Система обеспечения безопасности дорожного движения
ROAD SAFETY SYSTEM

Область техники
Изобретение относится к области обеспечения безопасности дорожного движения, в частности к системам предоставления в режиме реального времени участникам дорожного движения дополнительной полезной информации, ранее для них недоступной, для принятия оптимального решения на совершение маневров, представляющих повышенную опасность. В Стратегии национальной безопасности (Указ Президента РФ от 02.07.2021 №400) «повышение безопасности дорожного движения является задачей, направленной на достижение целей обеспечения государственной и общественной безопасности» (гл.47, п.18). Большинство дорожно-транспортных происшествий (ДТП) происходит от того, что при совершении потенциально опасных маневров, неожиданно для водителя возникают дополнительные факторы, которые не были известны в начале маневра. За короткое время, как правило, это секунды, водители не успевают взаимно адекватно на них среагировать, в результате происходит ДТП, нередко сопровождаемое травмами и гибелью людей (по данным министра внутренних дел В. Колокольцева, озвученным на коллегии МВД в октябре 2021 г., в России за последние десять лет в ДТП погибли более 220 тысяч человек и свыше двух миллионов получили травмы). Повсеместное распространение сетей беспроводного доступа, а также система мобильной связи 5G, принятая к внедрению в рамках реализации Национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» позволяет найти технические подходы к решению  этой проблемы.
Уровень техники
Из уровня техники известно мобильное приложение, определяющее геолокацию пользователя и предупреждающее о его приближении к железнодорожным путям за счет включения оповещающего сигнала на мобильном устройстве (https://klops.ru/news/2018-11-07/183797-rzhd-razrabotala-prilozhenie-dlya-smartfonov-beregis-poezda-kotoryy-preduprezhdaet-o-priblizhenii-k-putyam, дата публикации 07.11.2018 г.). Недостатком такого приложения является его низкая безопасность в связи с тем, что не предусмотрено оповещение участников дорожного движения о других событиях дорожной обстановки, представляющих повышенную опасность.
Известен способ обеспечения безопасности дорожного движения (RU №2469890 C2 G08G 1/16, G01C 21/04, B60W 30/08, дата публикации 20.12.2012). Недостатком такой системы является сложность ее исполнения в связи с большим количеством устройств, входящих в ее состав и отсутствие решений по оповещению участников дорожного движения о других событиях дорожной обстановки, представляющих повышенную опасность.
Известна автоматизированная система обеспечения безопасности дорожного движения с участием беспилотных транспортных средств (RU 2735873 С1 2020 года, G08G 1/00). Недостатком такой системы является сложность ее исполнения в связи с большим количеством устройств, входящих в ее состав.
Известна система контроля соблюдения транспортом скоростного режима, правил дорожного движения, в которой используется ограниченная по дальности действия радиосвязь и устройство приема-передачи радиосигнала в качестве компонентов системы для отслеживания нарушителей правил дорожного движения, скоростного режима на дороге и отслеживания загруженности дорог (RU 2506646, опубл. 10.02.2014).
Существенным недостатком такой системы является отсутствие технической возможности передачи участникам дорожного движения необходимой полезной информации влияющей на выбор оптимального решения при совершении потенциально опасных маневров.
Известна система контроля и оповещения работников на путях о приближении поезда с использованием мобильной радиосвязи GSM, дополненной радиосвязью диапазона ISM (RU 2467902 C1, B61L 23/06, дата публикации 27.11.2012 г.). Недостатком такой системы является сложность ее исполнения в связи с большим количеством устройств, входящих в ее состав и отсутствие решений по оповещению участников дорожного движения о других событиях дорожной обстановки, представляющих повышенную опасность.
Известна координатная система оповещения рабочих на железнодорожных путях о приближении поезда за время, составляющее не менее 50 сек и на расстояние не менее 5 км, с использованием спутниковых радионавигационных систем (Статья "Координатная система контроля и оповещения", авторы Новиков В.Г., Алабушев И.И., журнал "Вестник ВНИИЖТ", №1, 2008 г., с. 45-48).
