УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИКАЦИИ РЕКОМЕНДУЕМОГО ИНТЕРВАЛА СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ

Полезная модель относится к системам регулирования движения транспортных средств, а именно дорожного транспорта, в частности к индикаторам рекомендуемой скорости движения автомобиля с дисплеем в виде карты, установленным внутри транспортного средства, и может быть использована для управления движением транспортных средств в условиях пересечения регулируемых перекрестков.
Известна система управления транспортными потоками с использованием активных дорожных знаков и абонентских устройств транспортных средств (см. патент на полезную модель RU 97841, МПК G08G 1/09). Система содержит центр обработки информации, устройство отображения информации, центральную станцию управления, группу территориальных станций управления, размещенных на городских магистралях и трассах, конструктивно соединенных со светофорами или пунктами наблюдения за транспортными потоками и оснащенных датчиками потоков транспортных средств, группы управляемых дорожных знаков, каждый из которых выполнен с возможностью изменения представленного на нем изображения и формирования радиосигнала оповещения для находящихся вблизи его транспортных средств, а также размещенные на транспортных средствах абонентские устройства отображения управляющей информации, выполненные с возможностью приема информации управления транспортными средствами от управляемых дорожных знаков и ее отображения в графической, текстовой и звуковой формах. Сигналы от территориальных станций управления поступают в центр обработки информации, в котором осуществляется обработка всей поступающей информации и формируется единая картина транспортных потоков по всей территории наблюдения. Обработанная информация поступает на центральную станцию управления, в которой формируются сигналы управления например, сигналы ограничений скорости транспортных средств на отдельных участках, сигналы сброса ограничений скорости и т.п. Эти сигналы передаются на территориальные станции управления, которые передают их на соответствующие группы управляемых дорожных знаков. Подобные дорожные знаки могут быть выполнены в виде плоских мониторов на светодиодах, либо в виде механически сменяемых панелей с нанесенными соответствующими изображениями, позволяющих по управляющему сигналу изменять представленное на них цветное изображение, например, менять цифры, характеризующие ограничение скорости. Команда управления от управляемых дорожных знаков поступает на вход приемного устройства транспортного средства, откуда информация извлекается из памяти стандартных команд и подается через видеоконтроллер на экран, а через аудиоконтроллер на громкоговоритель.
Недостатком известной системы является сложность в связи с наличием таких элементов, как центр обработки информации, центральная станция управления, группа территориальных станций управления, датчики потоков транспортных средств, управляемые дорожные знаки. К тому же при такой сложности система не обеспечивает попадания транспортных средств на зеленый сигнал светофора.
Известна система для автоматического управления скоростью автомобиля (см. патент на полезную модель RU 43989, МПК G08G 1/09, G05D 13/00). Вдоль трассы движения установлены указатели ограничения скорости и трехцветные светофоры. Каждый из указателей имеет генератор частоты, соответствующей заданному значению скорости, а каждый из светофоров - регулируемый генератор частоты, значение которой соответствует ограничениям скорости, определяемых желтым и красным цветами излучения. На указателях и светофорах предусмотрены стационарные антенные системы. На автомобиле расположены блока измерения текущей скорости, автомобильная антенная система, приемное устройство, система фильтров-формирователей, настроенных на частоты указателей ограничения скорости и светофоров, и совокупность запускаемых фильтрами-формирователями блоков сравнения текущей и заданных указателями и светофорами скоростей. На выходе того или иного блока сравнения формируется сигнал, соответствующий разности текущей и заданной скоростей, который усиливается и поступает на исполнительное устройство, выполненное, например, в виде соленоида, взаимодействующего с заслонкой в канале топливоподачи. Работает система следующим образом. Каждому значению ограничений движения автомобиля по скорости, приведенных на указателях, ставится в соответствие своя частота излучения. На трассе при каждом указателе ограничения скорости генератор частоты формирует соответствующую данному значению ограничения частоту сигнала, излучение которого после усиления осуществляется посредством антенной системы. При каждом светофоре соответственно красной и желтой цветности формируются сигналы выбранных для желтого и красного цветов частот. Сигналы излучаются дополнительной стационарной антенной системой, а принимаются антенной системой, установленной на автомобиле. В активизированном блоке сравнения сопоставляются текущее значение скорости и пороговое значение. Сигнал, соответствующий разности текущей и заданной скоростей, поступает на исполнительное устройство, которое может быть выполнено, например, в виде соленоида, взаимодействующего с заслонкой в канале топливоподачи или воздействующего на тормозную систему с целью снижения скорости автомобиля.
