УСТРОЙСТВО ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ВОЖДЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области средств контроля и регистрации, а именно контроля и регистрации работы транспортных средств (ТС), предпочтительно безрельсовых, и может быть использовано при контроле качества вождения ТС, в том числе и при обучении вождению ТС.
Известно устройство для оценки мастерства вождения ТС, содержащее расположенные на ТС регистратор положения ТС, первая группа выходов которого соединена с первой группой информационных входов блока коммутации, первый блок сравнения, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика, а выход связан с первым входом второго блока сравнения и с одним из входов первого счетчика, сумматор, к выходу которого подключены входы звукового сигнализатора и второго счетчика, выход которого соединен с цифровыми индикаторами, блок выдержки времени, эадатчик программ и третий счетчик, дополнительно снабженное задающим генератором, датчиками горизонтальных и вертикальных перегрузок, датчиками габаритов, датчиком положения ключа замка зажигания, блоком регистрации перегрузок, четвертым счетчиком и блоком оценки положения органов управления, информационные входы которого соединены с выходом датчика положения ключа замка зажигания и с второй группой выходов регистратора положения ТС, а выход сигнала ошибки связан с третьим входом сумматора, первый вход которого соединен с выходом датчиков габаритов, второй подключен к выходу блока регистрации перегрузок, входы которого соединены с выходами датчиков горизонтальных и вертикальных перегрузок, а четвертый вход сумматора связан с входом третьего счетчика, выход которого подключен к цифровым индикаторам и с первым выходом второго блока сравнения, второй выход которого соединен с входом задатчика программ и вторым входом первого счетчика, а к второму входу второго блока сравнения подключен выход блока выдержки времени, первый вход которого соединен с выходом первого блока сравнения, а второй вход подключен к первому выходу первой группы командных выходов блока коммутации, второй выход которого из этой группы выходов соединен с третьим входом блока регистрации перегрузок, а третий и четвертый выходы - соответственно с первым входом первой группы информационных входов и с первым входом второй группы информационных входов блока коммутации, вторая группа командных выходов которого подключена к первому и второму командным входам блока оценки положения органов управления, три информационных выхода которого связаны соответственно с вторым, третьим и четвертым входами второй группы информационных входов блока коммутации, программные входы которого соединены с выходами задатчика программ, информационные выходы - с третьим и четвертым входами второго блока сравнения, а выход сигналов временных интервалов - с вторым входом первого блока сравнения, при этом выход задающего генератора соединен с третьим входом первого счетчика и первым входом четвертого счетчика, выход которого подключен к цифровым индикаторам, а второй вход этого счетчика соединен с выходом начала и конца программ задатчика программ (патент РФ №1622889 МПК G09B 9/04).
Недостатками этого устройства для оценки мастерства вождения ТС являются сложность его конструкции.
Так же известно устройство оценки качества вождения автомобиля, содержащее спидометр, подключенный к вычислительному средству, выполненному с возможностью определения ускорения автомобиля и сравнения полученных результатов с диапазоном допустимых значений ускорения, в котором вычислительное средство представляет собой абонентский терминал, который дополнительно содержит средство навигации и связи и к которому подключен датчик регистрации колебаний корпуса автомобиля в вертикальной плоскости, а в блок памяти абонентского терминала записан диапазон допустимых величин колебаний корпуса автомобиля в вертикальной плоскости, при этом абонентский терминал выполнен с возможностью сравнения определенных величин колебаний корпуса автомобиля в вертикальной плоскости с диапазоном допустимых значений, записи результатов сравнения по ускорению автомобиля и колебаниям корпуса автомобиля в вертикальной плоскости в блок памяти и/или передачи в диспетчерский пункт сведений о несовпадении определенных значений ускорения автомобиля и величин колебаний корпуса автомобиля в вертикальной плоскости с диапазоном допустимых значений (Патент РФ №2308385 МПК B60W 50/08). Указанное устройство оценки качества вождения автомобиля выбрано в качестве прототипа.
Заявленное устройство оценки качества вождения автомобиля повышает точность определения качества вождения автомобиля за счет синхронизации несовпадений измеренных значений ускорения и колебаний корпуса автомобиля с соответствующими диапазонами допустимых значений с местом нахождения ТС и со временем измерения указанных величин, однако, измерение значения ускорения ТС при помощи обработки информации, получаемой со спидометра ТС, вносит существенную погрешность в определении значения указанного параметра, кроме того, заявленное устройство оценки качества вождения автомобиля позволяет определять значение угловой скорости ТС при подключении к нему дополнительных датчиков (гироскопов), но подклуючение дополнительных датчиков существенно усложняет конструкцию заявленного устройства..
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении точности определения значения скорости и ускорения ТС с одновременным упрощением конструкции устройства.
Технический эффект от использования заявленного технического решения состоит в повышении точности оценки качества вождения ТС.
Указанная задача решается и технический результат достигается за счет того, что в устройстве оценки качества вождения ТС, представляющем собой вычислительное средство, выполненное в виде абонентского терминала, содержащего средство навигации и связи, к которому подключен датчик регистрации колебаний корпуса ТС в вертикальной плоскости, а в блок памяти абонентского терминала записан диапазон допустимых величин ускорения и колебаний корпуса ТС в вертикальной плоскости, причем абонентский терминал выполнен с возможностью сравнения величин ускорения и колебаний корпуса ТС в вертикальной плоскости с соответствующим диапазоном допустимых значений, записи результатов сравнения по ускорению и колебаниям корпуса ТС в вертикальной плоскости в блок памяти и/или передачи в диспетчерский пункт сведений о несовпадении определенных значений ускорения и величин колебания корпуса ТС в вертикальной плоскости с соответствующим диапазоном допустимых значений, а датчик регистрации колебаний корпуса ТС выполнен в виде интегрального трехосевого акселерометра с возможностью определения величин колебаний корпуса ТС в вертикальной плоскости, и величин ускорения ТС, как отрицательных, так и положительных, по двум остальным осям.
