УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ
TRANSPORT TRAFFIC MANAGEMENT DEVICE

Предлагаемое устройство относится к области регулирования и организации дорожного движения и может быть применено при остановке и контроле транспортных средств на постоянных и временных пунктах контроля дорожного движения.
При регулировке и контроле дорожного движения используется специальное устройство (например, жезл регулировщика), служащее инструментом для подачи сигнала остановки транспортного средства.
Известны устройства для организации дорожного движения (свидетельства на полезную модель №№ 1.157, 8.076, 14.653, 18.32035.539, 45.846, 62.726, патенты РФ №№2.116.208, 2.117.334, 2.194.282, 2.259.601, 2.278.415, 2.384.887, 2.385.498, 2.403.623, 2.455.698; патенты Японии №№11.175.882, 2.002.133.429; патент WO №2.005.086.111 и другие).
Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Устройство для организации дорожного движения» (патент РФ №2.651.936, G08G 1/00, 2017), которое и выбрано в качестве прототипа.
Указанное устройство позволяет эффективно управлять дорожным движением и совмещать сигнальные функции (подача сигнала на остановку транспортного средства или сигнала по регулировке транспортного потока) с автоматической регистрацией номерного знака транспортного средства нарушителя, автоматической передачей полученных данных в централизованную базу данных и получением из нее информации об остановленном транспортном средстве и его владельце.
Известное устройство позволяет в автоматическом режиме регистрировать номерной знак транспортного средства и его владельца.
Для повышения достоверности распознавания транспортного средства необходимо регистрировать и номер двигателя транспортного средства.
Технической задачей изобретения является повышение надежности выявления транспортных средств, находящихся в угоне, путем автоматической регистрации идентификационного кода владельца транспортного средства.
Поставленная задача решается тем, что устройство для организации дорожного движения, содержащие, в соответствии с ближайшим аналогом, жезл регулировщика, выполненным переносным и ручным в виде цилиндрического корпуса, в котором размещается сканирующий блок, телекоммуникационное устройство связи, источник электропитания, разъемное устройство подключения источника электропитания к сети переменного и постоянного тока для подзарядки, кнопка включения и устройство для хранения информации, идентификационную метку и централизованную базу данных, при этом сканирующий блок выполнен в виде последовательно включенных источника электропитания, кнопки включения и задающего генератора, последовательно включенных дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первого полосового фильтра, первого фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и устройства для хранения информации, последовательно подключенных к выходу дуплексера второго полосового фильтра, второго фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра, и монитор, последовательно подключенных к выходу дуплексера третьего полосового фильтра и третьего фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного фильтра, а выход подключен к второму входу устройства для хранения информации и монитора, телекоммуникационное устройство связи выполнено в виде последовательно подключенных к выходу задающего генератора первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, первого узкополосного фильтра, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра, второго узкополосного фильтра, третьего перемножителя, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра третьего узкополосного фильтра и второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, последовательно подключенных к выходу первого фазового детектора первой линии задержки, первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра, и усилителя мощности, выход которого соединен со вторым выходом дуплексера, при этом выход первого фазового детектора подключен к выходу счетчика для подсчета количества остановленных транспортных средств и к третьему входу монитора, выход второго фазового детектора через вторую линию задержки подключен к третьему входу первого сумматора, централизованная база данных выполнена в виде последовательно включенных задающего генератора, переключателя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, узкополосного фильтра, фазового манипулятора, второго усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первого усилителя мощности, фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и компьютера, выход которого соединен со вторым выходом фазового манипулятора, идентификационная метка размещена на номерном знаке транспортного средства и выполнена в виде пьезокристалла с нанесенными на его поверхность двумя тонкопленочными алюминиевыми встречно-штыревыми преобразователями поверхностных акустических волн, каждой из которых содержит две гребенчатых системы электродов, соединенных между собой шинами, которые связаны с общей микрополоской антенной, и общий набор отражателей, отличается от ближайшего аналога тем, что сканирующий блок снабжен четвертым перемножителем, четвертым узкополосным фильтром, четвертым полосовым фильтром, четвертым фазовым детектором, причем к выходу третьего узкополосного фильтра последовательно подключены четвертый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного фильтра, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, к выходу дуплексера последовательно подключены четвертый полосовой фильтр и четвертый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра, а выход подключен к третьему входу устройства для хранения информации и к четвертому входу монитора, идентификационная метка снабжена третьим тонкопленочным алюминиевым встречно-штырьковым преобразователем поверхностных акустических волн, нанесенных на поверхность пьезокристалла, содержащих две гребенчатых системы электродов, соединенных между собой шинами, которые связаны с общей микрополосковой антенной.
