Автоматизированная система управления дорожным комплексом
AUTOMATED CONTROL SYSTEM FOR A ROAD COMPLEX

Изобретение относится к системам обеспечения безопасности дорожного движения и предназначено для предотвращения возникновения аварийных ситуаций, непрерывного контроля качества выполнения работ, расчета и оптимизации необходимой применяемой техники и средств малой механизации и направлено на развитие предприятий и снижение их затрат на содержание автомобильных дорог путем получения и комплексной обработки информации со всех пунктов мониторинга и управления о состоянии всех объектов контроля с дальнейшим созданием алгоритмов производства работ.
Известна система обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом. Система включает связанные между собой контейнер для противогололедного реагента, гидравлическое оборудование с насосом, аппаратуру управления и разбрызгивающие головки, объединенные в, по меньшей мере, одну гидравлическую магистраль. Контейнер для противогололедного реагента, гидравлическое оборудование с насосом и аппаратура управления объединены в модуль, выполненный с возможностью его транспортабельности и установки вблизи обрабатываемого дорожного участка (см. патент RU 83074, МПК Е01Н 10/00 (2006.01), 2009 г.).
Известна система централизованного управления обработкой дорог противогололедным реагентом, включающая связанные между собой центральный терминал управления, автоматические метеорологические станции, стационарные и/или мобильные системы противогололедной обработки. Автоматические метеорологические станции выполнены с возможностью определения параметров окружающей среды и/или параметров дорожного покрытия определенного участка дороги и направления полученных параметров на центральный терминал. Центральный терминал выполнен с возможностью определения на основании полученных параметров вероятности возникновения гололедной обстановки на соответствующем участке дороги. Стационарные системы и/или мобильные средства нанесения реагента выполнены с возможностью упреждающего нанесения противогололедного реагента на упомянутый соответствующий участок (см. патент RU 63091, МПК G08B 19/02 (2006.01), E01H 10/00 (2006.01), 2007 г.).
Известен способ автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом и стационарная система для его осуществления. В известном способе измеряют на контролируемом участке дороги параметры окружающей среды и/или состояние дорожного покрытия посредством установленных вдоль дороги метеорологических датчиков и/или датчиков состояния дорожного покрытия. Полученные данные направляют на терминал управления, ведут обработку и анализ полученных параметров с последующим определением нарастания вероятности возникновения гололеда на контролируемом участке. В случае нарастания такой вероятности, ведут расчет заданной плотности распределения реагента, направляя посредством терминала управления адресный сигнал на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок, обеспечивающие их включение в любой последовательности для нанесения противогололедного реагента с заданной плотностью. Система включает связанные между собой терминал управления, расположенные вдоль определенных участков дороги метеорологических датчиков и/или датчиков состояния дорожного покрытия и разбрызгивающие головки. Разбрызгивающие головки установлены на проложенных вдоль дороги гидромагистралях. Датчики выполнены с возможностью измерения на контролируемом участке дороги параметров окружающей среды и/или состояния дорожного покрытия и передачи полученных данных на терминал управления. Терминал управления выполнен с возможностью определения на основании обработки и анализа упомянутых данных нарастания вероятности возникновения гололедной обстановки на контролируемом участке. В случае определения нарастания такой вероятности, терминал управления осуществляет расчет заданной плотности распределения реагента и направляет адресный сигнал на исполнительные механизмы разбрызгивающих головок для нанесения реагента с заданной плотностью. Головки выполнены с возможностью включения в любой последовательности (см. патент RU 2287635, МПК Е01Н 10/00 (2006.01), 2006 г.).
Известна система для автоматической обработки дорожного покрытия противогололедным реагентом, включающая автоматические дорожные метеорологические станции. Станции функционируют в автоматическом режиме, размещены на мачтах или кронштейнах, расположенных вдоль обрабатываемого участка дороги. Система содержит гидравлические линии с расположенными на них исполнительными механизмами и устройствами для разбрызгивания реагента, центральную насосную станцию Насосная станция представляет собой контейнер с размещенными внутри насосом с частотным приводом для управления давлением в гидравлических линиях, механическими шаровыми кранами для обеспечения проведения технологических работ, управляемыми шаровыми кранами для подключения и отключения выходных гидравлических линии, а также центральным контроллером и оборудованием связи для передачи данных (патент RU 81735, МПК Е01Н 10/00 (2006.01), 2009 г.).