Недостатками таких систем являются их сложность, большое количество дополнительно устанавливаемых комплектующих. Кроме того, такие системы направлены на снижение безопасности работников на железнодорожных путях и не относятся к системам оповещения участников дорожного движения о других событиях дорожной обстановки, представляющих повышенную опасность.
В качестве наиболее близкого аналога – прототипа выбрана система контроля и оповещения о приближении подвижного состава (патент РФ от 03.08.2020 года № 2728967). Система содержит бортовой блок подвижного состава, мобильный телефон/смартфон пользователя и сервер, выполненный с возможностью приема сигналов с бортового блока и мобильного телефона/смартфона пользователя. Мобильный телефон/смартфон пользователя содержит установленное приложение, обеспечивающее оповещение пользователя в случае приближения подвижного состава при нахождении мобильного телефона/смартфона вблизи железнодорожных путей. Система дополнительно содержит мобильный телефон/смартфон машиниста подвижного состава для определения в режиме реального времени геолокации подвижного состава. Мобильный телефон/смартфон машиниста выполнен с возможностью приема и передачи сигналов на сервер и содержит установленное приложение, обеспечивающее оповещение машиниста в случае нахождения мобильного телефона/смартфона пользователя вблизи железнодорожных путей и при приближении к нему подвижного состава. С применением системы достигается повышение безопасности движения поездов и работающих на железнодорожных путях бригад.
Недостатком прототипа является то, что его работа направлена на обеспечение безопасности поездов и работающих на железнодорожных путях бригад, а также для пешеходов, маршрут движения которых пересекает железнодорожные пути и не относятся к системам оповещения участников дорожного движения о других событиях дорожной обстановки, представляющих повышенную опасность.
Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является отсутствие у участников дорожного движения заблаговременной информации, необходимой для принятия оптимального решения на совершение маневра, представляющего повышенную опасность.
Раскрытие сущности изобретения
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение безопасности дорожного движения. Результат достигается за счет предоставления в режиме реального времени участникам дорожного движения дополнительной информации, ранее для них недоступной, для выбора оптимального решения на совершение маневров, представляющих повышенную опасность.
Технический результат достигается за счет формирования системы обеспечения безопасности дорожного движения (Фиг. 1), содержащей мобильные устройства участников дорожного движения, с приемопередатчиками GSM-связи и GPS/ГЛОНАСС для определения в режиме реального времени геолокации участников дорожного движения; блок обработки данных, содержащий соединенные между собой сервер приложений и сервер GSM-связи и выполненный с возможностью приема сигналов от приемопередатчиков GSM-связи и GPS/ГЛОНАСС с мобильных устройств участников дорожного движения для определения информации об их геолокации в режиме реального времени относительно карты автомобильных дорог с последующим определением скорости движения участников дорожного движения с упомянутыми мобильными устройствами, дополнительно содержит сервер расчета встречных скоростей, выполняющий функцию автоматической трансляции участникам дорожного движения текущей геолокации приближающегося встречного транспорта с рассчитанной для него встречной скоростью (Фиг. 2), в том числе информации о скоростях, представляющих опасность в текущий момент времени для совершения маневра, в мобильное приложение с навигацией, при этом сервер приложений подключен к серверу расчета встречных скоростей; устройства (камеры) определения текущих скоростей автотранспорта, устанавливаемые на участках дорог с ограниченной видимостью (Фиг. 3,4), подключенные к серверу расчета встречных скоростей и передающие в режиме реального времени на упомянутый сервер данные о скоростях автотранспорта для расчета встречных скоростей, в том числе автотранспорта движущегося без мобильных устройств с установленным приложением и не подключенного к описываемой системе; мобильные устройства участников дорожного движения содержат установленное навигационное приложение, обеспечивающее оповещение участника дорожного движения о приближении к участкам дорог с ограниченной видимостью, о приближении других участников дорожного движения с указанием рассчитанной встречной скорости путем отображения навигационным приложением текущей дорожной обстановки на экране устройства с добавлением упомянутых элементов оповещения.