Структурная схема жезла регулировщика представлена на фиг. 1. Функциональная схема идентификационной метки показана на фиг. 2. Структурная схема централизованной базы данных изображена на фиг. 3. Частотная диаграмма представлена на фиг. 4.
Устройство для организации дорожного движения содержит жезл регулировщика, идентификационную метку и централизованную базу данных.
Жезл регулировщика выполнен в виде цилиндрического корпуса 1, в котором размещены сканирующий блок 2 и телекоммуникационное устройство связи 11.
Сканирующий блок 2 содержит последовательно включенные источник 3 электропитания с разъемным устройством подключения источника 3 электропитания к сети переменного и постоянного тока для подзарядки (не показана), кнопку 4 включения, задающий генератор 5, второй сумматор 44, дуплексер 6, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 7, первый полосовой фильтр 8, первый фазовый детектор 9, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 5, и устройство 10 для хранения информации. К выходу дуплексера 6 последовательно подключены третий полосовой фильтр 45 и третий фазовый детектор 46, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного фильтра 43, а выход подключен к второму входу устройства 10 для хранения информации. К выходу второго узкополосного фильтра 23 последовательно подключены третий перемножитель 42, второй вход которого соединен с выходом второго узкополосного фильтра 23, и третий узкополосный фильтр 43, выход которого соединен с вторым входом второго сумматора 44.
К выходу третьего узкополосного фильтра 43 последовательно подключены четвертый перемножитель 49, второй вход которого соединен с выходом третьего узкополосного фильтра 43, и четвертый узкополосный фильтр 50, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора 44. К выходу дуплексера 6 последовательно подключены четвертый полосовой фильтр 51 и четвертый фазовый детектор 52, второй вход которого соединен с выходом четвертого узкополосного фильтра 50, а выход подключен к третьему входу устройства 10 для хранения информации и к четвертому входу монитора 13.
Телекоммуникационное устройство связи 11 содержит последовательно подключенные к выходу первого фазового детектора 9 первую линию задержки 14.1, первый сумматор 16, второй вход которого соединен с выходом генератора 15 псевдослучайной последовательности, а третий вход через вторую линию задержки 14.2 соединен с выходом третьего фазового детектора 46, фазовый манипулятор 19 и усилитель 20 мощности, выход которого соединен со вторым входом дуплексера 6. К выходу задающего генератора 5 последовательно подключен первый перемножитель 17, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 5, и первый узкополосный фильтр 18, выход которого соединен с вторым входом фазового манипулятора 19. К выходу первого узкополосного фильтра 18 последовательно подключены второй перемножитель 22, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра 18, второй узкополосный фильтр 23, второй фазовый детектор 24, второй вход которого через второй полосовой фильтр 21 соединен с выходом дуплексера 6, и монитор 13, второй вход которого соединен с выходом первого фазового детектора 9, к которому также подключен счетчик 12 для подсчета количества остановленных транспортных средств.
Централизованная база 31 данных содержит последовательно включенные задающий генератор 37, перемножитель 38, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 37, узкополосный фильтр 39, фазовый манипулятор 40, второй усилитель 41 мощности, дуплексер 33, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 32, первый усилитель 34 мощности, фазовый детектор 35, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 37, и компьютер 36, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора 40.
