УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АВТОМОБИЛЕЙ В ПОТОКЕ

Полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для измерения и определения параметров автомобилей в потоке при мониторинге дорожно-транспортной обстановки.
Известна автоматическая система весового контроля транспортного средства (патент РФ №88469 «Автоматическая система весового контроля транспортного средства», 29.07.2009 г).
Указанная система содержит один блок весового контроля, блок видеонаблюдения и фотофиксации, пост контроля с компьютером.
К числу недостатков аналога относятся следующие.
Отсутствие датчиков проезда колеса может привести к ошибкам при идентификации автомобилей, поэтому в известном устройстве используется радиочастотный идентификатор, содержащий индивидуальный номер грузоперевозчика, при этом компьютер дополнительно содержит базу данных индивидуальных номеров и лицевых счетов грузоперевозчиков. Однако это усложняет устройство и требует создания полной базы данных всех автомобилей на всех постах контроля, пополняемой в реальном масштабе времени, что для десятков тысяч грузоперевозчиков практически невыполнимо.
Использование в аналоге только одного блока весового контроля снижает точность измерения веса вследствие невозможности исключения влияния вертикальных колебаний на датчики веса при проезде автомобиля, что ухудшает качество контроля на больших скоростях.
Работа блока видеонаблюдения и фотофиксации зависит от погодных условий, что ограничивает применение аналога - только днем, в хорошую погоду.
Наиболее близким к предложенной полезной модели по совокупности существенных признаков является способ и реализующая его система взвешивания автотранспортного средства непосредственно в процессе его движения по трассе (патент РФ №2448332 «Способ и система взвешивания автотранспортного средства непосредственно в процессе его движения по трассе», 24.01.2011 г).
Прототип содержит весоприемные модули, считывающие устройства, пост контроля, линии связи
К числу недостатков прототипа относятся следующие.
Отсутствие контроля высоты автомобиля не позволяет различать грузовые и легковые автомобили, что сужает область применения при мониторинге дорожного движения.
Отсутствие индикации проезда колеса может привести к путанице при анализе результатов измерений весоприемных модулей. Контроль только по весу недостаточен для уверенного различения автомобилей, особенно если автомобили едут близко друг к другу, не соблюдая дистанции. В этих случаях первая ось автомобиля может быть ошибочно приписана к предыдущему, особенно если предыдущий автомобиль - длинная фура. Это снижает качество контроля дорожного движения.
Отсутствие подсветки автомобилей приводит к тому, что их «образы» могут «склеиться» при электронной обработке, особенно ночью, или если на трассе туман. При густом тумане или ночью простое считывание параметров автомобиля может происходить с ошибками, или быть вообще невозможным. Это снижает качество контроля дорожного движения и сужает область применения устройства.
Сигналы весоприемных модулей и считывающих устройств непосредственно, без предварительной обработки, передаются в пост контроля, что ухудшает помехоустойчивость при передаче данных на большие расстояния, т.е. снижает надежность.
Измерение нагрузки на ось без наличия информации о точном ее расположении снижает точность взвешивания.
Простое увеличение числа весоприемных модулей и считываний с последующим усреднением результатов (в прототипе указаны 4 места для выполнения этих операций) не повышает точность взвешивания и не устраняет отмеченных недостатков, однако существенно удорожает мониторинг дорожного движения.
Цель полезной модели - устранение отмеченных недостатков прототипа, а именно: расширение области применения, повышение качества работы при плохих погодных условиях, повышение точности взвешивания и помехоустойчивости, удешевление измерений и определения параметров автомобилей в потоке
Для достижения указанных целей в устройство для измерения и определения параметров автомобилей в потоке, содержащее весоприемные модули, считывающее устройство, считывающее устройство выполненное в виде видеокамеры, пост контроля и линии связи, введены датчики проезда колеса, электронный блок предварительного преобразования и обработки сигналов, лазерный детектор высоты автомобиля с дублированными лучами лазера, оптоволоконная линия связи, при этом весоприемные модули, считывающее устройство и лазерный детектор высоты автомобиля с дублированными лучами лазера соединены с электронным блоком предварительного преобразования и обработки сигналов, который соединен с постом контроля оптоволоконноой линией связи, а каждый датчик проезда колеса расположен перед соответствующим весоприемным модулем.
В устройство также могут быть введены модем сотовой связи и инфракрасный прожектор.
Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами, на которых показаны.
