Система візуально-інформаційна для автомобільних доріг “вісад”

Реферат: UA 71967 U UA 71967 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується систем керування рухом дорожнього транспорту і може бути використана для стеження за ситуацією на автошляхах та дорогах та підготовки рішень для прийняття негайних та постійних рішень для запобігання аварійним ситуаціям на автошляхах і дорогах, прогнозування дорожньої ситуації та інформування учасників руху та інших служб, відповідальних за безпеку дорожнього руху та утримання автошляхів та доріг. Система також може бути використана для контролю за станом рівня води у гірських річках, кількістю хімікатів, які наявні на поверхні дороги, кількістю транспорту та типом транспортних засобів на певній ділянці автошляху у певний час, для відеоспостереження, дистанційного керування світлодіодними інформаційними екранами, для контролю за швидкістю газу у газопроводі, та інших сферах, де застосовуються датчики або сенсори, які вимірюють стан матеріалів або контролюють технологічний процес. Відома система регулювання руху дорожнього транспорту, що містить центральний комп'ютер для збору інформації про ситуацію на дорозі, одержуваної за допомогою відеокамер, установлених біля проїзної частини. Транспортні засоби абонентів оснащені комп'ютерами, що мають радіозв'язок із центральним комп'ютером для прийому закодованих сигналів про ситуацію на проїзній частині з можливістю візуального відтворення на моніторі отриманої інформації, що сповіщає абонентів про затори на проїзній частині, їх причини, тривалість і рекомендації про кращий маршрут руху в намічений пункт. Для полегшення навантаження на центральний комп'ютер у різних районах міста встановлені регіональні базові комп'ютери, входи яких підключені до окремих груп відеокамер, а виходи з'єднані із входами центрального 6 комп'ютера (RU 2125295 С1, МПК G08G 1/00, оп. 20.01.1999) Однак зазначена система надає інформацію про стан на дорожньо-вуличній мережі винятково абонентам, прийомні пристрої яких установлені на автомобілях. У системі для фіксування обстановки на дорозі використовують тільки відеокамери, що знижує функціональні можливості системи, тому що інформація, що надходить від відеокамер, недостатня для визначення, наприклад, екологічної обстановки на кожній конкретній ділянці дороги. Найбільш близьким аналогом системи, що заявляється, вибраним за прототип, є система комплексного керування рухом транспорту, що містить систему збору даних у вигляді наборів датчиків, розташованих біля проїзних частин вулиць міста, а також на мостах, щоглах, будівлях, пов'язаний з цією системою засобами зв'язку диспетчерський пункт з центральним комп'ютером і поліекраном. У набір датчиків входять детектор транспорту, екологічний датчик і керована відеокамера. Із центральним комп'ютером засобами зв'язку пов'язані інформаційні табло, розташовані поблизу проїзних частин. Абоненти системи, якими є транспортні засоби, міські служби, забезпечені приймачами сигналів від центрального комп'ютера у вигляді персональних комп'ютерів, мобільних телефонів. Центральний комп'ютер містить бази даних середньостатистичних значень параметрів транспортних потоків і ступеня забруднення повітря (RU 2156500 С1, МПК G08G 1/01, 1/07, оп. 20.09.2000). Спільними суттєвими ознаками відомої системи і системи, що заявляється, є система збору даних у вигляді локальних вузлів збору первинних даних з наборами пристроїв збору даних, встановленими поблизу автомобільних доріг, пов'язані із зазначеною системою збору даних засобами зв'язку система обробки даних у вигляді диспетчерських центрів з серверами обробки і базами даних і система візуалізації оброблених даних із засобами візуалізації. Відома система надає інформацію про ситуацію на дорожньо-вуличній мережі міста не тільки тим учасникам руху, в автомобілях яких установлений приймальний пристрій, але і всім іншим учасникам дорожнього руху, інформацію про стан на дорогах, включаючи інформацію про екологічну обстановку поблизу проїзної частини. Однак, недоліками відомої системи, що спричиняють обмеженість її функціональних можливостей, є: - використання системи тільки в межах населеного пункту для інформування щодо заторів або транспортних пригод, причому тільки у деяких місцях, наприклад на перехрестях або небезпечних ділянках доріг; - обмеженість даних, що збираються системою збору даних, яка зумовлена обмеженістю набору датчиків і можливою несумісністю цих датчиків із системою обробки даних; - обмеженість обробки даних тільки порівнянням із середньостатистичними параметрами. В основу корисної моделі поставлено задачу створення візуально-інформаційної системи обслуговування автомобільних доріг, в якій шляхом введення додаткових засобів збору даних і їх обробки забезпечується збільшення видів первинних даних, що збираються, і місць їх збору не тільки у населених пунктах, а і між ними, а також підвищення ефективності обробки даних, що призводить до підвищення інформативності системи і розширення її функціональних можливостей, в результаті чого підвищується безпека руху. 1 UA 71967 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлена задача вирішується тим, що у