Идентификационная метка 25, размещенная на номерном знаке транспортного средства, представляет собой пьезокристалл с нанесенными на его поверхность тремя тонкопленочными алюминиевыми встречно-штырьковыми преобразователями (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ), каждый из которых содержит две гребенчатых системы электродов 27(47, 53), соединенных между собой шинами 28 и 29 (48 и 49, 54 и 55) и общим набором 30 отражателей, причем шины 28 и 29, 48 и 49, 54 и 55 соединены с общей микрополосковой антенной 26.
Устройство для организации дорожного движения работает следующим образом.
Жезл регулировщика, выполнен в виде цилиндрического корпуса 1, находящийся в руке инспектора дорожного движения. В случае необходимости остановки транспортного средства инспектор посредством соответствующих перемещений жезла регулировщика сигнализирует водителю о требовании остановить транспортное средство.
При движении транспортного средства или после его остановки инспектор включает кнопкой 4 на рукоятке, при необходимости, стробирующий блок 2. При этом задающий генератор 5 формирует высокочастотное колебание
1
1
1
1
1
U(t)=V⋅cos(ωt+ϕ), 0≤t≤T,
которое поступает на первый вход второго сумматора 44 и на два входа первого перемножителя 17, на выходе которого образуется гармоническое колебание
2
2
2
2
1
U(t)=V⋅cos(ωt+ϕ), 0≤t≤T,
где
2
1
2
1
ω=2ω; ϕ=2ϕ
которое выделяется первым узкополосным фильтром 18 и подается на первый вход фазового манипулятора 19 и на два входа второго перемножителя 22. На выходе последнего формируется гармоническое колебание
3
3
3
3
l
U(t)=V⋅cos(ωt+ϕ), 0≤t≤T,
где
3
2
3
2
ω=2ω; ϕ=2ϕ
которое выделяется вторым узкополосным фильтром 23 и поступает на два входа третьего перемножителя 42. На выходе последнего формируется гармоническое колебание:
4
4
4
4
1
U(t)=V⋅cos(ωt+ϕ), 0≤t≤T,
где
4
3
4
3
ω=2ω; ϕ=2ϕ
которое выделяется третьим узкополосным фильтром 43 и поступает на второй вход второго сумматора 44 и на два входа четвертого перемножителя 49. На выходе последнего формируется гармоническое колебание
5
5
5
5
1
U(t)=V⋅cos(ωt+ϕ), 0≤t≤T,
где
5
4
5
4
ω=2ω; ϕ=2ϕ,
1
4
5
1
4
5
которое выделяется четвертым узкополосным фильтром 50 и поступает на третий вход второго сумматора 44 напряжения u(t), u(t) и u(t) с выхода второго сумматора 44 через дуплексер 6 поступают в приемопередающую антенны 7, излучаются ею в эфир на частотах ω, ω и ω и облучают идентификационную метку 25, размещенную на номерном знаке транспортного средства.
1
4
5
1
4
5
При этом идентификационная метка 25 содержит три ВПШ, которые настроены на частоты ωи ω и ω, высокочастотные колебания U(t), U(t) и U(t) улавливаются микрополосковой антенной 26, преобразуются ВПШ в акустические волны, которые распространяются на поверхности пьезокристалла 25, отображаются от набора 30 отражателей и опять преобразуются в электромагнитные сигналы с фазовой манипуляцией (ФМН):
6
6
1
kl
1
U(t)=V(t)⋅cos[ωt+ϕ(t)+ϕ],
7
7
4
k2
4
U(t)=V(t)⋅cos[ωt+ϕ(t)+ϕ],
8
8
5
k3
5
1
U(t)=V⋅cos[ωt+ϕ(t)+ϕ], 0≤t≤T;
k1
1
где ϕ(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с топологией первого ВПШ M(t), который определяет номерной знак транспортного средства в цифровом виде (фиг. 2);
k2
2
ϕ(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с топологией первого ВПШ M(t), который определяет идентификационный код владельца данного транспортного средства;
k3
3
ϕ(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с топологией первого ВПШ M(t), который определяет номер двигателя транспортного средства.
