СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЯ АВТОМОБИЛЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
METHOD OF PREVENTING COLLISION OF CARS AND APPARATUS THEREFOR

Изобретение относится к системам автоматики с использованием собственного излучения объектов и может быть использовано для создания аппаратуры, служащей для предотвращения столкновений транспортных средств при обгоне.
Известны способ и устройство, его реализующее, осуществляющее торможение транспортного средства (ТС) при возникновении опасности столкновения в процессе обгона ТС (патент CN 200997184, МПК G08G 1/01, 2006), устройство для измерения скорости транспортного средства и расстояния, необходимые для обеспечения безопасного обгона (патент GE 4200694, МПК B60K 31/00), а также устройство для уменьшения колебания скорости транспортного средства при движении по дороге с различным переменным профилем (патент JP 20022137652, МПК B60K 31/00, 2002).
Известен также способ предотвращения столкновений автомобилей, заключающийся в том, что принимают оптическое излучение от автомобилей, находящихся на попутной и встречной полосах движения, преобразовывают их в электрические сигналы, определяют расстояния до транспортных средств, находящихся на попутной и встречной полосах движения, определяют скорости сближения с ними, определяют геометрические размеры впереди идущего транспортного средства и на основе данной информации обеспечивают выдачу рекомендаций водителю о соблюдении безопасной дистанции до впереди идущего автомобиля и о возможности выполнения маневра по его обгону в условиях встречного движения транспортного средства по встречной полосе (патент РФ 2310922, МПК G01S 17/93, 2007; МПК G08G 1/16, 2010; МПК G08G 1/16, 2007).
Способ реализуется в устройстве для предотвращения столкновений автомобилей, содержащем первый и второй оптико-электронный преобразователь, коммутатор-определитель координат, генератор сигнала тревоги, вычислитель, переключатель ввода информации о геометрических размерах транспортного средства, движущегося по полосе попутного движения, первый, второй, третий и четвертый световые сигнализаторы.
Недостатками указанных выше способов и устройств являются:
- отсутствие учета продольного уклона дороги при расчете тормозного пути автомобиля и определении безопасной дистанции до впереди идущего автомобиля;
- отсутствие учета пути, пройденного обгоняемым автомобилем за время обгона;
- отсутствие заблаговременной оценки безопасности обгона до его начала с использованием в расчетах реальных максимально достижимых значений ускорения обгоняющего автомобиля с учетом его технического состояния, загрузки и уклона дороги.
Наиболее близким к предлагаемому является способ предотвращения столкновений автомобилей, заключающийся в том, что одновременно принимают оптическое излучение от автомобилей, находящихся на попутной и встречной полосах движения, преобразовывают их в электрические сигналы, определяют расстояния до транспортных средств, находящихся на попутной и встречной полосах движения, определяют скорости сближения с ними, определяют геометрические размеры транспортного средства в направлении движения, дополнительно используют датчик продольного уклона дороги и датчик ускорения автомобиля и в начале каждой поездки определяют максимальное достижимое ускорение используемого автомобиля, за счет выполнения определенной процедуры тестирования, с учетом его текущего технического состояния и загрузки и используют эту величину при расчетах безопасности проведения маневра обгона до его начала и, с учетом уклона дороги, осуществляют контроль совершения обгона по полосе встречного движения, обеспечивая выдачу светозвуковой сигнализации в случаях его запрета, а также в случаях, когда дистанция до впереди идущего автомобиля, движущегося в попутном направлении, становится меньше (патент РФ 2450365, МПК G08G 1/16, 2006).
Способ реализован в устройстве для предотвращения столкновений автомобиля, содержащем два оптико-электронных преобразователя, вычислитель, состоящий из блока определения скорости сближения с транспортными средствами и блока логики, переключатель ввода информации о геометрических размерах транспортного средства, движущегося в попутном направлении, световые сигнализаторы, в которое дополнительно включены блок оценки динамических характеристик автомобиля, датчик ускорения, датчик продольного уклона дороги и два звуковых сигнализатора, причем выходы датчиков ускорения, скорости и продольного уклона дороги соединены с входом блока логики и дополнительно с входом блока оценки динамических характеристик автомобиля, выход которого соединен с входом блока логики, а входы звуковых сигнализаторов соединены с выходом блока логики.
Недостатком указанного выше способа и устройства является невозможность выполнения безопасного обгона большегрузного автомобиля или автопоезда в условиях двухполосной автомобильной дороги (по одной полосе в каждом направлении).
