СВЕТОДИОДНОЕ СИГНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к сигнальным устройствам регулирования дорожного движения на нерегулируемых пешеходных переходах.
7
Известно оптическое сигнальное устройство состоящее: из корпуса, источника света на светоизлучающих диодах (СИД) разной цветности, защитного стекла, задней стенки и козырька. Корпус выполнен в виде рамы квадратной, прямоугольной, круглой, овальной или иной формы, уплощенной в направлении оптической оси излучения, защитное стекло, источник света и задняя стенка образуют с помощью дистанционных элементов единый герметичный конструктивный узел - пакет, СИД источника света расположены так, что включением одних или других СИД посредством блока управления обеспечивается высвечивание разных по изображению и цвету сигналов. RU 12455 U1, МПК F21S 15/00 Опубликовано: 10.01.2000 г.
Недостатками данного устройства могут являться: отсутствие двусторонней индикации сигналов, отсутствие дополнительной звуковой сигнализации, отсутствие дополнительного (основного) альтернативного источника питания.
Известно табло вызывное пешеходное светофорного объекта содержащее микропроцессорный контроллер и соединенные с ним вызывное устройство, интерфейс связи, красный и зеленый светодиодные индикаторы надписей "ЖДИТЕ", "ИДИТЕ", светодиодный индикатор времени. Дополнительно, табло снабжено устройством звуковой сигнализации, соединенным с микропроцессорным контроллером, а надписи "ЖДИТЕ", "ИДИТЕ" имеют соответствующие поясняющие пиктограммы. RU 54231 U1, МПК G08G 1/005 Опубликовано: 10.06.2006 г.
Недостатками данного устройства могут являться: отсутствие дополнительного (основного) альтернативного источника питания.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка устройства, обеспечивающего повышение информативности взаимодействия между водителем и пешеходом на нерегулируемых пешеходных переходах. Техническим результатом решения этой задачи будет: снижение аварийности на нерегулируемых пешеходных переходах автомобильных дорог всех категорий и уменьшение количества пострадавших (погибших и раненых), а так же максимальное снижение тяжести последствий ДТП с участием пешеходов.
Светодиодное сигнальное устройство содержит основные элементы: светодиодное сигнальное табло - 1, пассивный детектор - 2, звуковой излучатель - 3, блок управления - 4, светодиодный прожектор - 5, фотоэлектрический солнечный модуль - 6, Г-образная металлическая опора - 7.
Указанный технический результат достигается тем, что в светодиодном сигнальном устройстве, содержащем элементы: светодиодное сигнальное табло - 1, пассивный детектор - 2, звуковой излучатель - 3, блок управления - 4, светодиодный прожектор - 5, фотоэлектрический солнечный модуль - 6, Г-образная металлическая опора - 7, новым является то, что источник света (светодиодное сигнальное табло - 1) выполнен в виде двух противоположно ориентированных плат, на лицевой поверхности которых установлены светоизлучающие диоды желтого света таким образом, что формируют графическое изображение текста в виде надписи ВНИМАНИЕ! ПЕШЕХОД, и источник питания (фотоэлектрический солнечный модуль - 6). Дополнительно светосигнальное диодное устройство содержит: звуковой излучатель - 3, пассивный детектор - 2, блок управления - 4, светодиодный прожектор - 5, при этом блок управления - 4 взаимосвязан с источником питания (фотоэлектрическим солнечным модулем - 6), и взаимосвязан с пассивным детектором - 2. Источник света (светодиодное сигнальное табло - 1), звуковой излучатель - 3 и светодиодный прожектор - 5 связаны с блоком управления - 4. Источником питания светодиодного сигнального устройства может являться отдельно, традиционный источник энергии (электрические сети), альтернативный источник энергии (фотоэлектрический солнечный модуль - 6), либо совместно (дублирующая схема питания).
Причинно-следственная связь между заявленным техническим результатом и существенными признаками полезной модели, состоит в том, что совокупность функций элементов светодиодного сигнального устройства (светодиодное сигнальное табло - 1, пассивный детектор -2, звуковой излучатель - 3, блок управления - 4, светодиодный прожектор - 5, фотоэлектрический солнечный модуль - 6, Г-образная металлическая опора - 7) и алгоритм их взаимодействия, позволяют достичь высокий уровень информативности при взаимодействии между участниками дорожного движения (водитель-пешеход).
Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема основных элементов светодиодного сигнального устройства, на фиг.2 представлен общий вид взаимного расположения элементов светодиодного сигнального устройства (на одной стороне проезжей части), так же, указаны направления движения объектов А, Б (пешеходов), по пешеходному переходу в зоне установки светодиодного сигнального устройства.