6
7
8
Сформированные ФМН-сигналы U(t), U(t) и U(t) излучаются микрополосковой антенной 26 в эфир, улавливаются приемопередающей антенной 7 и через дуплексер 6 поступают на вход полосовых фильтров 8, 21, 45 и 51.
H1
1
Частота настройки ω полосового фильтра 8 выбрана равной ω
H1
1
ω=ω.
H2
3
Частота настройки W полосового фильтра 21 выбрана равной ω
H2
3
ω=ω
H3
4
Частота настройки W полосового фильтра 45 выбрана равной ω
H3
4
ω=ω
H4
5
Частота настройки W полосового фильтра 51 выбрана равной ω
H4
5
ω=ω
6
7
8
1
4
5
Поэтому ФМН-сигналы U(t), U(t) и U(t) выделяются полосовыми фильтрами 8, 45 и 51 соответственно и поступают на первые (информационные) входы фазовых детекторов 9, 46 и 52, на вторые (опорные) вход которых подаются гармонические колебания U(t), U(t) и U(t) с выходов задающего генератора 5 и узкополосного фильтра 43 и узкополосного фильтра 50. В результате синхронного детектирования на выходах фазовых детекторов 9, 46 и 52 образуются низкочастотные напряжения соответственно:
H1
H1
kl
U(t)=V⋅cosϕ(t),
H2
H2
k2
U(t)=V⋅cosϕ(t),
H3
H3
k3
1
U(t)=V⋅cosϕ(t), 0≤t≤T,
где
1
2
3
з2
з2
1
з3
з3
1
пропорциональные номерному знаку M(t) транспортного средства и идентификационному коду M(t) владельца транспортного средства и номеру двигателя транспортного средства M(t). Эти напряжения поступают в устройство 10 для хранения информации, на монитор 13, счетчик 12 для подсчета количества остановленных транспортных средств и на линии задержки 14.1, 14.2 и 14.3. Время задержки Т линии 14.2 задержки выбирается равным T=2T, время задержки Т линии задержки 14.3 выбирается равным T=3T.
H1
H2
H3
4
4
Низкочастотные напряжения U(t), U(t) и U(t) с выходов линии задержки 14.1, 14.2 и 14.3 поступают на первый и третий входы сумматора 16, на второй вход которого подается модулирующий код M(t) с выхода генератора 15 псевдослучайной последовательности (ПСП). Причем модулирующий код M(t) является паролем инспектора. На выход сумматора 16 образуется суммарный код
который поступает на второй вход фазового манипулятора 19. На выходе последнего формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМН).
9
9
2
k4
2
2
U(t)=V⋅cos[ωt+ϕ(t)+ϕ], 0≤t≤T,
k4
2
где ϕ(t)={0,π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с суммарным модулирующим кодом  который после усиления в усилители 20 мощности через дуплексер 6 поступает в приемопередающую антенну 7, излучается ею в эфир на частотах ω, улавливается приемопередающей антенной 32 централизованной базы 31 данных и через дуплексер 33 и усилитель 34 мощности поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 35. На второй (опорный) вход фазового детектора 35 подается гармоническое колебание с выхода задающего генератора 32.
