СИСТЕМА РЕГИСТРАЦИИ И АНАЛИЗА ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ И ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к системам обеспечения безопасности дорожного движения и предназначено для контроля параметров движения и технического состояния транспортного средства (ТС), предупреждения возникновения аварийных ситуаций на дороге и обеспечения условий для объективного расследования обстоятельств дорожно-транспортного происшествия (ДТП). В условиях высокого уровня автомобилизации общества важно найти способы и технические средства, которые, с одной стороны, стимулировали, а с другой - заставляли бы водителей соблюдать правила дорожного движения. Известны средства, применяемые на крупнотоннажных грузовых ТС и в многоместных автобусах, которыми являются тахографы, цифровые тахографы и регистраторы маршрутных данных.
Недостатком тахографов является использование устаревшей технологии регистрации данных с помощью самописца.
Известен цифровой тахограф (патент США 4188618, МПК G 08 G 17/00, 1980) для записи параметров ТС, содержащий установленный на борту ТС измеритель динамических параметров ТС. Указанное техническое решение реализовано, в частности, в цифровом тахографе BR-6800/6802 фирмы Baoruh Electronic Co, Ltd. (Тайвань). Тахограф BR-6800/6802 является универсальным прибором, который может быть установлен на различных типах ТС в качестве дополнительного электронного оборудования. С одной стороны, такая универсальность является достоинством данного прибора, а, с другой стороны, недостатком, поскольку обуславливает его высокую стоимость. Кроме того, тахограф BR-6800/6802 недостаточно эффективен при ДТП, поскольку на аварийном участке (от начала ДТП до полной остановки ТС)
требуется более полный набор записываемых параметров движения и более высокая разрешающая способность записей.
Более технически совершенными и удобными в пользовании являются цифровые регистраторы маршрутных данных, позволяющие регистрировать параметры движения ТС при ДТП с более высокой частотой и, соответственно, с более высокой разрешающей способностью, чем в штатном режиме. Это позволяет более полно и точно восстановить картину ДТП.
Недостатками цифровых регистраторов маршрутных данных являются отсутствие в них возможности для увеличенной полноты контроля и анализа параметров технического состояния ТС, влияющих на безопасность, как на участке ДТП, так и в процессе эксплуатации.
Наиболее близкая по совокупности существенных признаков к заявленному техническому решению является, система регистрации и восстановления параметров движения транспортного средства (патент РФ №2221277, МПК G 07 С 5/08, 2003.), которая и выбрана в качестве прототипа, содержащая установленные на ТС аналого-цифровой преобразователь (АЦП), выполненный с возможностью преобразования в цифровую форму аналоговых сигналов, поступающих от измерителей скорости, продольной составляющей ускорения, поперечной составляющей ускорения и угловых скоростей, выходы которых подключены к соответствующим входам АЦП, выход которого подключен ко входу регистра памяти и к входу решающего устройства, а также блок индикации критических параметров, блок формирования команд и последовательно соединенные блок преобразования формата данных, энергонезависимую память, блок считывания данных и блок беспроводной передачи данных, вход блока преобразования формата данных подключен к выходу регистра памяти, первый выход решающего устройства подключен к входу блока индикации критических параметров, а второй выход через блок формирования команд - к управляющему входу регистра памяти, при этом АЦП выполнен с возможностью ввода в него данных об угловых скоростях и поперечных составляющих ускорения ТС, регистр памяти - с
возможностью активации процесса считывания из него информации в энергонезависимую память, а блок считывания данных - с возможностью ввода данных в носимый компьютер через стандартный интерфейс.
Недостатком системы является отсутствие в ней возможности для контроля и анализа параметров технического состояния ТС, влияющих на безопасность, как на участке ДТП, так и в процессе эксплуатации, например значение параметров характеризующих тормозную систему не выводятся на блок индикации критических параметров, также отсутствие возможностей оперативного дистанционного информирования сотрудников ГИБДД о факте ДТП.