Фиг.1. Устройство для измерения и определения параметров автомобилей в потоке, вид сверху, в плане.
Фиг.2. Устройство для измерения и определения параметров автомобилей в потоке, вид сбоку.
Устройство для измерения и определения параметров автомобилей в потоке содержит весоприемные модули 1, считывающее устройство 2, выполненное в виде видеокамеры, пост контроля 3, кабельные линии связи 4, датчики проезда колеса 5, электронный блок 6 предварительного преобразования и обработки сигналов, инфракрасный прожектор 7, лазерный детектор 8 высоты автомобиля с дублированными лучами 9 лазера, оптоволоконную линию 10 связи.
Весоприемные модули 1, считывающее устройство 2 и лазерный детектор 8 высоты автомобиля с дублированными лучами 9 лазера соединены кабельными линиями связи 4 с электронным блоком 6 предварительного преобразования и обработки сигналов, который, в свою очередь, соединен с постом 3 контроля оптоволоконной линией 10 связи.
Лазерный детектор 8 высоты автомобиля с дублированными лучами 9 лазера, электронный блок 6 предварительного преобразования и обработки сигналов закреплены на мачтах 11, стоящих на обочинах 12 дороги.
Весоприемные модули 1 и датчики проезда колеса 5 размещены в дорожных одеждах основных полос 13 движения. Они замоноличены в дорожных одеждах таким образом, чтобы не мешать проезду колес автомобиля 14, т.е. заподлицо с верхней поверхностью дорожного покрытия.
Считывающее устройство 2 выполненное в виде видеокамеры и инфракрасный прожектор 7 закреплены на балке 15 мачты 16, стоящей на обочине 12 дороги. Высота балки 15 над дорогой выбрана так, чтобы не мешать проезду самых высоких автомобилей.
Инфракрасный прожектор 7 и видеокамера 2 могут быть находиться в одном кожухе. Для обеспечения удаленного доступа к результатам измерения и определения параметров автомобилей в устройство введен модем сотовой связи (на чертежах не показан).
Устройство работает следующим образом.
При наезде первой оси автомобиля 14 на первый датчик проезда колеса 5 автомобиль 14 попадает в зону видимости видеокамеры 2, и электронный блок 6 предварительного преобразования и обработки сигналов распознает и фиксирует государственный регистрационный знак транспортного средства.
Подсветка автомобиля 14 инфракрасным прожектором 7 позволяет распознать государственный регистрационный знак транспортного средства в темноте и в тумане, что повышает качество работы устройства, которое теперь становится всепогодным и может работать в любое время суток. Это расширяет область применения устройства.
При последовательном наезде осей автомобиля 14 на весоприемные модули 1 и датчики проезда колеса 5 происходит последовательное и отдельное измерение веса каждой из осей на каждом весоприемном модуле 1.
Электронный блок 6 предварительного преобразования и обработки сигналов по специальной программе обрабатывает сигналы от весоприемных модулей 1 и датчиков проезда колеса 5.
Четкая индикация проезда колес датчиками проезда колеса 5 позволяет надежно различать автомобили и относить значение измеренного веса именно к той оси, которая проехала, т.е. избежать путаницы с сигналами. Поэтому при обработке сигналов от весоприемных модулей 1 образы автомобилей не могут «склеиться». Это повышает точность взвешивания и надежность работы устройства, не увеличивая стоимости его изготовления и эксплуатации.
Размещение электронного блока 6 предварительного преобразования и обработки сигналов рядом с весоприемными модулями 1 и датчиками проезда колеса позволяет уменьшить длину кабельных линий связи 4, что повышает помехоустойчивость.
Размещение датчиков проезда колеса 5 перед весоприемными модулями 1 позволяет синхронизировать измерения и уменьшить общее число датчиков, что одновременно повышает точность взвешивания и удешевляет измерения и определение параметров автомобилей в потоке.
Лазерный детектор 8 высоты автомобиля с дублированными лучами 9 лазера, позволяет, во-первых, задержать негабаритные транспортные средства, во-вторых, отличить грузовики от легковых автомобилей, что улучшает качество мониторинга дорожного движения. Дублирование лучей 9 повышает надежность работы устройства.
Через модем сотовой связи (на чертежах не показан) обеспечивается связь с диспетчерской, которая может находиться за десятки и сотни километров в любом месте покрытия сети сотового оператора. Это позволяет обойтись без весовщиков на посту контроля 3, что существенно расширяет область применения устройства.