Общим недостатком выше приведенных решений является то, что автоматизированные и информационные системы не связаны между собой, то есть не позволяют осуществлять комплексную обработку информации со всех пунктов мониторинга и управления о составе и состоянии всех объектов контроля (участков автомобильных дорог, дорожных сооружении, объектов придорожного сервиса и других). Иными словами, данные от различных комплексов мониторинга не интегрируются в единую систему, что приводит к невозможности оптимизации управленческих процессов. Важнейшим их недостатком также является то, что они, в отличие от системы автоматизированной системы управления (АСУ) дорожным комплексом, не выстраивают процесс разработки маршрутов специальной техники, не предлагают мер по профилактике возникновения опасных ситуации и не проводят оптимизацию и расчет необходимой применяемой техники и средств малой механизации для заданной сети автодорог. Также перечисленные выше известные системы предполагают возможность организации содержания автомобильных дорог исключительно в зимнее время, в то время как система АСУ предназначена для круглогодичного использования.
Техническая проблема, решаемая изобретением - осуществление комплексной обработки информации со всех пунктов мониторинга и управления о составе и состоянии всех объектов контроля, предотвращение возникновения аварийных ситуации путем создания алгоритмов производства работ, непрерывный контроль качества и снижение затрат предприятий на содержание автомобильных дорог за счет централизации, автоматизации и оптимизации управления производственными базами, парком специальных машин и оборудования, оптимизация и расчет необходимой применяемой техники и средств малой механизации для эффективного содержания автомобильных дорог в зимнее и летнее время, заблаговременное устранение причин возникновения опасных ситуации.
Техническим результатом заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей систем управления дорожным комплексом, заключающихся в обеспечении возможности контроля многочисленных данных, анализе данных и выработки оптимальных управленческих решений.
Технический результат достигается за счет того, что разработана автоматизированная система управления дорожным комплексом, содержащая взаимодействующие между собой подсистемы:
Аналитический центр (Центр АСУ);
Подсистему мониторинга;
Подсистему мобильной группы;
Подсистему оборудования мобильного
объединенные единой ИТ-инфраструктурой, включающей в себя интерфейсы взаимодействия с внешними системами, Базу статистических данных, причем подсистемы представляют собой программно-аппаратные комплексы, включающие средства для получения, обработки, передачи данных и взаимосвязи между собой.
Дополнительно система может включать Подсистему коммуникаций.
Дополнительно система может включать Подсистему учета материалов.
Дополнительно система может включать Подсистему оборудования стационарного.
Аналитический центр (Центр АСУ) включает средства приема информации, средство обработки и анализа информации, средство выдачи информации и связан прямой и обратной связью с Подсистемой коммуникаций, Базой статистических данных, Подсистемой учета материалов, Подсистемой мобильной группы, Подсистемой оборудования мобильного, Подсистемой оборудования стационарного, и обратной связью с Подсистемой мониторинга. Подсистема коммуникации включает средства приема информации, средство обработки и анализа информации, средство выдачи информации в Центр АСУ и выполнена с возможностью получения информации от внешних источников по выделенной линии или посредством GSM/GPRS связи.
Подсистема мониторинга содержит систему камер видеонаблюдения, измерительные погодные станции, оснащенные собственным микропроцессором, блоком питания и коммуникации, дорожными датчиками и средствами для приема информации от указанных устройств и передачи информации в Центр АСУ по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
Подсистема учета материалов содержит средство приема информации, средство учета материалов на складах, средство выдачи информации в Центр АСУ по выделенной линии или посредством GSM/GPRS с возможностью обратной связи, блок авторизации с Центром АСУ.
Подсистема мобильной группы содержит блок управления мобильной группой с помощью устройства приема-передачи данных, средство выдачи информации, средство приема информации, блок авторизации в Центре АСУ.