За счет использования приемников GPS/ГЛОНАСС в составе мобильных устройств участников дорожного движения обеспечивается возможность определения их местоположения в режиме реального времени. За счет наличия приемопередатчика GSM-связи данная информация в онлайн-режиме передается посредством сети GSM в сервер приложений, где накладывается на карту автомобильных дорог, определяется скорость движения.
За счет наличия сервера расчета встречных скоростей и подключенных к нему сервера связи и сервера мобильных приложений обеспечивается возможность расчета встречных скоростей участников дорожного движения, возможность обмена данными о местоположении и встречных скоростях.
Сервер расчета встречных скоростей, в зависимости от местоположения и скорости участников дорожного движения рассчитывает время безопасного совершения маневра и, исходя из полученных данных, своевременно включает оповещение, о невозможности его безопасного завершения, что повышает бдительность водителя, собирающегося совершить маневр и, следовательно, повышает безопасность дорожного движения на конкретном участке автомобильной дороги.
За счет наличия устройств (камер) определения текущих скоростей автотранспорта, устанавливаемых на участках дорог с ограниченной видимостью (Фиг. 3,4), подключенных к серверу расчета встречных скоростей и передающих в режиме реального времени на упомянутый сервер данные о скоростях автотранспорта для расчета встречных скоростей, обеспечивается предоставление дополнительной информации на участках дорог с ограниченной видимостью, как наиболее опасных участках, о встречных скоростях с участниками дорожного движения, в том числе не обладающими устройствами, подключенными к системе.
Таким образом, заявленная система обеспечивает в режиме реального времени предоставление участникам дорожного движения дополнительной полезной информации, ранее для них недоступной, для принятия ими оптимального решения при совершении потенциально опасного маневра, что повышает безопасность дорожного движения.
В частных случаях реализация заявленного изобретения система может быть выполнена следующим образом.
Приложение мобильного телефона/смартфона/планшета/штатного встроенного навигатора участников дорожного движения выполнено с возможностью передачи голосовых рекомендаций другим участникам дорожного движения.
Приложение мобильного телефона/смартфона/планшета/штатного встроенного навигатора участников дорожного движения выполнено с возможностью звукового оповещения пользователя о приближении автотранспорта с опасными рассчитанными встречными скоростями при одновременном блокировании трансляции музыки, видеороликов и телефонного разговора.
Приложение мобильного телефона/смартфона/планшета/штатного встроенного навигатора участников дорожного движения выполнено с возможностью оповещения других участников дорожного движения об отсутствии возможности движения автомобиля по техническим причинам.
Сервер расчета встречных скоростей учитывает увеличенные габариты транспортных средств участников дорожного движения для формирования оповещения участников дорожного движения о возможной опасной дорожной ситуации при начале маневра.
Сервер расчета встречных скоростей учитывает состояние дорожного покрытия для формирования оповещения участников дорожного движения о возможной опасной дорожной ситуации при начале маневра, используя при этом данные полученные от сервера погоды.
Краткое описание чертежей
Заявленное изобретение поясняется следующими фигурами, иллюстрирующими частный случай его выполнения:
–
Фиг. 1 блок-схема системы обеспечения безопасности дорожного движения;
–
Фиг. 2 пример отображения дорожной ситуации на экране мобильного устройства;
–
Фиг. 3 пример размещения устройств (камер) определения скорости на участках дорог с ограниченной видимостью;
–
Фиг. 4 пример скрытия обзора при затяжном изгибе автотрассы.
Позициями на чертежах обозначены следующие элементы:
n
–
n –
1.1, 1.2, 1.мобильные устройства участников дорожного движения с установленным и активированным приложением навигации, где общее количество участников дорожного движения, подключенных к системе;
n
-
-
n-
2.1, 2.2, 2. – приемопередатчик GSM-связи и GPS/ГЛОНАСС соответственно 1го, 2го, го мобильного устройства участников дорожного движения, подключенных к системе;
–
3 блок обработки информации;
–
4 сервер приложений;
–
5 сервер GSM-связи;
6 – сервер расчета встречных скоростей;
7 – устройства (камеры) определения текущей скорости автотранспортных средств, установленные на участках автомобильных дорог с плохой видимостью,
m
m
8.1, 8.2, 8. – автотранспортные средства без приемопередатчика GSM-связи и GPS/ГЛОНАСС, не подключенные к системе, где  – общее количество участников дорожного движения, не подключенных к системе;
–
9 сервер погоды.
