СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ СВЕТОДИОДНОЙ ИНДИКАЦИЕЙ ДОРОЖНЫХ ЗНАКОВ

Полезная модель относится к техническим средствам организации дорожного движения, применяемым при эксплуатации автомобильных дорог. Предлагаемая система предназначена для установки на нерегулируемых и регулируемых пешеходных переходах, а также на других участках проезжей части автомобильных дорог с целью повышения внимания водителей, а также повышения безопасности пешеходов в зонах нерегулируемых и регулируемых пешеходных переходов.
Известны различные технические решения в этой области. Так, известен способ координации транспортных средств и комплексного контроля за безопасностью дорожного движения [заявка РФ на ИЗ №2010132737, МПК G08G 1/00, опуб. 10.02.2012 г.]. Способ координации транспортных средств и комплексного контроля за безопасностью дорожного движения, заключающийся в применении на транспортных средствах и постах-коммутаторах систем спутниковой навигации, систем беспроводной передачи данных, а также различных датчиков, анализаторов и видеокамер, отличающийся тем, что блок управления системой транспортного средства получает информацию об обеспечении безопасности дорожного движения от нескольких независимых источников информации (координаты своего месторасположения от навигационной системы, информацию от бортовой системы, сигналы от специальных датчиков, данные от анализатора воздуха и видеокамеры, а также данные от систем других транспортных средств и постов-коммутаторов), комплексно обрабатывает полученные сведения на предмет обеспечения безопасности дорожного движения, сравнивая параметры с эталонными, заложенными в память блока управления; информирует водителя и фиксирует результаты обработки, при необходимости передавая их с помощью средств беспроводной передачи информации другим участникам системы, а в случае дорожно-транспортного происшествия переходит в аварийный режим, в котором сохраняет эту информацию и экстренно оповещает службы спасения.
Известное техническое решение не решает задачу, на решение которой направлено создание предлагаемой полезной модели.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемой системе является автономный комплект светодиодный знак "пешеходный переход" на солнечных батареях фирмы Торговый Дом «МЕГАПРОМ» (Электронный ресурс. Режим доступа к ресурсу:  - свободный, см. Приложение к описанию), который выбран в качестве прототипа. Недостатком прототипа является то, что управление дорожными знаками осуществляется по радиоканалу, при этом синхронизация работы возможна только между парой знаков, установленных в зоне действия радиоканала. При необходимости установки четырех дорожных знаков, управлять ими можно только парами, т.е. управление дорожными знаками в рамках одной улицы вообще невозможно. Таким образом, применение данного управления дорожными знаками является малоэффективным.
Задачей, на решение которой направлено создание предлагаемой полезной модели, является разработка эффективной системы управления динамической светодиодной индикацией дорожных знаков, позволяющей избавиться от эффектов ресинхронизации, ухудшающих восприятие дорожных знаков водителями.
Технический результат заключается в повышении безопасности дорожного движения за счет улучшения синхронизации светодиодной индикацией дорожных знаков.
Достигается технический результат за счет того, что в системе управления динамической светодиодной индикацией дорожных знаков, содержащей управляющий контроллер и, по меньшей мере, одно устройство светодиодного дорожного знака с блоком питания, предлагается использовать навигационную систему GPS/ГЛОНАСС. В каждое устройство светодиодного дорожного знака дополнительно предлагается ввести модуль приемника GPS/ГЛОНАСС и внешнюю антенну GPS/ГЛОНАСС, причем в качестве управляющего контроллера применить микропроцессорный блок, служащий для управления светодиодными линейками и датчиками внешних сигналов и размещенный, по меньшей мере, на одном устройстве светодиодного дорожного знака.
Дополнительными отличиями предлагаемой системы являются:
- в качестве датчиков внешних сигналов служат кнопки включения дорожного знака пешеходом, датчик движения и т.д.;
- микропроцессорный блок состоит из микропроцессора, соединенного с модулем приемника GPS/ГЛОНАСС, каналов управления внешними сигналами, каналов управления светодиодными линейками и блоком питания, причем модуль приемника GPS/ГЛОНАСС соединен с внешней антенной GPS/ГЛОНАСС, каналы управления светодиодными линейками соединены с соответствующими светодиодными линейками, тогда как каналы управления внешними сигналами соединены с датчиками внешних сигналов;
- каналы управления внешними сигналами выполнены в виде транзисторных ключей.
Таким образом, поставленная задача достигается за счет того, что:
- используется навигационная система GPS/ГЛОНАСС;
- при установке двух и более дорожных знаков в непосредственной близости друг от друга, для снижения стоимости изделия микропроцессорным блоком оснащается только один из дорожных знаков (ведущий), остальные (ведомые) управляются оригинальным микропроцессорным блоком ведущего дорожного знака;
- применяется оригинальный микропроцессорный блок, который позволяет управлять динамической индикацией нескольких установленных рядом дорожных знаков.
Сущность полезной модели поясняется следующими фигурами:
фиг.1, на которой изображена система управления динамической светодиодной индикацией дорожных знаков, где:
1 - навигационная система GPS/ГЛОНАСС;
2 - модуль приемника GPS/ГЛОНАСС;
3 - управляющий контроллер (микропроцессорный блок);
4 - устройство светодиодного дорожного знака;
фиг.2, на которой изображена блок-схема управляющего контроллера 3, где:
5 - внешняя антенна GPS/ГЛОНАСС;
6 - микропроцессор;
7 - светодиодные линейки;
8 - каналы управления светодиодными линейками 7;
9 - каналы управления внешних сигналов;
10 - датчики внешних сигналов;
11 - блок питания дорожного знака и управляющего контроллера 3.