Подсистема оборудования мобильного включает средство приема информации, блок управления оборудованием, устройство передачи данных, средство выдачи информации в Центр АСУ по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
Подсистема оборудования стационарного включает блок управления оборудованием, устройство передачи данных, средство приема информации, средство выдачи информации в Центр АСУ по выделенной линии или посредством GSM/GPRS. Средства для приема, обработки и выдачи информации могут быть выполнены в виде телефонов, планшетов, персональных компьютеров, ноутбуков и других известных аппаратных средств.
ИТ-инфраструктура включает физические и виртуальные серверы, персональные компьютеры, WiFi и другие каналы связи, сетевое оборудование, системное программное обеспечение.
Разработанная система обеспечивает возможность комплексной обработки информации о составе и состоянии всех объектов контроля, предотвращение возникновения аварийных ситуации путем создания алгоритмов производства работ, непрерывный контроль качества и снижение затрат предприятий на содержание автомобильных дорог, за счет централизации, автоматизации и оптимизации управления производственными базами, парком специальных машин и оборудования, оптимизация и расчет необходимой применяемой техники и средств малой механизации для эффективного содержания автомобильных дорог в зимнее и летнее время, взаимодействие с участниками дорожного движения, заблаговременное устранение причин возникновения опасных ситуаций.
Технический результат заключается в том, что улично-дорожная сеть при любой нагрузке будет работать в режиме, близком к оптимальному. При этом обеспечивается стабильная работа наземного пассажирского транспорта. Кроме этого, значительно снижаются объемы потребления топлива и соответственно вредных выбросов за счет повышения плавности и скорости потоков.
Аналитический центр (Центр АСУ) обеспечивает с помощью средств для получения, обработки и передачи информации, сбор информации, ее систематизацию, проведение расчета и оптимизации необходимой применяемой техники и средств малой механизации, анализ и управление процессом содержания автомобильных дорог.
Подсистема коммуникации обеспечивает коммуникацию между гражданами и предприятиями по содержанию автомобильных дорог. Коммуникация осуществляется посредством мобильного приложения, в котором предусмотрены функции фото- и видеофиксации дорожно-транспортных происшествий и/или потенциально опасных для участников движения дорожных условий (например, выбоины, ямы, поломанные ограждения и т.п.) с дальнейшей передачей в Центр АСУ. Через устройство приема данных обращение передается Центром АСУ в работу. По завершении работы данная подсистема через устройство передачи данных отправляет пользователю в приложении мобильного устройства отчет об устранении заявленных недостатков. Данные об этом фиксируются в журнале статистики. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS;
Подсистема мониторинга обеспечивает контроль состояния дорожного покрытия и включает в себя систему камер видеонаблюдения, измерительные станции и датчики, установленные отдельно, а также на специальном мобильном и стационарном оборудовании.
Измерительная станция (оснащена собственным микропроцессором, а также блоком питания и коммуникации) собирает и передает данные, полученные от датчиков (в том числе метеорологических), подключенных к ней. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS через устройство передачи данных.
Станция контролирует и измеряет следующие параметры, например:
Состояние покрытия (сухое, влажное, мокрое);
Температура покрытия;
Температура точки замерзания жидкой смеси;
Опасность образования гололеда;
Наличие гололеда (лед, гололед, иней, снежный накат);
Толщина водяной пленки;
Наличие осадков и определение их вида (снег, дождь) и интенсивности (несколько уровней);
Влажность воздуха;
Температура воздуха;
Скорость ветра;
Направление ветра.