Недостатками известной системы является сложность, а также снижающая безопасность необходимость вмешательства в управление транспортным средством при отсутствии контролирующих систем и систем дублирования. К тому же система не обеспечивает попадания транспортных средств на зеленый сигнал светофора.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для индикации рекомендуемой скорости движения (см. патент на полезную модель RU 108874, МПК G08G 1/052). В начале участка дороги (перегона), ограниченного с одной (в конце по ходу движения), либо с двух сторон регулируемыми посредством светофоров перекрестками, установлено передающее устройство, предназначенное для передачи информации о скоростном интервале, придерживаясь которого, водитель транспортного средства достигнет конца перегона в промежуток времени, соответствующий разрешающему сигналу светофора - зеленому свету. Информацию о скоростном интервале предварительно вычисляют, используя данные о длине перегона и интервалах времени между разрешающим и запрещающим сигналами светофора, установленного в конце перегона. На транспортном средстве установлено устройство для индикации рекомендуемой скорости движения, содержащее приемное устройство, предназначенное для приема информации от передающего устройства, установленного в начале перегона, в момент проезда мимо него, и последующего внесения поправочного коэффициента, зависящего от скорости транспортного средства в момент получения сигнала. Для снижения помех от передающих устройств с соседних перекрестков передающее и принимающее устройства снабжены узконаправленными антеннами. Устройство для индикации рекомендуемой скорости движения содержит также индикатор, соединенный с приемным устройством и предназначенный для наглядного визуального представления информации водителю транспортного средства. Индикатор представляет собой последовательность светодиодов (либо других светоизлучающих элементов), каждый из которых соответствует определенному значению скорости движения транспортного средства. Индикатор может быть выполнен в форме дуги окружности и расположен вокруг спидометра, либо вдоль верхней кромки панели приборов.
Недостатком известной системы является погрешность в расчете интервалов скоростного режима. Эта погрешность, несмотря на поправочный коэффициент, возникает из-за того, что на перегоне между светофорами каждый водитель выбирает индивидуальное (как положительное, так и отрицательное) ускорение для своего транспортного средства (ТС) для достижения оптимального скоростного режима, а также ускорение ТС может возникать и в связи с различными обстоятельствами, связанными с дорожной обстановкой. Такую систему невозможно применять на общественном транспорте и на машинах, движущихся с остановками на перегонах.
Задачей полезной модели является повышение пропускной способности дорог и, как следствие, снижение расхода топлива и выброса загрязняющих атмосферу веществ всеми транспортными средствами, включая общественный и транспортными средствами имеющими ускорение на перегонах между светофорами.
Технический результат заключается в снижении погрешности расчета рекомендуемого интервала скорости движения транспортного средства.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для индикации рекомендуемого интервала скорости движения, содержащее приемное устройство и индикатор, соединенный с приемным устройством, установленные на транспортном средстве, согласно решению, приемное устройство выполнено с возможностью приема информации о времени до ближайшего включения То и длительности Ts разрешающего сигнала светофора, расположенного на пути следования транспортного средства, а также информации о координатах положения транспортного средства, движущегося со скоростью V, а индикатор представляет собой монитор, выполненный с возможностью отображения карты местности с нанесенным на дорогу, на которой расположено транспортное средство, отрезком, начало которого обозначает текущее положение точки, удаленной от светофора на расстояние Smin=Vmin*To, а конец отрезка обозначает текущее положение точки, удаленной на расстояние Smax=Vmax*(To+Ts), где Vmin÷Vmax - рекомендуемый интервал скорости.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено транспортное средство, снабженное заявляемым устройством, на перегоне между светофорами в момент первого получения сигнала, на фиг.2 представлен пример отображения рекомендуемого интервала скорости движения на экране заявляемого устройства. Позициями на чертежах обозначены:
1 - светофор;
2 - передающее устройство;
3 - приемное устройство;
4 - транспортное средство;
5 - перегон;
6 - спутник;
7 - отрезок малой скорости;
8 - отрезок средней скорости;
9 - отрезок большой скорости;
10 - обобщающий отрезок;
11 - указатели скорости;
12 - передающее ГЛОНАСС/GPS устройство.
На дорогах общего пользования в условиях светофорного регулирования движения, очень часто происходит ситуация при которой автомобиль с большей скоростью попадает на запрещающий сигнал светофора и вынужденно останавливается, а машина с меньшей скоростью подходит к регулируемому перекрестку на зеленый и оказывается впереди. Первый автомобиль понес аэродинамические потери, истратил энергию на поддержание большей скорости, на торможение, на разгон, двигатель работал часть времени на холостых оборотах, что отрицательно сказалось на загрязнении окружающей среды, а в результате оказался позади второго, который потратил меньше топлива и меньше времени на прохождение перекрестка. В другой ситуации, иногда даже незначительно увеличив скорость (в пределах допустимого правилами дорожного движения Vmax) автомобиль успевает на разрешающий сигнал светофора и, тем самым опять экономит время, энергию на торможении, разгоне и меньше вредит экологии, сокращая время работы двигателя на холостых оборотах. Пропускная способность дорог увеличивается, так как уменьшается время прохождения перекрестков каждого автомобиля в отдельности. Невозможно бороться с помощью заявляемого устройства с уже существующей автомобильной пробкой, но из-за увеличения пропускной способности дорог и перекрестков, время возникновения и существования пробок значительно сокращается. Необходимость знания оптимальной скорости транспортного средства очевидна.