Технический результат направлен на повышение информативности записей параметров движения и технического состояния ТС при ДТП, повышение оперативности и удобства использования указанных записей для восстановления и анализа полной картины ДТП, анализа технического состояния ТС на момент ДТП и возможного его предотвращения за счет своевременного технического обслуживания или ремонта.
Технический результат достигается тем, что в систему регистрации и анализа параметров движения и технического состояния транспортного средства, содержащую установленные на транспортном средстве измерители путевой скорости и продольной составляющей ускорения, измеритель угловых скоростей и измеритель поперечных составляющих ускорения, подключенные к соответствующим входам АЦП, а также регистр памяти и решающее устройство, блок индикации критических параметров, блок формирования команд и последовательно соединенные блок преобразования формата данных, энергонезависимая память, блок считывания данных и блок беспроводной передачи данных, дополнительно введены - блок датчиков контроля состояния автошин, блок датчиков исправности тормозной системы и блок датчиков исправности рулевого управления, выходы которых подключены к соответствующим входам аналого-цифрового преобразователя, выход которого подключен ко входу регистра памяти и ко входу решающего устройства,
причем блок преобразования формата данных подключен к выходу регистра памяти, первый выход решающего устройства подключен к входу блока индикации критических параметров, а второй выход через блок формирования команд - к управляющему входу регистра памяти, а при возникновении ДТП блок формирования команд подает сигнал на GSM передатчик, при этом АЦП выполнен с возможностью ввода в него данных о всех контролируемых параметрах указанных выше, регистр памяти - с возможностью активации процесса считывания из него информации в энергонезависимую память, а блок считывания данных - с возможностью ввода данных в носимый компьютер через стандартный интерфейс. Также в систему введен блок GSM передатчика сигнала о ДТП и блок считывания данных выполнен в виде USB 2.0.
Отличительными признаками являются дополнительное введение блока датчиков контроля состояния автошин, блока датчиков исправности тормозной системы и блока датчиков исправности рулевого управления, блока GSM передатчика сигнала о ДТП и использование в блоке считывания данных более скоростного способа их передачи (USB 2.0).
На чертеже представлена структурная схема предлагаемой системы. На указанной схеме использованы следующие обозначения: 1 - измеритель путевой скорости; 2 - измеритель продольной составляющей ускорения; 3 - измеритель поперечных составляющих ускорения; 4 - измеритель угловых скоростей; 5 - блок датчиков контроля состояния автошин, 6 - блок датчиков исправности тормозной системы, 7 - блок датчиков исправности рулевого управлении, 8 - АЦП; 9 - регистр памяти; 10 - решающее устройство; 11 - блок индикации критических параметров; 12 - блок формирования команд; 13 - блок GSM передатчика сигнала о ДТП, 14 - блок преобразования формата данных; 15 - энергонезависимая память; 16 - блок считывания данных; 17 - блок беспроводной передачи данных.
Система содержит набор измерителей параметров движения и технического состояния ТС. Измеритель 1 путевой скорости, измеритель 2 продольной
составляющей ускорения. Как правило, указанные измерители входят в состав штатного или дополнительного электротехнического оборудования ТС. Измеритель 3 поперечных составляющих ускорения, который измеряет с помощью двух акселерометров, жестко связанных с корпусом ТС и установленных ортогонально друг другу и измеритель 4 угловых скоростей, включающий в себя три ортогонально ориентированных гироскопических датчика типа ADXRS 300 (см. информацию фирмы Analog Devices, Inc. на сайге www.analog.corn). Блок 5 датчиков контроля автомобильных шин состоит из индикатора износа шин и датчика давления воздуха в шине. Данные датчики хорошо изучены и применяются в серийном производстве как отечественных, так и западных производителей. Блок 6 датчиков исправности тормозной системы состоит из датчиков износа тормозных накладок, датчиков уровня тормозной жидкости, датчиков давления в пневмоприводе. Блок 7 датчиков исправности рулевого управления включает в себя датчик люфта рулевого колеса, датчики уровня и давления жидкости гидроусилителя руля. Вышеуказанные блоки датчиков позволяют определять причины ДТП и предотвращать его, информируя водителя о той или иной неисправности и превышении, например, скорости движения на жидкокристаллическом индикаторе. Блок 13 - GSM передатчика сигнала о ДТП позволяет передавать сигнал в виде голосового сообщения на номер телефона дежурной части ГИБДД о факте происшествия, а также сообщать номер телефона GSM передатчика для определения места происшествия сотрудниками ГИБДД. Использование GSM передатчика стало возможным из-за все время расширяющихся зон покрытия сетей операторов мобильной связи. А также возможностью бесплатно связываться с сотрудниками ГИБДД по номеру «112», «911». Вышеуказанный GSM передатчик посылает при ДТП голосовое сообщение, например: «Моя автомашина попала в аварию. Моя фамилия Иванов И.И. Марка машины ВАЗ 2109 №е333ох, номер мобильного передатчика 89035678764». Данная информация особенно актуальна при происшествиях,
когда водитель теряет сознание и самостоятельно не может вызвать сотрудником ГИБДД, медицинских работников.