Подсистема учета материалов контролирует любые действия с расходными материалами (загрузка в оборудование/машины, получение на склад и др.). Действия фиксируются и сразу (online) передаются в Центр АСУ. Центр АСУ обрабатывает полученные данные, записывает и использует их при координации действий с другими устройствами системы. В случае необходимости Центр АСУ может сформировать команду по изменению параметров работы с материалами. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
Подсистема мобильной группы обеспечивает выдачу и проверку задания мобильной группе, отслеживает любые действия мобильной группы (передвижение по маршруту, работа с расходными материалами, со средствами малой механизации и др.) и передачу информации в Центр АСУ. Центр АСУ обрабатывает полученные данные, записывает и использует их при координации действий с другими устройствами системы. В случае необходимости Центр АСУ может сформировать команду по изменению места, видов и объемов работ. Блок мобильной группы через устройство приема получает ее, и мобильная группа выполняет эту команду. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
На основе получаемых данных АСУ автоматически осуществляет следующие действия:
- отправляет маршрут в блок управления спецмашины на перемещение по заданным координатам и карту обработки дорожного полотна (места очистки/обработки, плотность и ширина распределения ПГМ);
- сообщает водителю/звеньевому текущее производственное задание;
- в случае поломки техники на линии или изменения погодных условий своевременно предлагает мастеру/начальнику участка корректировку работы других спецмашин, стационарного оборудования и мобильных групп;
- предлагает специальные мероприятия и мероприятия по ликвидации чрезвычайных ситуаций;
- производит сбор, хранение, обобщение и обработку оперативной информации об условиях дорожного движения, о состоянии автомобильной дороги и искусственных дорожных сооружений на ней, о выполнении дорожных работ, об уровне содержания и транспортно-эксплуатационного состояния, о метеорологических параметрах и других данных;
- по запросу предоставляет необходимую информацию, касающуюся транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог;
- осуществляет коммуникации и принимает к исполнению жалобы и предложения участников дорожного движения (сообщения могут приниматься и отправляться в работу в автоматическом режиме). Ответ заявителю об исправлении опасной ситуации формируется и отправляется автоматически.
Подсистема оборудования мобильного обеспечивает контроль любых действий с установленным оборудованием (настройка, запуск в работу и др.). Данные передаются в Центр АСУ. Центр АСУ обрабатывает полученные данные, записывает их, сравнивает с ранее выданным заданием и, если есть отклонения, посылает сигнал оператору машины или самостоятельно вносит необходимые корректировки, посылая соответствующую команду. Блок управления оборудованием через устройство приема получает и выполняет ее. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
Подсистема оборудования стационарного обеспечивает технологическую связь с мобильным оборудованием.
При подключении блока управления стационарным оборудованием к электросети при помощи устройства передачи данных происходит его авторизация в Центре АСУ. С этого момента любые действия с установленным оборудованием (настройка, запуск в работу и др.) фиксируются и сразу (online) передаются в Центр АСУ. Центр АСУ обрабатывает полученные данные, записывает и использует их при координации действий с другими подсистемами. В случае необходимости Центр АСУ может сформировать команду по изменению параметров работы оборудования или его выключению (повторному включению).
Блок управления оборудованием через устройство приема получает и выполняет ее. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
База статистических данных после обработки полученных данных в Центре АСУ генерирует статистические отчеты о работе всех устройств системы с указанием, например:
пройденный участок пути;
дата и время;
погодные условия;
продолжительность события;
использование различного специального оборудования и устройств, установленных на автомашинах и базах;
расход/остаток специальных изделий и материалов используемых при содержании дорог;
количество разбрасываемого материала на 1 кв.м и ширину обработки;
специальные события, которые сигнализируются водителем (аварии, пробки и т. д.);
тревоги/предупреждения о возможности возникновения опасной ситуации.
Заявленное изобретение поясняется схемами.
Фиг.1 - общая схема автоматизированной системы управления (АСУ) дорожным комплексом;
Фиг.2 - аналитический Центр (Центр АСУ);
Фиг.3 - многоуровневая АСУ;
Фиг.4 - подсистема коммуникаций;
Фиг.5 - база статистических данных;
Фиг.6 - подсистема мониторинга;
Фиг.7 - подсистема учета материалов;
Фиг.8 - подсистема мобильной группы;
Фиг.9 - подсистема оборудования мобильного;
Фиг.10 - подсистема оборудования стационарного;
Фиг.11 - пример расположения датчика на дороге;
Фиг.12 - принцип работы АСУ;
Фиг.13 - пример работы АСУ;
Фиг.14 - пример взаимодействия Центра АСУ с метеостанциями;
Фиг. 15 - скриншоты работы мобильного приложение;
Фиг. 16 - скриншот командной строки Центра АСУ, пример уведомлении текстовых сообщении на мобильном устройстве, подключенном к Аналитическому центру;
Таблица 1 - пример статистического отчета работы единицы мобильного оборудования.