Заявляемая полезная модель содержит приемное устройство 3, предназначенное для установки на транспортном средстве 4 для обеспечения возможности приема сигнала от передающего устройства 2, содержащего информацию о времени до ближайшего включения То и длительности Ts разрешающего сигнала светофора 1, расположенного на пути следования транспортного средства. Приемное устройство 3 выполнено с возможностью приема информации о координатах положения транспортного средства 4 со спутника 6 ГЛОНАСС или GPS. Заявляемое устройство содержит индикатор, установленный на транспортном средстве и соединенный с приемным устройством 3. Индикатор представляет собой монитор, выполненный с возможностью отображения карты местности и условного обозначения положения на местности транспортного средства (аналог GPS навигатора с блоком памяти и вычислительным устройством, см. фиг.2). Индикатор выполнен с возможностью нанесения в реальном времени отрезка 10 или отрезков 7, 8 и 9 на изображение дороги, по которой движется транспортное средство 4. В памяти устройства содержится информация о рекомендуемом интервале скорости Vmin÷Vmax, установленном на основании правил безопасности дорожного движения: например, в условиях городского движения Vmin=20 км/ч, Vmax=70 км/ч. Так как скоростные возможности машин, а также условия на дороге различны, в устройстве возможна регулировка водителем этих скоростей.
Устройство работает следующим образом. Информация о времени переключения светофора 1 То и Ts передается через передающее устройство 2 на приемное устройство 3, расположенное на транспортном средстве 4. Обобщающий отрезок 10 отображается следующим образом: начало отрезка обозначает текущее положение точки, удаленной от светофора на расстояние Smin=Vmin*To, а конец отрезка обозначает текущее положение точки, удаленной на расстояние Smax=Vmax*(To+Ts). Начало и конец отрезка снабжены соответствующими указателями скорости 11. С ходом времени изменяются данные о То и Ts, следовательно индикатор отображает обновленную информацию. В результате, на экране навигатора можно отображать движущийся по дорогам виртуальный отрезок, объединяющий в себе машины с различной скоростью, но укорачивающийся по мере приближения к регулируемому перекрестку. На фиг.2 водитель транспортного средства 4, обозначенного стрелкой, должен ускорится, чтобы попасть в отрезок 10 и успеть проехать перекресток на разрешающий сигнал светофора.
На фиг.2 отображены движущиеся по перегону 5 отрезки виртуально объединяющие машины с разной скоростью движения. 7 - с меньшей (например, 40 км/ч), 8 - средней (например, 50 км/ч), и 9 - большей скоростью (например, 60 км/ч). Начало каждого отрезка расположено на расстоянии Smin=V*To от светофора, а конец на расстоянии Smax=V*(To+Ts), где V - скорость машин в соответствующем отрезке. Чем короче отрезок, тем меньше скорость машин, которые он объединяет. Более длинные отрезки перемещаются быстрее, но к началу открытия перекрестка (включению зеленого сигнала светофора 1) все начала отрезков совпадают на пересечении у светофора, а к закрытию перекрестка совпадают концы отрезков. Тем самым, любая машина, находящаяся в этих отрезках и не выходящая за пределы начала первого и конца последнего отрезка, уверенно попадает на разрешающий сигнал светофора. Скоростные интервалы могут выделяться на дорогах навигатора как движущиеся отрезки, выделенные цветом, маячками (на начале и конце отрезка) с указателями скоростного режима, либо тем и другим вместе. Отрезок будет подразумевать наличие в нем машин с одинаковой скоростью. На фиг.2 водитель транспортного средства 4, обозначенного стрелкой, должен замедлить движение для прохождения перекрестка на зеленый сигнал светофора 1 в одном из отрезков 7-9.
При установке передающего устройства 12 (Фиг.2), непосредственно на светофорном объекте 1, сигнал о времени переключения светового сигнала передается на спутниковую систему ГЛОНАСС/GPS. Отпадает необходимость в устройствах 2 и 3 (Фиг.1). Оптимальную скорость прохождения перегонов между светофорами вычисляется в блоке вычисления навигатора по формуле V=S/T, после соответствующей программной прошивки процессора, и выводится на заложенные в памяти графические карты местности, как показано на (Фиг.2).