Выход АЦП 8 связан с входом регистра 9 памяти и входом решающего устройства 10, представляющего собой микропроцессор с памятью. Первый выход решающего устройства 10 соединен со входом блока 11 индикации критических параметров, а второй выход - со входом блока 12 формирования команд. Блок 11 индикации критических параметров может быть выполнен, например, на жидкокристаллическом индикаторе, широко используемом в автомобильной электронике. Выход блока 12 формирования команд подключен к управляющему входу регистра 9 памяти, выход которого через блок 14 преобразования формата данных соединен с входом энергонезависимой памяти 15, представляющей собой, к примеру, флэш-память. Емкость регистра 9 памяти выбирается, исходя из длины регистрируемого участка траектории ТС и разрешающей способности, необходимых для установления достаточно объективной картины ДТП, а также соответствующие этому участку траектории движения значения показаний, получаемых от блоков 5, 6, 7. Емкость энергонезависимой памяти 15 определяется, в основном, стоимостными ограничениями. Блок 10 преобразования формата данных предназначен для более экономного использования емкости энергонезависимой памяти 15 при последовательной записи в нее отрезков траектории ТС, поскольку эта информация не уничтожается и предназначена для длительного хранения. Выход энергонезависимой памяти 15 подключен к входу блока 16 считывания данных, один из выходов которого может быть подключен к стандартному входу носимого компьютера (типа Notebook), например, к интерфейсу USB 2.0 а другой выход - к входу блока 17 беспроводной передачи данных, в качестве которого может использоваться коммерчески доступный Bluetooth-узел. Подробную информацию о Bluetooth-технологиях можно найти, например, на сайге www. bluetooth.com.
В общем случае в процессе движения ТС измеряются параметры движения, по которым в дальнейшем восстанавливается трехмерная картина
траектории перемещения центра масс и изменения ориентации корпуса ТС относительно указанной траектории, а также параметры, характеризующие исправное состояние узлов, агрегатов, систем ТС, влияющие на безопасность. К ним относятся:
- путевая скорость, определяемая измерителем 1 путевой скорости;
- продольная составляющая ускорения, определяемая с помощью измерителя 2;
- две поперечные составляющие ускорения, определяемые с помощью измерителя 3;
- три взаимно ортогональные составляющие угловой скорости, определяемые с помощью измерителя 4 угловых скоростей;
- величина износа рисунка протектора и давление в автошине, определяемые с помощью блока 5 датчиков состояния шин;
- износ тормозных накладок, уровень тормозной жидкости, давление в пневмоприводе определяются с помощью блока 6 датчиков исправности тормозной системы;
- люфт рулевого колеса, уровень и давление жидкости гидроусилителя руля определяются с помощью блока 7 датчиков исправности рулевого управления.