Основные элементы светодиодного сигнального устройства:
Светодиодное сигнальное табло - 1, которое представляет собой металлический каркас с полимерными стенками. Табло имеет, например, прямоугольную форму, в уплощенные противоположные стороны которого, вмонтированы светодиодные платы. Две противоположные сигнальные стороны табло выполнены в виде светодиодных плат, с защитными экранами из оргстекла и верхними затемняющими козырьками. Светоизлучающие диоды установлены на плате таким образом, что формируют графическое изображение текста в виде надписи, например ВНИМАНИЕ! ПЕШЕХОД. Для индикации графической надписи спользуются сверхяркие широкоградусные светодиоды желтого света (5 мм). Тип линзы - helmet (шлем). Материал линзы - эпоксидный компаунд повышенной прозрачности. Длина волны: 575-595 Нм; падение напряжения, В 1,9-2,3; номинальный ток, А 0,02; сила света, мкд. 600-700; угол рассеивания, град. 160.
Пассивный детектор - 2. В качестве детектора применяется промышленно изготавливаемое устройство, например, охранный пассивный инфракрасный детектор с диапазоном обнаруживаемых скоростей перемещающегося объекта от 3 м/с (для быстро бегущего человека), до 0,2 м/с (для очень медленного перемещения). Геометрические характеристики (конфигурация) зоны обнаружения обеспечиваются многосегментными зеркалами и оптической системой на линзах Френеля. Диапазон рабочих температур детектора при размещении в термозащитном кожухе от -40°С до +55°С.
Звуковой излучатель - 3. В качестве звукового излучателя может применяться, например, промышленно изготавливаемое устройство звукового сопровождения пешеходов: интеллектуальный звуковой сигнализатор - ИЗС в климатическом исполнении УХЛ 1. Интеллектуальный звуковой сигнализатор предназначен для работы на дорожных перекрестках и пешеходных переходах, служит для звукового сопровождения (дублирования) циклических сигналов светосигнального диодного табло.
Блок управления - 4. В качестве блока управления может применяться, например, программируемый дорожный контроллер с оригинальной программой управления. Блок управления предназначен для взаимосвязи (управления) процессом работы всех элементов устройства, в том числе элементов с использованием полупроводниковых светодиодных излучателей и датчиков пассивного обнаружения объектов. Параметры всех программ управления (выбор основного или дополнительного источника питания устройства электроэнергией (традиционный или альтернативный), алгоритм организации взаимодействия водитель-пешеход, порядок фаз активности светодиодного сигнального устройства) - задаются с помощью компьютера.
Светодиодный прожектор - 5. В качестве прожектора может применяться, например, устройство светодиодного излучения промышленного изготовления типа ГО 23-1000-001 или подобное, в комплекте со встроенным блоком пускорегулирующей аппаратуры. Климатическое исполнение У1. Возможна установка одного и более прожекторов, в зависимости от ширины проезжей части и освещенности зоны установки устройства на нерегулируемом пешеходном переходе.
∗
Фотоэлектрический солнечный модуль - 6. В качестве фотоэлектрического солнечного модуля может быть использован, например, фотоэлектрический солнечный модуль промышленного изготовления типа МСВ30(12) с контроллером заряда ЕРНС 12/24В 5А, в комплекте с аккумуляторной батареей повышенной емкости, (батарея располагается, например, в подземной части Г-образной опоры). В модуле применено специальное закаленное текстурированное стекло, в котором потери световой энергии минимизированы. Это позволяет получить примерно на 15% больше мощности с единицы площади модуля. Контроллер заряда ЕРНС 12/24В 5А, за один летний солнечный день вырабатывает 150 Втчасов в день (при условии 5 солнечных часов в день). Данный комплект отличается наличием контроллера заряда аккумулятора с широтно-импульсной модуляцией тока заряда на завершающей стадии заряда. Такая функция позволяет заряжать аккумуляторную батарею повышенной емкости до 100% уровня заряженности.
Г-образная металлическая опора 7. В качестве Г-образной металлической опоры может быть использована, например, опора промышленного изготовления для светосигнального оборудования типа ОГСГ - 6.15-3.5, на базе граненых конических опор освещения. Изготовлена из листовой стали методом гибки с одним продольным сварным швом. Опора защищена от коррозии методом горячего оцинкования по (ГОСТ 9.307-89).
Светодиодное сигнальное табло - 1, звуковой излучатель - 3 и светодиодный прожектор - 5 связаны с блоком управления - 4. Блок управления - 4 взаимосвязан с фотоэлектрическим солнечным модулем - 6, взаимосвязан с пассивным детектором - 2.