Автоматизированная система управления (АСУ) дорожным комплексом  включает (см. фиг.1): Аналитический центр (Центр АСУ) 1, Подсистему оборудования мобильного 2, Подсистему оборудования стационарного 3, Подсистему учета материалов 4, Подсистему мобильной группы 5, Подсистему коммуникаций 6, Базу статистических данных 7, Подсистему мониторинга 8.
Аналитический центр 1 связан прямой и обратной связью с Подсистемой коммуникации 6, Базой статистических данных 7, Подсистемой учета материалов 4, Подсистемой мобильной группы 5, Подсистемой оборудования мобильного 2, Подсистемой оборудования стационарного 3, и обратной связью с Подсистемой мониторинга 8.
В результате работы автоматизированной системы управления дорожным комплексом происходит:
формирование/отправка сигналов тревоги, которые формируются программой в случае возникновения опасных факторов, которые могут в ближайшее время привести к возникновению аварийной ситуации;
формирование/отправка алгоритма действия по исправлению/недопущению опасной ситуации;
формирование маршрута перемещения спецмашин по заданным координатам и карту ремонта/обработки дорожного полотна;
формирование карты временного изменения, ограничения или перекрытия движения по автомобильной дороге с указанием возможного пути объезда и времени действия этих ограничений;
осуществление коммуникации и принятие к исполнению жалоб и предложении участников дорожного движения (сообщения могут приниматься и отправляться в работу в автоматическом режиме, при этом отслеживаются сроки реагирования), ответ заявителю об исправлении опасной ситуации формируется и отправляется автоматически через подсистему коммуникаций;
подготовка необходимой информации, касающейся транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог;
составление отчетов о работе.
Автоматизированная система управления (АСУ) дорожным комплексом может быть разделена на два или более уровней, между которыми происходит обмен информацией. Например:
Центральная АСУ 1 - основная система управления федерального значения;
Региональные АСУ 9 - системы управления на уровне отдельных регионов;
Местные АСУ 10 - локальные системы управления содержанием автомобильных дорог, входящих в ведение муниципалитетов и отдельных дорожных предприятии.
Многоуровневая структура АСУ позволяет лучше контролировать работу на отдельных участках дорог различного значения и вносить корректировки в их работу из АСУ более высокого уровня, а также своевременно передавать информацию и статистические данные в АСУ более высокого уровня (Фиг. 3).
Аналитический центр (Центр АСУ) включает средства приема информации 14, средство обработки и анализа информации 12, средство выдачи информации 13 (см. фиг.2). Аналитический центр на входе получает информацию о метеоданных, о состоянии автодорог, включая обращения граждан, а также данные о наличии персонала, техники и материалов для выполнения работ по содержанию автодорог. Центр АСУ обладает следующими функциями:
сбор, систематизация, управление и хранение данных;
графическое представление рабочих процессов на динамической карте в режиме реального времени;
корректировка информации в Подсистеме коммуникации 6, Базе статистических данных 7, Подсистеме учета материалов 4, Подсистеме мобильной группы 5, Подсистеме оборудования мобильного 2, Подсистеме оборудования стационарного 3.
Подсистема коммуникаций 6 (фиг.4) обеспечивает коммуникацию между гражданами, предприятиями по содержанию автомобильных дорог, заказчиками и другими и включает устройство приема данных 14. Коммуникация осуществляется посредством мобильного приложения, в котором предусмотрены в том числе функции фото- и видеофиксации дорожно-транспортных происшествий и /или потенциально опасных для участников движения дорожных условий (например, выбоины, ямы, поломанные ограждения и т.п.) с последующей передачей в Центр АСУ с целью ускорения выдачи задания для их устранения. Через устройство приема данных 14 обращение передается Центром АСУ в работу. По завершении работы данная подсистема коммуникаций 6 через устройство передачи данных 15 отправляет пользователю в приложении мобильного устройства отчет об устранении заявленных недостатков. Данные об этом фиксируются в журнале статистики. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
В Базе статических данных 7 (фиг.5) после обработки полученных данных в Центре АСУ генерируются статистические отчеты (см. Таблицу 1) о работе устройств системы с указанием следующих параметров, например:
пройденный участок пути;
дата и время;
погодные условия;
продолжительность события;
использование различного специального оборудования и устройств, установленных на автомашинах и базах;
расход/остаток специальных изделий и материалов используемых при содержании дорог;
количество разбрасываемого материала на 1 кв. м и ширину обработки;
специальные события, которые сигнализируются водителем (аварии, пробки и так далее);
тревоги/предупреждения о возможности возникновения опасной ситуации;
другие.
