит модуль с датчиком спутниковой навигации и электронным компасом, один или несколько модулей радиообмена, управляющий процессор для определения координат автомобиля. Система конструктивно выполнена в виде полицейского жезла, формирующего радиосигнал с защищенным от повторного применения радиосигналом, защита которого основана на единичном и уникальном в использовании радиоимпульсе с изменяемыми параметрами в соответствии со сменой геопозиционирования объекта воздействия и обмена данными с иммобилайзером или устройством превентивной огнезащиты транспортного средства. Достигается повышение надежности. 2 ил.

Система дистанционной блокировки транспортных средств - электронный полицейский жезл, содержащий модуль с датчиком спутниковой навигации и электронным компасом, один или несколько модулей радиообмена, управляющий процессор для определения координат автомобиля и конструктивно выполненный в виде полицейского жезла, формирующего радиосигнал с защищенным от повторного применения радиосигналом, защита которого основана на единичном и уникальном в использовании радиоимпульсе с изменяемыми параметрами в соответствии со сменой геопозиционирования объекта воздействия и обмена данными с иммобилайзером или устройством превентивной огнезащиты транспортного средства.