10
8
2
2
2
U(t)=V⋅cos[ωt+ϕ], 0≤t≤T,
В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 35 образуется низкочастотное напряжение
H4
H4
k4
2
U(t)=V⋅cosϕ(t), 0≤t≤T,
1
2
3
где  пропорциональное суммарному модулирующему коду  которое поступает в компьютер 36, где сравнивается с номерными знаками транспортных средств, номерами двигателей транспортных средств и с идентификационными кодами их владельцев, записанных в его памяти. В случае совпадения низкочастотных напряжений, а точнее модулирующих кодов M(t), M(t) и M(t) с одними из кодов, хранящимися в памяти компьютера 36, в нем формируется модулирующий код  равный сумме кодов
4
10
1
где, M(t) - модулирующий кода, отображающий в цифровой форме дополнительные сведения о владельце транспортного средства. Указанный код поступает на второй вход фазового манипулятора 40. Гармоническое колебание U(t) с выхода, задающего генератора 37 одновременно поступает на два входа перемножителя 38, на выходе которого образуется гармоническое колебание.
11
11
3
3
2
U(t)=V⋅cos[ωt+ϕ], 0≤t≤T,
где
3
2
3
2
ω=2ω; ϕ=2ϕ,
Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 39 и подается на первый вход фазового манипулятора 40, на выходе которого формируется сложный ФМН-сигнал.
11
12
3
k5
3
2
U(t)=V⋅cos[ωt+ϕ(t)+ϕ], 0≤t≤T,
k5
3
где ϕ(t)={0,π} - манипулирующая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом  Данный сигнал через усилитель 41 мощности и дуплексер 33 поступает в приемопередающую антенну 32, излучается е в эфир на частоте W, улавливается приемопередающей антенной 7 жезла регулировщика и через дуплексер 6 поступает на входы полосовых фильтров 8, 21, 45 и 51. Но выделяется только полосовым фильтром 21 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 24, на второй (опорный) вход которого подается гармоническое колебание
3
3
3
3
1
U(t)=V⋅cos(ωt+ϕ), 0≤t≤T
с выхода узкополосного фильтра 23. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 24 образуется низкочастотное напряжение
H5
H5
k5
2
U(t)=V⋅cosϕ(t), 0≤t≤T,
где
пропорциональное модулирующему коду  которое поступает на третий вход монитора 13. На мониторе высвечиваются номерной знак транспортного средства, идентификационный код владельца транспортного средства и дополнительные сведения о нем.
Если на первом и втором входах монитора 13 не высвечиваются номерной знак облучаемого транспортного средства и идентификационный код его владельца, то номерной знак не имеет идентификационной метки, а значит является фальшивым.
Если на третьем входе монитора 13 не высвечиваются номерной знак транспортного средства, идентификационный код его владельца и дополнительные сведения о нем, то они отсутствуют в памяти компьютера 36 централизованной базы 31 данных.
Оборудование устройства счетчика 12 для подсчета количества остановленных транспортных средств предназначено для получения информации о количестве остановленных транспортных средств, номерные знаки которые снабжены идентификационными метками, назначение который состоит в последующем анализ работы инспектора, в частности в сопоставлении количества остановленных транспортных средств с количеством протоколов о нарушении правил дорожного движения, с количеством зарегистрированных и сохраненных в запоминающем устройстве номеров транспортных средств.
Предлагаемое устройство является всепогодным, работа его не зависит также от времени суток и года.
Отличительной особенностью идентификационной метки является малые размеры и отсутствии источника электропитания.
Используемые сложные ФМН-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.
Энергетическая скрытность сложных ФМН-сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМН-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМН-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.
Структурность сложных ФМН-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМН-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемного устройства.
Сложные ФМН-сигналы позволяют применять эффективный вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность выделять эти сигналы среди других сигналов и помех, действующих в той же полосе частот и в те же промежутки времени.
Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение достоверности распознавания транспортного средства, находящихся в угоне. Это достигается автоматической регистрации номера двигателя транспортного средства.
Следует отметить, что в настоящее время угон транспортных средств превратился в мощный криминальный бизнес. Владельцам возвращают только 18 процентов угнанных машин. Применение предлагаемого устройства будет способствовать увеличению указанного процента и снижения уровня криминальной напряженности.