В Подсистеме мониторинга 8 (фиг.6) используются: измерительная погодная станция для контроля состояния дорожного покрытия; измерительные датчики, установленные на специальном мобильном и стационарном оборудовании. Измерительная станция 16 (оснащена собственным микропроцессором, а также блоком питания и коммуникации) собирает и передает данные, полученные от датчиков (в том числе метеорологических), подключенных к ней. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS через устройство передачи данных.
Станция контролирует и измеряет следующие параметры, например:
Состояние покрытия (сухое, влажное, мокрое);
Температура покрытия;
Температура точки замерзания жидкой смеси;
Опасность образования гололеда;
Наличие гололеда (лед, гололед, иней, снежный накат);
Толщина водяной пленки;
Наличие осадков и определение их вида (снег, дождь) и интенсивности (несколько уровней);
Влажность воздуха;
Температура воздуха;
Скорость ветра;
Направление ветра.
Подсистема учета материалов 4 (Фиг.7).
При подключении блока базы данных по материалам на складах к электросети при помощи устройства передачи данных 15 происходит его авторизация в Центре АСУ. С этого момента любые действия с расходными материалами (загрузка в оборудование/машины, получение на склад и др.) фиксируются и сразу (online) передаются в Центр АСУ. Центр АСУ в свою очередь обрабатывает полученные данные, записывает и использует их при координации действий с другими подсистемами. В случае необходимости Центр АСУ может сформировать команду по изменению параметров работы с материалами, например, загрузить в специальное оборудование строго определенное количество или вернуть излишки на склад. Блок управления Базой данных по материалам через устройство приема получает и выполняет ее. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
Подсистема мобильной группы 5 (фиг.8).
Бригада дорожных рабочих или отдельные дорожные рабочие, выполняющие производственные задания по ремонту и содержанию земляного полотна и водоотвода, дорожной одежды, искусственных сооружении и другие.
При подключении блока мобильной группы 17 к электросети, при помощи устройства передачи данных, происходит его авторизация в Центре АСУ. С этого момента любые действия мобильной группы (передвижение по маршруту, работа с расходными материалами, со средствами малой механизации и др.) фиксируются и сразу (online) передаются в Центр АСУ. Центр АСУ в свою очередь обрабатывает полученные данные, записывает и использует их при координации действий с другими подсистемами. В случае необходимости Центр АСУ может сформировать команду по изменению места, видов и объемов работ. Блок мобильной группы 17 через устройство приема 14 получает ее, и мобильная группа выполняет эту команду. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS. Средства для приема, обработки и выдачи информации могут быть выполнены в виде телефонов, планшетов, персональных компьютеров, ноутбуков и т.п. известных аппаратных средств.
В качестве блока управления и основы Центра АСУ могут быть использованы компьютеры с соответствующим программным управлением.
На основе получаемых данных Центр АСУ автоматически:
отправляет маршрут в блок управления спецмашины на перемещение по заданным координатам и карту обработки дорожного полотна (места очистки/обработки, плотность и ширина распределения ПГМ);
сообщает водителю/звеньевому текущее производственное задание;
в случае поломки техники на линии или изменения погодных условий своевременно предлагает мастеру/начальнику участка корректировку работы других спецмашин, стационарного оборудования и мобильных групп;
предлагает специальные мероприятия и мероприятия по ликвидации чрезвычайных ситуаций;
производит сбор, хранение, обобщение и обработку оперативной информации об условиях дорожного движения, о состоянии автомобильной дороги и искусственных дорожных сооружений на ней, о выполнении дорожных работ, об уровне содержания и транспортно-эксплуатационного состояния, о метеорологических параметрах и других данных;
по запросу предоставляет необходимую информацию, касающуюся транспортно-эксплуатационного состояния автомобильных дорог;
осуществляет коммуникации и принимает к исполнению жалобы и предложения участников дорожного движения (сообщения могут приниматься и отправляться в работу в автоматическом режиме). Ответ заявителю об исправлении опасной ситуации формируется и отправляется автоматически.