Система обеспечения безопасности дорожного движения содержит
n
n
мобильные устройства 1.1, 1.2, 1. участников дорожного движения с установленным и активированным приложением навигации с приемопередатчиками, соответственно 2.1, 2.2, 2. GSM-связи и GPS/ГЛОНАСС.
n
n
Блок обработки информации 3, который состоит из сервера приложений 4 с сохраненными в нем картами автомобильных дорог, сервера GSM-связи 5, выполненного с возможностью обмена (приема и передачи) сигналов с приемопередатчиками 2.1, 2.2, 2. GSM-связи и GPS/ГЛОНАСС мобильных устройств 1.1, 1.2, 1. участников дорожного движения и сервера 6 расчета встречных скоростей, осуществляющего расчет встречных скоростей участников дорожного движения по данным их текущей геолокации от сервера приложений, а также по данным о скоростях автотранспортных средств, поступающим от устройств (камер) определения текущих скоростей автотранспорта, установленных на участках дорог с ограниченной видимостью.
n
Мобильные устройства 1.1, 1.2, 1. участников дорожного движения выполнены с возможностью приема и передачи сигналов на сервер приложений 4 и содержат установленное навигационное приложение, обеспечивающее оповещение участника дорожного движения о приближении к участкам дорог с ограниченной видимостью, о приближении других участников дорожного движения с указанием рассчитанной встречной скорости путем отображения навигационным приложением текущей дорожной обстановки на экране устройства с добавлением упомянутых элементов оповещения.
Осуществление изобретения
Система обеспечения безопасности дорожного движения работает следующим образом.
Участники дорожного движения устанавливают на свои мобильные устройства (смартфоны/планшеты) навигационное приложение.
При движении автотранспортных средств в режиме реального времени за счет навигационно-связного модуля определяются координаты их местоположений. Данный модуль осуществляет передачу на сервер следующих данных: направление перемещения, координаты местоположения, сервер приложений по изменению координат во времени определяет скорость движения поезда и накладывает движение на карту автомобильных дорог.
Сервер при этом сохраняет полученные данные, сопоставляет их с картой автомобильных дорог и ведет в базе данных поиск объектов мобильных устройств, содержащих мобильное приложение и находящихся вблизи. Эти данные передаются на сервер расчета встречных скоростей для расчета и выявления опасных встречных скоростей участников дорожного движения для заблаговременного предоставления им дополнительной полезной информации влияющей на принятие оптимального решения на потенциально опасный маневр. Сервер расчета встречных скоростей передает рассчитанные данные на сервер приложений для их трансляции непосредственно в приложение на мобильных устройствах участников дорожного движения. Мобильные приложения мобильных устройств (смартфоны/планшеты/штатные встроенные автонавигаторы) осуществляют прием с сервера таких данных. В зависимости от местоположения и скорости участников дорожного движения рассчитывается время безопасного совершения маневра, например обгона, и, исходя из полученных данных, своевременно включается оповещение, о невозможности его безопасного завершения, при одновременном блокировании трансляции музыки, видеороликов и телефонного разговора.
Одновременно сервер расчета встречных скоростей передает на сервер приложений рассчитанные данные для их трансляции непосредственно в приложение о встречных скоростях с автотранспортными средствами без приемопередатчика GSM-связи и GPS/ГЛОНАСС, не подключенными к системе, скорость которых определяют устройства (камеры) определения текущей скорости автотранспортных средств, установленные на участках автомобильных дорог с плохой видимостью.
В любой момент времени участник дорожного движения имеет возможность видеть карту автомобильных дорог с отслеживанием местоположений и скоростей участников дорожного движения, находящихся вблизи от него, например, в радиусе 1-2 км (размер радиуса может устанавливаться пользователем персонально). Водители автотранспортных средств с увеличенными габаритами имеют возможность отобразить эти данные в приложении, для их обработки и учета при расчете безопасного времени завершения маневра (например, обгона).