Сравнение предложенного модели устройства оценки качества вождения ТС с ближайшим аналогом позволяет утверждать о соответствии критерию «новизна».
Предварительные испытания позволяют утверждать о возможности широкого промышленного использования.
Значения ускорений в трех ортогональных плоскостях измеряют при помощи датчика регистрации колебаний корпуса ТС, который может быть выполнен, например, на микросхеме MMA7456L (компании Freescale), которая создана на базе современной микромашинной технологии и содержит три чувствительных элемента, позволяющих непосредственно преобразовывать силу, прикладываемую к подвижной части чувствительного элемента, в электрический сигнал. Поскольку вся система измерения и обработки сигналов выполнена на едином кристалле, все погрешности и потери присущие механическим акселерометрам сведены к минимуму, что в свою очередь, позволяет получать данные об ускорении с высокой точностью.
Значение скорости ТС, географические координаты местоположения ТС и точное время получают при помощи средства навигации, выполненного например, в виде встраиваемого модуля приемника GPS или ГЛОНАСС модели IT500 (компании Fastrax) или А1084 (компании TYCO).
Средство связи обеспечивает прием/передачу данных посредством коротких сообщений (SMS), в режиме прямого соединения, в режиме GPRS и 3G, а также голосовое соединение в системе сотовой связи стандарта GSM, и может быть выполнено, например, в виде встраиваемого модема GSM модели SIM300C (компании SIMCOM).
Модуль идентификации водителя ТС выполнен в виде считывателя ключа Touch Memory.
Качество вождения ТС определяется, за исключением попадания в дорожно-транспортные происшествия (ДТП) умением плавно тормозить и плавно разгоняться, т.е. умением осуществлять изменение скорости ТС, не мешая езде окружающих ТС при одновременном обеспечении условий максимальной комфортности поездки для пассажиров и сохранности перевозимых грузов. Кроме того, в это понятие входит и умение оценивать обстановку на дороге с предугадыванием развития ситуации, что также приводит к осуществлению плавного или резкого торможения ТС. По значению угловой скорости оценивается умение водителя ТС совершать маневры и входить в поворот. По величине колебаний корпуса ТС в вертикальной плоскости оценивается умение водителя ТС преодолевать преграды (лежачие полицейские), а так же ямы и выбоины на дороге.
Устройство оценки качества вождения ТС работает следующим образом. Перед началом движения (выходом в рейс) модуль идентификации водителя ТС осуществляет считывание индивидуального ключа водителя ТС и проверку его соответствия коду, записанному в базе данных, хранящейся в блоке памяти абонентского терминала, причем, в случае, когда водитель ТС не прошел идентификацию, устройство оценки качества вождения ТС блокирует двигатель ТС. В процессе движения ТС встраиваемый модуль приемника GPS или ГЛОНАСС принимает сигналы от навигационных спутников глобальной спутниковой системы позиционирования и ежесекундно вычисляет текущие координаты, скорость, направление движения и высокоточное время. Указанные данные регистрируются устройством оценки качества вождения ТС постоянно. При превышении установленного порога скорости, устройство оценки качества вождения ТС формирует звуковой и (или) световой сигнал водителю ТС, и, пока значение скорости превышает заданное значение, записывает значения скорости в блок памяти абонентского терминала с интервалом один раз в 1 сек. время, географические координаты и скорость, формирует и передает на диспетчерский центр (ДЦ) при помощи средства связи событие «Скорость выше нормы». Световая и (или) звуковая сигнализация в кабине ТС не прекращается до тех пор, пока ТС движется с превышением допустимой скорости. Одновременно непрерывно или дискретно датчик регистрации колебаний корпуса ТС определяет значение угловой скорости, характеристики вертикальных колебаний корпуса ТС и значения ускорения ТС в горизонтальной плоскости. При превышении полученных значений предельно допустимого уровня (например, 0,3g, однако возможно программное задание различных допустимых значений по трем осям) устройство оценки качества вождения ТС формирует звуковой и (или) световой сигнал водителю ТС, и, пока значение ускорения в той или иной плоскости превышает заданное значение, записывает в блок памяти абонентского терминала с интервалом один раз в 1 сек. соответствующие значения ускорения ТС, формирует и передает на ДЦ при помощи средства связи событие «Ускорение выше нормы». Световая и (или) звуковая сигнализация в кабине ТС не прекращается до тех пор, пока ТС движется с превышением допустимого ускорения.
При превышении хотябы по одной оси полученного с датчика регистрации колебаний корпуса ТС значения ускорения максимально допустимого значения (1g), устройство оценки качества вождения ТС формирует извещение о факте регистрации ДТП и передает в ДЦ при помощи средства связи событие «Регистрация ДТП», при этом устройство оценки качества вождения ТС осуществляет запись в блок памяти абонентского терминала значений ускорения ТС по трем осям за период не менее 30 секунд до и 30 секунд после аварии с дискретностью не менее 200 раз в секунду и передает указанные значения ускорений ТС на ДЦ.
Таким образом, построение устройства оценки качества вождения ТС вышеописанным образом позволяет повысить точность определения значения скорости и ускорения ТС с одновременным упрощением конструкции устройства.