Рассматриваемая система регистрации и анализа параметров движения и технического состояния транспортного средства работает следующим образом. Аналоговые сигналы, получаемые с помощью вышеуказанных измерителей и блоков датчиков, подаются с циклической частотой, зависящей от заданной разрешающей способности, на входы АЦП 8 в котором они преобразуются в соответствующие кодовые сообщения. С выхода АЦП 8 эти кодовые сообщения поступают на вход регистра 9 памяти, количество ячеек памяти которого определяется заданной продолжительностью восстанавливаемого участка траектории, на котором произошло ДТП, а также значениями параметров, влияющих на безопасность движения ТС и требуемой разрешающей способностью. После заполнения всех ячеек памяти регистра 9 каждое
новое кодовое сообщение вытесняет хранящееся в регистре 9 памяти самое раннее сообщение. Этот процесс протекает циклически. Одновременно поток кодовых сообщений с выхода АЦП 8 поступает в решающее устройство 10. В памяти решающего устройства 10 хранятся предельно допустимые значения измеряемых параметров. При достижении или превышении каким-либо из измеряемых параметров своего предельного значения на первом выходе решающего устройства 10 формируется команда, поступающая на вход блока 11 индикации критических параметров, предназначенного для оповещения (звуковое и/или визуальное) водителя ТС о достижении (превышении) каким-либо измеряемым параметром своего предельного значения. Блок 11 выполняется, в виде жидкокристаллического индикатора, на котором высвечивается пиктограмма, соответствующая определенному измеряемому параметру, сопровождаемая зуммером или голосовым сообщением. Например, при превышении измеренным значением путевой скорости максимально допустимого значения соответствующая команда поступает в блок 11 индикации критических параметров для оповещения водителя о превышении скорости.
Со второго выхода решающего устройства 10 команды поступают на вход блока 12 формирования команд. Блок 12 формирования команд выбирает команды, которые свидетельствуют о завершении ДТП, и подает их на управляющий вход регистра 9 памяти для активации режима считывания данных из регистра 9 памяти в энергонезависимую память 15.
Так, если измеренное значение путевой скорости становится равным нулю, что свидетельствует о завершении ДТП (либо его первой фазы), соответствующая команда поступает на управляющий вход регистра 9 памяти. В соответствии с указанной командой содержимое регистра 9 считывается через блок 14 преобразования формата данных в энергонезависимую память 15, например во флэш-память. После этого регистр 9 готов к приему новой информации. Соответственно, в случае повторного наезда на остановившееся
ТС другого автомобиля траектория последующего движения ТС будет зафиксирована так же, как и на первичной фазе ДТП.
Одним из преимуществ заявленной системы является возможность оперативного съема данных из энергонезависимой памяти 15 с помощью блока 16 считывания данных для последующего оперативного анализа. При наличии у пользователя ТС (или у присутствующего на месте ДТП сотрудника государственной инспекции) носимого компьютера, эти данные через стандартный интерфейс USB2.0 могут быть "скачены" из блока 16 считывания данных в указанный компьютер. В рассматриваемой системе предусмотрен также дистанционный съем указанных данных с помощью блока 17 беспроводной передачи данных.
Таким образом, в результате применения предлагаемой системы водитель ТС, попавшего в ДТП, имеет объективную информацию о техническом состоянии, влияющего на безопасность ТС, и траектории движения и ориентации ТС относительно указанной траектории, которая может помочь ему разобраться в истинных причинах аварии и защитить свои права при рассмотрении ДТП в государственной инспекции по безопасности дорожного движения и в суде, а также при потере сознания водителем ТС производится оповещение сотрудников ГИБДД о случившимся. Одновременно рассматриваемая система выступает как средство оповещения водителя о выходе измеряемых параметров за пределы допустимых значений, что во многих случаях позволяет предотвратить наступление ДТП.
Это позволяет отойти от традиционной схемы построения автомобильного тахографа с непрерывной записью маршрутных данных, расширить спектр измеряемых параметров движения ТС на участках ДТП и реализовать дистанционный съем записанной на борту ТС информации, не выходя при этом за границы приемлемой стоимости бортовой аппаратуры.