Участники дорожного движения имеют возможность включить/отключить передачу/прием голосовых рекомендаций другим участникам дорожного движения. Система обеспечения безопасности дорожного движения имеет возможность подключить к блоку обработки информации сервер погоды, для учета данных поступающих от него, например, о дожде, снеге, тумане, состоянии дорожного покрытия (мокрое, скользкое) при расчете времени безопасного завершения маневра.
Пример 1
Водитель №1 едет на автомобиле по трассе со скоростью 90 км/ч, догоняет едущий в том же направлении грузовик №2. Грузовик №2 движется со скоростью 60 км/ч. Навстречу едут другие участники дорожного движения №3, 4. Так, как возможности для обгона в данный момент времени нет, то водитель №1 снижает скорость до 60 км/ч. После того как водители №3, 4 проехали участок, водитель №1 принимает решение на обгон. В этот момент времени видимость дорожной обстановки для него существенно снижена, так как грузовик серьезно ограничивает обзор, при этом водителю №1 предстоит набрать скорость для совершения обгона, на что также требуется определенное время. Водитель начинает маневр обгона и только в этот момент начинает видеть автомобиль №5, который едет навстречу. За очень короткое время водителю №1 необходимо оценить расстояние до встречного автомобиля, скорость его приближения и способность своего автомобиля набрать необходимую скорость для безопасного завершения маневра обгона. Если при этом грузовик едет с прицепом, то в оценку обстановки добавляются габариты грузовика. Если после начала маневра обгона оказывается, что перед грузовиком едет ещё один грузовик, то в оценку обстановки добавляются данные о дистанции между ними (далеко не всегда участники дорожного движения соблюдают безопасную дистанцию, а в некоторых случаях это вообще невозможно). За короткое время (как правило, несколько секунд) водителю №1 необходимо оценить множество факторов для принятия решения о продолжении маневра или о его прекращении. Такой быстрый анализ обстановки доступен далеко не каждому даже опытному водителю, так как в этот набор факторов могут добавиться например, усталость, темное время суток, солнце в глаза и т.п. Именно эти дорожные ситуации, в которых водителям недоступна заблаговременная информация для принятия верного безопасного решения, являются причиной большинства дорожно-транспортных происшествий, в том числе с травмами и гибелью людей.
Рассмотрим тот же пример, с использованием описанной системы.
Водитель №1 с смартфоном (приложение включено) едет на автомобиле по трассе со скоростью 90 км/ч, догоняет едущий в том же направлении грузовик №2 с смартфоном (приложение включено). Грузовик №2 движется со скоростью 60 км/ч. На встречу едут другие участники дорожного движения №3,4 с смартфонами (приложение включено). Водитель №1 видит на экране смартфона всех участников дорожной обстановки и снижает скорость до 60 км/ч. После того как водители №3, 4 проехали участок, водитель №1 принимает решение на обгон. При этом водителю №1 предстоит набрать скорость для совершения обгона. На встречу едет автомобиль №5 с смартфоном (приложение включено). Сервер расчета встречных скоростей, учитывая время необходимое для набора скорости при обгоне, учитывая скорость и габариты грузовика №2 и учитывая скорость перемещения встречного автомобиля №5, вычисляет полное время совершения маневра обгона и если оно превышает время, за которое автомобиль №1 и автомобиль №5 с взаимной встречной скоростью достигнут одной и той же точки, которая будет не менее чем на 10 метров (показатель указан для примера и может меняться) впереди движущегося грузовика №2, то дорожную ситуацию признает опасной и транслирует через сервер приложений в приложение водителя №1 предупреждающий сигнал, например: «прекратите обгон, опасность!». Водитель №1 сбрасывает скорость и возвращается в свой ряд. Опасная ситуация снята.