Светодиодное сигнальное устройство монтируется на Г-образной опоре - 7 на высоту от 4,0 до 7 и более метров (в зависимости от условий и требований проезжей части), устанавливается с обеих сторон проезжей части в границах одного пешеходного перехода. Направление оптической оси излучения основного элемента устройства - светодиодного сигнального табло - 1, параллельно оси проезжей части. Для максимальной эффективности, светодиодное сигнальное табло - 1 имеет двустороннюю индикацию сигнала (в противоположных направлениях движения автомобилей по проезжей части), что обеспечивает водителям встречных направлений видимость табло над проезжей частью, либо одностороннюю индикацию сигнала (при одностороннем движении автомобилей по проезжей части).
Светодиодное сигнальное устройство имеет два режима работы: 1.) режим ожидания (статический); 2.) режим реагирования (динамический).
1) Режим ожидания (статический): при котором устройство находится в режиме ожидания объекта или объектов (пешеходов), намеревающихся пересечь проезжую часть в зоне нерегулируемого пешеходного перехода. При этом, элементы: светодиодное сигнальное табло - 1, звуковой излучатель - 3, и светодиодный прожектор - 5 не активны (т.е. находятся в режиме ожидания сигнала к активации). Напротив, в статическом режиме активны следующие элементы: пассивный детектор - 2, производит непрерывный контроль зоны обнаружения объекта в районе предполагаемого пресечения проезжей части пешеходом (пешеходами), согласно параметрам пешеходного перехода (ширина пешеходного перехода, конфигурация сочленения тротуара и проезжей части). Блок управления - 4 - активен в обоих режимах работы устройства, т.к. является одним из основных элементов работы всего устройства, осуществляет (управление) взаимосвязь элементов устройства согласно параметрам программирования. Фотоэлектрический солнечный модуль - 6 - активен, является основной (дополнительной) энергетической установкой устройства. Параллельно с аккумуляцией заряда в батарею повышенной емкости в светлое время суток, в статическом режиме питает блок управления - 4 и пассивный детектор - 2. В темное время суток - элементы устройства питаются от аккумуляторной батареи, либо от традиционного источника энергии (электрические сети) в зависимости от варианта исполнения светодиодного сигнального устройства - (фотоэлектрический солнечный модуль является основным или дополнительным источником питания светодиодного сигнального устройства).
2) Режим реагирования (динамический): объект или объекты (пешеходы), намеревающиеся пересечь проезжую часть в зоне нерегулируемого пешеходного перехода, попадают в зону контроля пассивного детектора - 2. Сигнал от пассивного детектора - 2 поступает на блок управления - 4, который, в соответствии с заданной программой подает сигнал к активации на светодиодное сигнальное табло - 1, звуковой излучатель - 3, светодиодный прожектор - 5. Данные элементы: светодиодное сигнальное табло - 1, звуковой излучатель - 3, светодиодный прожектор - 5 активируются в соответствии с программой блока управления - 4 и работают определенное настройками время. Продолжительность активации (первый цикл) элементов светодиодное сигнальное табло - 1, звуковой излучатель - 3, светодиодный прожектор - 5, рассчитывается по времени пересечения проезжей части в зоне нерегулируемого пешеходного перехода объектом (пешеходом) или группой объектов одновременно в одну сторону, перпендикулярно оси проезжей части, со скоростью 0,3 м/с, с дополнительным запасом времени активации элементов равным 30 с (для исключения критической точки перехода, когда объект А (пешеход), завершающий пересечение проезжий части, одновременно оказывается в зоне контроля пассивного детектора - 2, с объектом Б (пешеходом), намеревающимся пересечь проезжую часть в противоположном направлении движению объекта А). В случае, когда в момент активации (первого цикла) элементов устройства светодиодное сигнальное табло - 1, звуковой излучатель - 3, светодиодный прожектор - 5 (т.е. в момент пересечения объектом (пешеходом), или группой объектов проезжей части в районе нерегулируемого пешеходного перехода), пассивный детектор - 2 дополнительно фиксирует в зоне обнаружения объекта одного или группу пешеходов, (намеревающихся пересечь проезжую часть в любом из направлений, перпендикулярном оси проезжей части в зоне пешеходного перехода), то режим активация элементов светодиодное сигнальное табло - 1, звуковой излучатель - 3, светодиодный прожектор - 5 продлевается, и начало отсчета времени дополнительной активации (второй, третий… и т.д. циклы) этих элементов берется с момента попадания в зону контроля пассивного детектора - 2 последнего из объектов (пешехода) или группы объектов. Продолжительность активации последующих первому циклов аналогична времени активации первого цикла. По истечении последнего цикла активации, светодиодное сигнальное устройство переходит в режим ожидания объекта. Зона контроля пассивного детектора - 2 выбирается согласно параметрам примыкания тротуара к проезжей части (для исключения случайных срабатываний), и регулируется внутренними настройками пассивного детектора - 2.