Подсистема оборудования мобильного 2 (фиг.9).
К оборудованию мобильному относятся: автомашины, трактора со специальным оборудованием, средства малой механизации и др., предназначенные для выполнения работ по содержанию автодорог.
При подключении блока управления оборудованием 18 к бортовой электросети, при помощи устройства передачи данных 15, происходит его авторизация в Центре АСУ. С этого момента любые действия с установленным оборудованием (настройка, запуск в работу и др.) фиксируются и сразу (online) передаются в Центр АСУ. Центр АСУ в свою очередь обрабатывает полученные данные, записывает их, сравнивает с ранее выданным заданием и, если есть отклонения, посылает сигнал оператору машины или самостоятельно вносит необходимые корректировки, посылая соответствующую команду. Блок управления оборудованием 20 через устройство приема 14 получает и выполняет ее. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
В качестве блока управления могут быть использованы компьютеры с соответствующим программным управлением.
Подсистема оборудования стационарного 3 (фиг.10).
Оборудование, установленное на базе дорожного предприятия и технологически связанное с мобильным оборудованием.
К оборудованию стационарному относятся: установленные на автодороге системы оповещения о возможном образовании гололеда, автоматические противогололедные системы, а также установки для приготовления соляного раствора и другое оборудование, установленное на базе предприятия.
При подключении блока управления 19 стационарным оборудованием к электросети при помощи устройства передачи данных 15 происходит его авторизация в Центре АСУ. С этого момента любые действия с установленным оборудованием (настройка, запуск в работу и др.) фиксируются и сразу (online) передаются в Центр АСУ. Центр АСУ в свою очередь обрабатывает полученные данные, записывает и использует их при координации действий с другими подсистемами. В случае необходимости Центр АСУ может сформировать команду по изменению параметров работы оборудования или его выключению (повторному включению).
Блок управления оборудованием 19 через устройство приема 14 получает и выполняет ее. Передача данных может осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
На фиг. 11 приведен пример расположения активного датчика определения точки кристаллизации жидкости на поверхности автомобильной дороги.
На фиг. 12 приведен принцип работы системы в зимнее время для обработки дорожного полотна противогололедными материалами.
1. Датчик: Установленный датчик отслеживает локальную точку замерзания осадков, учитывая остаточное количество ранее распределенных реагентов на дороге и передает полученные данные метеостанции
2. Метеостанция: Метеостанция суммирует данные, полученные от датчика на конкретном участке дороги, с общими климатическими параметрами и передает сигнал в систему
3. Диспетчер: Сигнал поступает диспетчеру и система, автоматически определив категорию готовности, передает инструкцию напрямую водителю КДМ, также данный этап может производиться в автоматическом режиме без участия диспетчера
4. Техника: Оборудование, установленное на КДМ, меняет параметры работы в зависимости от состояния конкретного участка дороги
Фиг. 13 показывает основную разницу работы системы АСУ в сравнении с процессом работы без использования такой системы в зимнее:
Красным показана схема принятия решений без датчиков, когда, ориентируясь на данные метеостанции при ожидающемся холоде и осадках равномерно наносятся противогололедные реагенты по всему полотну.
Синим показана схема работы заявляемой системы с датчиками.