Пример 2
Водитель №1 едет на автомобиле по трассе со скоростью 90 км/ч, догоняет едущий в том же направлении автомобиль №2. автомобиль №2 движется со скоростью 80 км/ч. Навстречу едут другие участники дорожного движения №3, 4. Так, как возможности для обгона в данный момент времени нет, то водитель №1 снижает скорость до 80 км/ч. После того как водители №3, 4 проехали участок, водитель №1 принимает решение на обгон. В этот момент оба автомобиля №1 и №2 подъезжают к участку дороги, на котором через 1 км начинается спуск. Навстречу со скоростью 90 км/ч едет автомобиль №5, скрытый от обзора водителей №1 и №2 за складкой местности. Для комфортного обгона автомобиля №2 водителю №1 необходимо набрать скорость не менее 100 км/ч, начав маневр, он набирает эту скорость. В этот момент водители №1 и №5 начинают видеть друг друга. Встречная скорость у них равна 190 км/ч. Расстояние между ними уже меньше километра, они встретятся через 18 секунд. Если водитель № 1 в этой ситуации не прекратит обгон, то очень велика вероятность дорожно-транспортного происшествия.
Рассмотрим тот же пример, с использованием описанной системы.
Водитель №1 с смартфоном (приложение включено) едет на автомобиле (Фиг. 3) по трассе со скоростью 90 км/ч, догоняет едущий в том же направлении автомобиль №2 с смартфоном (приложение включено). Автомобиль №2 движется со скоростью 80 км/ч. Навстречу едут другие участники дорожного движения № 3, 4 с смартфонами (приложение включено). Водитель №1 видит на экране смартфона всех участников дорожной обстановки и снижает скорость до 80 км/ч. После того как водители №3, 4 проехали участок, водитель №1 принимает решение на обгон. В этот момент оба автомобиля №1 и №2 подъезжают к участку, на котором через 1 км начинается спуск. Навстречу со скоростью 90 км/ч едет автомобиль №5 (без смартфона), скрытый от обзора водителей №1 и №2 за складкой местности. Данный участок является участком автомобильных дорог с ограниченной видимостью, на нем установлены устройства (камеры) определения текущей скорости автотранспортных средств, которые передают данные о скоростях в реальном времени на сервер расчета встречных скоростей. Одновременно сервер расчета встречных скоростей передает на сервер приложений рассчитанные данные для их трансляции непосредственно в приложение о встречных скоростях с автотранспортными средствами без приемопередатчика GPS- и GSM-связи, не подключенными к системе. Сервер расчета встречных скоростей, учитывая рассчитанную встречную скорость 190 км/ч и расстояние между встречно движущимися автомобилями, дорожную ситуацию признает опасной и транслирует через сервер приложений в приложение водителя №1 предупреждающий сигнал, например: «прекратите обгон, опасность!». Водитель №1 сбрасывает скорость и возвращается в свой ряд. Опасная ситуация снята.
Пример 3
Водитель №1 с смартфоном (приложение включено) едет на автомобиле по трассе со скоростью 90 км/ч, догоняет едущий в том же направлении грузовик №2 с смартфоном (приложение включено). Грузовик №2 движется со скоростью 50 км/ч. Дорога на данном участке имеет затяжной (например, больше километра) поворот в правую сторону (Фиг. 4), в результате от водителя №1 скрыта дорожная обстановка для принятия решения на обгон. Водитель №1 не обгоняет грузовик, постепенно за грузовиком может скопиться колонна автомобилей. В этом случае, при отсутствии встречного автотранспорта водитель грузовика может воспользоваться возможностью передачи голосовых рекомендаций другим участникам дорожного движения, например: «до ближайшей встречной 5 километров, можно обгонять» (обычно, например, добросовестные водители, видя скопившуюся за ними колонну, в таких случаях мигают 2-3 раза правым указателем поворота, не сбрасывая скорости движения, но об этом не все знают и не все выполняют). Водитель №1, а также другие водители, следующие за грузовиком, воспользовавшись рекомендацией, могут совершить безопасный маневр обгона.
Таким образом, работа заявленной системы направлена на снижение количеств ДТП на автомобильных дорогах, возникающих за счет отсутствия у водителей заблаговременной информации, для выбора оптимального решения на совершение маневров, представляющих повышенную опасность.