Это обстоятельство определяется ограниченной обзорностью полос встречного и попутного движения при обгоне большегрузного автомобиля или автопоезда на двухполосной автомобильной дороге, что противоречит требованиям безопасности при выполнении маневра обгона. В прототипе решение на обгон автомобиля принимается при нахождении обгоняющего автомобиля на своей полосе или с небольшим выездом на полосу встречного движения для оценки обстановки и определения расстояния до встречного автомобиля. Ограниченная обзорность при обгоне большегрузного автомобиля или автопоезда делает невозможным принятие достоверного решения на обгон до его начала, без выхода на встречную полосу и набора скорости, что создает предпосылки к столкновению автомобилей.
Целью предлагаемого изобретения является повышение информативности водителей обгоняющих транспортных средств, принимающих участие в обгоне большегрузного автомобиля или автопоезда в условиях двухполосной автомобильной дороги (по одной полосе в каждом направлении).
Технический результат заключается в повышение безопасности обгона большегрузных и крупногабаритных транспортных средств, в частности автопоездов, в условиях двухполосных автомобильных дорог (по одной полосе в каждом направлении).
Технический результат достигается в способе предотвращения столкновений автомобилей, заключающемся в том, что на автомобиле одновременно принимают оптическое излучение от транспортных средств, находящихся на попутной и встречной полосах движения, преобразовывают их в электрические сигналы, определяют расстояния до транспортных средств, находящихся на попутной и встречной полосах движения, определяют скорости сближения с ними, определяют геометрические размеры транспортного средства, движущегося в попутном направлении, и на основе данной информации обеспечивают выдачу световой сигнализации о соблюдении безопасной дистанции до обгоняемого транспортного средства и о возможности выполнения маневра обгона в условиях нахождения транспортного средства на полосе встречного движения, определяют максимально достижимое ускорение обгоняющего автомобиля, определяют продольный уклон дороги, при этом оптическое излучение от транспортных средств, находящихся на попутной и встречной полосах движения, принимают на обгоняемом транспортном средстве, при этом на обгоняемом транспортном средстве принимают оптическое излучение от впередиидущего транспортного средства, преобразовывают его в электрические сигналы, и на основе данной информации определяют возможность безопасного обгона для обгоняющего транспортного средства до начала его проведения, обеспечивают выдачу световой сигнализации водителю обгоняющего транспортного средства, движущегося на попутной полосе движения, о возможности выполнения маневра обгона в условиях нахождения транспортного средства на полосе встречного движения и выдают световой сигнал на запрет обгона по полосе встречного движения в случае угрозы столкновения транспортных средств.
Способ реализован в устройстве для реализации способа предотвращения столкновений автомобилей, содержащем два оптико-электронных преобразователя, датчик ускорения, датчик скорости, датчик продольного уклона дороги, вычислитель, состоящий из блока определения скорости сближения с транспортными средствами, блока оценки динамических характеристик автомобиля и блока логики, переключатель ввода информации о геометрических размерах транспортного средства, движущегося в попутном направлении, два световых и два звуковых сигнализатора, при этом выходы оптико-электронных преобразователей подключены к соответствующим входам блока определения скорости сближения с транспортными средствами и блока логики, выход блока определения скорости сближения с транспортными средствами, а также выходы упомянутого переключателя ввода информации, датчика ускорения, датчика скорости и датчика продольного уклона дороги соединены с соответствующими входами блока логики, соответствующие выходы которого подключены к световым и звуковым сигнализаторам, кроме того, выходы датчиков ускорения, скорости и продольного уклона дороги подключены к соответствующим входам блока оценки динамических характеристик автомобиля, выход которого соединен с соответствующим входом блока логики, отличающемся тем, что в него введены третий оптико-электронный преобразователь и два дополнительных световых сигнализатора, размещенных на задней поверхности транспортного средства, при этом выход третьего оптико-электронного преобразователя подключен к соответствующим входам блока определения скорости сближения с транспортными средствами и блока логики, а дополнительные световые сигнализаторы соединены с соответствующими выходами блока логики.
В результате установки устройства для реализации способа предотвращения столкновений автомобилей на большегрузном автомобиле (обгоняемое транспортное средство) предложенное техническое решение позволяет посредством приема оптического излучения определять (см. патент RU 2050561, G01S 17/93, 20.12.1995; патент RU 2411541, G01S 17/00, 10.02.2011) параметры движения (расстояния между ТС, скорости их сближения, геометрические размеры ТС) транспортных средств, находящихся на попутной и встречной полосах движения, а именно: обгоняющего и обгоняемого ТС, находящихся на попутной полосе движения, и ТС, находящегося на встречной полосе движения. Кроме этого, на обгоняемом ТС таким же образом определяются параметры движения впередиидущего ТС (автомобиль, двигающийся на попутной с обгоняемым и обгоняющим ТС полосе движения и находящийся перед обгоняемым ТС). Вся полученная с помощью оптического излучения информация обрабатывается и определяется возможность безопасного обгона для обгоняющего ТС до начала его проведения, с учетом его возвращения на свою полосу в условиях нахождения транспортного средства на полосе встречного движения. После этого подается световой сигнал водителю обгоняющего ТС о возможности выполнения маневра обгона или сигнал на запрет обгона по полосе встречного движения в случае угрозы столкновения транспортных средств.