Предлагаемая полезная модель основана на технологии беспроводного управления с помощью навигационной системы 1 GPS/ГЛОНАСС. Светодиодная индикация работает намного эффективнее, когда установленные в зоне видимости водителя дорожные знаки работают синхронно.
Предлагаемая к решению система (фиг.1) состоит из устройства 4 светодиодного дорожного знака, оснащенного светодиодной индикацией (на чертеже не показано), управляющего контроллера 3, модуля 2 приемника GPS/ГЛОНАСС. При включении устройства 4 светодиодного дорожного знака, управляющий контроллер 3 начинает работу в автономном режиме, индикация устройств 4 светодиодных дорожных знаков не синхронизирована. Как только модуль 2 приемника GPS/ГЛОНАСС определяет свои координаты и начинает выдавать актуальные данные, управляющий контроллер 3 переходит к синхронизации.
В качестве управляющего контроллера 3 применен микропроцессорный блок (фиг.2), служащий для управления светодиодными линейками 7 и датчиками 10 внешних сигналов и размещенный, по меньшей мере, на одном устройстве 4 светодиодного дорожного знака.
Управляющий контроллер 3 (микропроцессорный блок) состоит из микропроцессора 6, соединенного с модулем 2 приемника GPS/ГЛОНАСС, каналов 9 управления внешними сигналами, каналов 8 управления светодиодными линейками 7 и блоком 11 питания, причем модуль 2 приемника GPS/ГЛОНАСС соединен с внешней антенной 5 GPS/ГЛОНАСС. Каналы 8 управления светодиодными линейками 7 соединены с соответствующими светодиодными линейками 7, тогда как каналы 9 управления внешними сигналами соединены с датчиками 10 внешних сигналов.
В качестве датчиков 10 внешних сигналов могут служить кнопки включения дорожного знака пешеходом, датчик движения и т.д.
Каналы 9 управления внешними сигналами могут быть выполнены, например, в виде транзисторных ключей.
Происходит синхронизация в два этапа.
Первый этап - синхронизация частоты работы. Происходит привязка частоты работы динамической индикации дорожного знака к сигналу секундной метки времени. Модуль 2 приемника GPS/ГЛОНАСС в процессе начальной инициализации переводится микропроцессорным блоком 3 в режим "приложения времени", в котором модуль 2 приемника GPS/ГЛОНАСС начинает выдавать данные, даже если видимое количество спутников недостаточно для корректного определения местоположения. Это позволяет сокращать время от включения до начала синхронной работы. Микропроцессорный блок 3 отслеживает линию секундной метки времени и после появления на ней импульсов, синхронизирует с ними частоту динамической индикации, которая имеет кратность одной секунде.
Второй этап - согласование сдвига фаз динамической индикации. По заданной заранее временной метке (например, нулевая секунда каждой минуты) происходит синхронизация фазового сдвига. При получении от модуля 2 приемника GPS/ГЛОНАСС временной метки, микропроцессорный блок 3 начинает новый цикл динамической индикации. При этом необходимо, чтобы в интервал между временными метками укладывалось целое количество фаз динамической индикации.
После завершения синхронизации, все устройства 4 светодиодных дорожных знаков работают в одинаковой фазе и с одинаковой частотой, вне зависимости от места их установки. Постоянное получение данных от навигационной системы 1 GPS/ГЛОНАСС позволяет добиться синхронной работы в течение всего периода эксплуатации устройств 4 светодиодных дорожных знаков.
Работа системы заключается в независимой динамической индикации сегментов. Параметры работы системы могут быть запрограммированы при производстве изделия с учетом конкретных особенностей обслуживаемого пешеходного перехода. Также возможно изменение параметров работы уже готового изделия.
Микропроцессор 6 может быть выполнен, например, на базе ATmega128-16AU, транзисторные ключи на базе IRF7470PBF/
Таким образом, предлагаемая полезная модель имеет следующие преимущества перед известными решениями.
Беспроводное управление дорожными знаками с помощью навигационной системы 1 GPS/ГЛОНАСС является наиболее экономичным и технически эффективным решением. Данное решение экономически оправдано, поскольку в связи с бурным развитием технологий навигационной системы 1 GPS/ГЛОНАСС, стоимость аппаратуры невысока. Также, в этом случае все устройства 4 светодиодных дорожных знаков независимы друг от друга, и выход из строя любого из них не приводит к отказу других устройств 4 светодиодных дорожных знаков. Нет необходимости в обслуживании устройств 4 светодиодных дорожных знаков и нет абсолютно никаких ограничений по расстоянию между ними. Даже установленные в разных городах или странах дорожные знаки будут работать абсолютно синхронно.
Предлагаемая система позволяет избавиться от эффектов ресинхронизации, ухудшающих восприятие дорожных знаков водителями (под влиянием времени и внешних климатических условий частота и фаза динамической индикации дорожных знаков меняется в широких пределах, что в итоге может привести к динамической индикации установленных рядом дорожных знаков в противофазе).