Светодиодное сигнальное табло - 1 в момент активации, по сигналу от блока управления - 4, работает в режиме циклического включения световой индикации (1 вкл./0,7 сек.). Световая индикация ВНИМАНИЕ! ПЕШЕХОД, выполнена в виде двух строчной надписи из букв русского алфавита состоящих из сверхярких широкоградусных светодиодов желтого цвета. Высота одной буквы надписи составляет от 150 до 220 мм (в зависимости от категории дороги, видимости и прочих условий на проезжей части). Преимущества светодиодной индикации позволяют использовать светодиодное сигнальное табло - 1, особенно эффективно, в сложных погодных условиях (туман, снегопад, дождь и т.п.) и в темное время суток. Солнцезащитные козырьки позволяют максимально снизить блики от солнца в светлое время суток.
Звуковой излучатель - 3 в момент активации по сигналу от блока управления - 4, работает в режиме циклического включения звукового излучения (1 вкл./0,7 сек.). Звуковой излучатель - 3 предназначен для привлечения внимания пешехода (пешеходов), при пересечении проезжей части в зоне нерегулируемого пешеходного перехода. Сигнализирует пешеходу или группе пешеходов, о нахождении в опасной зоне проезжей части.
Светодиодный прожектор - 5 в момент активации по сигналу от блока управления - 4, работает в постоянном режиме на протяжении полного цикла (циклов) активности устройства. Светодиодный прожектор - 5 высоко эффективен в условиях недостаточной видимости (туман, снегопад, дождь) и в темное время суток.
Основными преимуществами применения светодиодного сигнального устройства являются:
- информативность: светодиодное сигнальное устройство заблаговременного информирует водителя, приближающегося к нерегулируемому пешеходному переходу, не только о наличии пешехода (пешеходов) на проезжей части, а так же, о намерении пешеходом (пешеходами) пересечь проезжую часть в зоне нерегулируемого пешеходного перехода.
- экономическая составляющая: (создание и установка светодиодного сигнального устройства обойдется в среднем на 40-50% дешевле установки и монтажа светофорного объекта, при сравнимой эффективности устройства), что обеспечит возможность массового применения;
- экологическая составляющая: работа светодиодного сигнального устройства (в отличие от светофорного объекта), осуществляется в режиме ожидания активации, что при отсутствии пешеходов, снижает вероятность необоснованного замедления транспортных потоков в городских условиях (образования пробок) и как следствие, уменьшение количества загрязняющих выбросов в атмосферу;
- психологический фактор: (устройство, установленное на участках дорог в зоне нерегулируемых пешеходных переходов, привлечет внимание участников дорожного движения, снизив «эффект привыкания» к дорожной обстановке, а так же повысит информативность дорожного движения, и как следствие, снизит риск возникновения аварийных ситуаций);
- ресурсная составляющая: активация в момент перехода пешеходом проезжей части, обеспечит минимальные затраты электроэнергии при питании устройства от электросети, а применение солнечных батарей, как в условиях загородных трасс, так и в городских условиях, исключает расход электроэнергии из традиционных источников;
- универсальность: устройство может использоваться совместно с другими элементами безопасности обустройства нерегулируемых пешеходных переходов (искусственная неровность, светодиодные дорожные знаки 5.19.1 и 5.19.2, светоотражающие элементы и т.п.), а так же пригоден для использования слабовидящими пешеходами;
- всепогодность работы устройства;
- автономность работы устройства (при использовании солнечных батарей, эффективна установка на загородных трассах с отсутствием традиционных источников питания, а так же работа устройства в случае отсутствия электроэнергии в электросетях);
- применение устройства на наиболее аварийно-опасном участке автомобильной дороги, даст возможность оценить эффективность комплекса в минимально короткий срок (3-6 мес.).
Светодиодное сигнальное устройство может успешно применяться: на нерегулируемых пешеходных переходах городских автомобильных дорог общего пользования, на нерегулируемых пешеходных переходах загородных трасс, с интенсивностью от 600 до 2400 ед.\ч; вблизи школ и детских садов, в районе торговых центров и в других местах массового скопления людей и автомашин (рынки, площади и т.п.); - на плохо освещенных участках городских дорог и загородных трасс и в условиях сложных погодных условий (туман, дождь, снегопад), а так же в условиях с недостаточной видимостью проезжей части из-за элементов рельефа (искусственные дорожные сооружения); на высоко аварийных нерегулируемых пешеходных переходах.