На чертеже показано устройство для предотвращения столкновения автомобилей при обгоне, содержащие первый оптико-электронный преобразователь 1, вычислитель 2, переключатель 3 ввода информации о геометрических размерах транспортного средства, движущегося по полосе попутного движения, первый световой сигнализатор 4, второй световой сигнализатор 5, второй оптико-электронный преобразователь 6, датчик скорости автомобиля 7, датчик продольного уклона дороги 8, датчик ускорения автомобиля 9, третий оптико-электронный преобразователь 10, два дополнительных световых сигнализатора 11 и 12. Вычислитель 2 содержит блок оценки динамических характеристик автомобиля 13, блок определения скорости сближения с транспортными средствами 14, блок логики 15. Один из выходов оптико-электронных преобразователей 1, 6 и 10 соединен с блоком определения скорости сближения с транспортными средствами 14, а их вторые выходы соединены с входом блока логики 15.
Блок логики представляет собой вычислительное устройство, реализующее алгоритм решения задачи безопасного обгона автомобиля. Выходы блока логики соединены со средствами световой 4 и 5, а также двумя дополнительными световыми сигнализаторами 11 и 12, установленными на задней поверхности обгоняемого транспортного средства.
Устройство работает следующим образом.
При движении автомобиля определяются расстояния до транспортных средств, находящихся на полосах попутного и встречного движения, кроме того, определяется суммарное расстояние между транспортным средством, движущимся сзади, и встречным транспортным средством.
В результате установки устройства на большегрузном автомобиле предложенное техническое решение путем измерения расстояния между обгоняемым транспортным средством и впередиидущим обеспечивает безопасность обгона для обгоняющего ТС при помощи выдачи сигнала обгоняющему ТС о разрешении или запрете маневра обгона при условии двухполосного движения (по одной полосе в каждом направлении). При этом обгоняющее ТС получает информацию о возможности безопасного маневра обгона большегрузного и крупногабаритного транспортного средства с беспрепятственным возвращением на свою полосу движения.
Определение расстояния осуществляется на основе приема и преобразования излучений (см. патент RU 2050561, G01S 17/93, 20.12.1995; патент RU 2411541, G01S 17/00, 10.02.2011) первым 1, вторым 6 и третьим 10 оптико-электронными преобразователями.
Информация о расстоянии до транспортных средств, находящихся на попутных и встречных полосах движения, поступает из блока определения скорости сближения с транспортным средством 14 в блок логики 15, где с учетом данных из блока оценки динамических характеристик 13, таких как текущая скорость и максимально достижимое ускорение автомобиля, продольный наклон дороги, полученных с помощью датчиков 7, 9 и 8 соответственно, перед началом обгона по заданному алгоритму производится расчет задачи обгона и оценка его безопасности. При невозможности безопасного обгона блок логики 15 выдает сигнал на дополнительный световой сигнализатор 11 красного цвета. При возможности безопасного обгона блок логики 15 выдает сигнал на дополнительный световой сигнализатор 12 зеленого цвета. В ходе выполнения обгона производится сравнение текущих параметров движения (скорость и ускорение) с расчетными и при их несоответствии также срабатывает световая 4 сигнализация на запрет маневра. Оценка возможности обгона при наличии автомобиля, движущегося по полосе встречного движения, производится исходя из условия, что разность пройденных путей автомобиля, движущегося по встречной полосе, и обгоняющего автомобиля за один промежуток времени будет больше некоторого расстояния, определяемого требованиями безопасного маневрирования с учетом скорости сближения автомобилей.
Оценка расстояния от обгоняемого до впередиидущего транспортных средств производится исходя из условия, что в случае обгона большегрузного ТС, обгоняющее ТС не имеет информации о расстоянии от обгоняемого до впередиидущего транспортных средств, для совершения безопасного обгона, путем возвращения на свою полосу движения, в условиях двухполосного движения (по одной полосе в каждом направлении) до начала маневра.
В ходе выполнения обгона производится сравнение текущих параметров движения (скорость и ускорение) с расчетными и при их соответствии срабатывает световая 5 сигнализация на подтверждение безопасного маневра обгона.