Основная разница работы системы АСУ в сравнении с процессом работы без использования такой системы в зимнее время заключается в следующем:
1. При использовании схемы принятия решений без датчиков дорожные предприятия ориентируются на данные метеостанции при ожидающемся холоде и осадках, равномерно нанося противогололедные реагенты по всему полотну (определяя необходимую дозацию противогололедных реагентов исходя из своего опыта, то есть не всегда точно и верно). Например, имеем исходные данные: по прогнозу метеостанций надвигается циклон и ожидается снижение температуры. Схема принятия решений без датчиков:
- Ориентируемся на данные метеостанций
- Метеостанция сообщает, что ожидаются холод и осадки
- Противогололедный реагент распределяется по существующим ТУ равномерно по всему полотну
- Высокая трата ресурсов
2. Схема работы заявляемой системы с датчиками: учитывая данные метеостанции, при принятии решения дополнительно ориентируемся на данные с активных датчиков. Датчики сообщают, какая доза реагента необходима в ближайшее время и на каком участке для предотвращения гололеда. Реагент распределяется в количестве, необходимом для каждого конкретного участка. То есть, схема принятия решений с заявляемой системой будет следующая:
- Ориентируемся на дополнительные данные с активных дорожных датчиков, которые точно определяют точку замерзания
- Датчик сообщает, какая дозация реагента необходима в ближайшее время для предотвращения образования гололеда на конкретном участке
- Противогололедный реагент распределяется в количестве, необходимом для каждого конкретного дорожного участка
- Дополнительная экономия ресурсов составит 15-20%
На фиг. 14 приведен пример взаимодействия системы АСУ 1 с метеостанциями 20,21. Метеостанции 20,21 собирают информацию от:
атмосферных сенсоров 22;
измерительных блоков 23;
активных дорожных датчиков 24, встроенных в дорожное полотно.
На фото 1 показаны скриншоты работы мобильного приложения. Мобильное приложение полностью дублирует версию для ПК и включает те же функции.
На фото 2 показаны скриншоты пример командной строки Центра АСУ. Пример уведомлений текстовых сообщений на мобильном устройстве, подключенном к Аналитическому центру.
В Таблице 1 приведен пример статистического отчета работы единицы мобильного оборудования за ноябрь 2021 г.
В АСУ могут интегрироваться устройства и установки, как стационарные (например, установленные на автодороге системы оповещения о сложных дорожных условиях, автоматические противогололедные системы, а также установки для приготовления соляного раствора и другое оборудование, установленное на базе предприятия), так и мобильные (техника/оборудование для содержания и ремонта дорог). Как результат производится графическое изображение различных процессов в режиме реального времени, создаются рабочие отчеты для всех машин, устройств и ресурсов, управляемых системой, а также, в случае необходимости, формируются и рассылаются ответственным сотрудникам сигналы тревоги/предупреждения о возможности возникновения опасной ситуации.
АСУ постоянно получает и обрабатывает сообщения и переданные данные, чтобы осуществлять наблюдение, производить анализ о работе машин в режиме реального времени и самостоятельно распознавать возможность возникновения опасных ситуаций. Передача и прием данных между системой и подсистемами могут осуществляться по выделенной линии или посредством GSM/GPRS.
Последовательность действий при работе системы может выглядеть следующим образом:
АСУ получает и накапливает информацию благодаря связи с внешним миром через Подсистемы и использует Базу статистических данных;
Данные поступают в Аналитический центр;
Центр АСУ производит вычисления и предлагает оптимальные алгоритмы решения;
Исполнительные органы - оборудование мобильное, стационарное, мобильная группа получают конкретные указания для производства работ;
Аналитический центр обрабатывает результаты работы исполнительных органов и формирует статистический отчет (пример - см. Таблицу 1); в случае с населением или заказчиком ответ формируется и отсылается, используя данные Базы статистических данных.
Таким образом, внедрение АСУ позволяет расширить функциональные возможности систем управления дорожным комплексом, заключающихся в обеспечении возможности контроля многочисленных данных, анализе данных и выработке оптимальных управленческих решений и позволяет обеспечить:
автоматическую выдачу заданий и онлайн-контроль исполнения работ;
заботу об окружающей среде за счет уменьшения количества используемых реагентов и выбросов CO и NOx;
экономию финансовых средств за счет учета и контроля материалов, сокращения количества сотрудников и необходимой техники.
А также, благодаря учету комплекса факторов, влияющих на возникновение потенциально опасных дорожных ситуации, обеспечиваются:
сохранность автомобильных дорог;
безопасность движения круглый год благодаря высокой скорости реагирования.
Таблица 1 - пример статистического отчета работы единицы мобильного оборудования.