візуально-інформаційній системі для автомобільних доріг "ВІСАД", що містить систему збору даних у вигляді локальних вузлів збору первинних даних з наборами пристроїв збору даних, встановленими поблизу автомобільних доріг, пов'язані із зазначеною системою збору даних засобами зв'язку систему обробки даних у вигляді диспетчерських центрів з серверами обробки і базами даних і систему візуалізації оброблених даних із засобами візуалізації, згідно з корисною моделлю, новим є те, що локальні вузли збору первинних даних оснащені контролерами обробки даних, диспетчерські центри оснащені серверами зберігання даних, при цьому кількість локальних вузлів і диспетчерських центрів і відстань між ними визначені, виходячи із забезпечення збору даних з автошляхів певного регіону країни, а як пристрої збору даних використані принаймні датчики статистичного руху на автошляхах або метеодатчики та сенсори для контролю принаймні швидкості та напрямку вітру, кількості та видів опадів, видимості, концентрації хімічних сполук в атмосфері, температури повітря, ґрунту та покриття, атмосферного тиску та вологості, або відеокамери для реєстрації навколишньої обстановки, або тензометричні пристрої вагового контролю, або їх комбінації. Поставлена задача вирішується також тим, що як засоби візуалізації використані відеоекрани і відеостелі диспетчерських пунктів, світлодіодні інформаційні табло, встановлені поблизу автошляхів, монітори комп'ютерів і мобільні телефони користувачів. Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Оснащення локальних вузлів збору первинних даних контролерами обробки даних забезпечує вирішення задачі запровадження сумісності різних пристроїв збору даних з системою обробки даних, що підвищує ефективність збору й обробки даних і, як наслідок, інформативність системи. Оснащення диспетчерських центрів серверами зберігання даних забезпечує створення архівів інформації і дозволяє використовувати статистичні дані для моделювання прогнозів діяльності системи, що також підвищує ефективність обробки даних і інформативність системи. Визначення кількості локальних вузлів і диспетчерських центрів і відстані між ними, виходячи із забезпечення збору даних з автошляхів певного регіону країни, забезпечує отримання первинних даних і їх обробку з будь-якого місця дороги у регіоні дії системи, що дозволяє контролювати ситуацію і впливати на неї у всьому регіоні, в результаті чого підвищується інформативність системи і розширюються її функціональні можливості. Використання як пристроїв збору даних принаймні датчиків статистичного руху на автошляхах або метеодатчиків та сенсорів для контролю принаймні швидкості та напрямку вітру, кількості та видів опадів, видимості, концентрації хімічних сполук в атмосфері, температури повітря, ґрунту та покриття, атмосферного тиску та вологості, або відеокамер для реєстрації навколишньої обстановки, або тензометричних пристроїв вагового контролю, або їх комбінацій забезпечує збільшення видів первинних даних, що збираються, і відповідно, даних, що обробляються й аналізуються, що приводить до підвищення можливості моніторингу, контролювання і моделювання ситуації на дорогах з метою підвищення безпеки руху, що також розширює функціональні можливості системи і підвищує її інформативність. А використання як засобів візуалізації відеоекранів і відеостель диспетчерських пунктів, світлодіодних інформаційних табло, встановлених поблизу автошляхів, моніторів комп'ютерів і мобільних телефонів користувачів дозволяє різними засобами надавати оброблену інформацію користувачам, які мають можливість реагувати на отриману інформацію, що також сприяє підвищенню інформативності системи. Таким чином, створена візуально-інформаційна система, завдяки досягненню технічного результату, забезпечує підвищення безпеки руху - кінцевій меті запровадження системи, що заявляється. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображена загальна схема візуально-інформаційної системи для автомобільних доріг "ВІСАД"; на фіг. 2 - комунікаційна схема системи. Візуально-інформаційна система для автомобільних доріг "ВІСАД" (фіг. 1, 2) у найкращому варіанті свого виконання, який однак не є єдино можливим, містить систему збору даних у вигляді локальних вузлів 1 збору первинних даних з наборами пристроїв 2 збору даних і контролерами 3 обробки даних УМПД зі спеціальним програмним забезпеченням і пристроями передавання даних, встановленими поблизу автомобільних доріг, пов'язані із зазначеною системою збору даних мережею Інтернет систему обробки даних у вигляді диспетчерських центрів 4 з серверами 5 програмно-аналітичної обробки і серверами 6 зберігання даних (архівної інформації) і систему візуалізації оброблених даних із засобами 7 візуалізації. 2 UA 71967 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Контролер 3 має дротове з'єднання безпосередньо з пристроєм 2 збору даних та бездротові технології передачі зібраних даних GSM, GPRS, EDGE, 3G на сервер 5 обробки даних. Обидва сервери 5, 6 диспетчерського центру 4 являють собою спеціальні комп'ютерні системи на базі процесорів серверного типу та базового програмного забезпечення для серверних платформ для обробки первинної інформації та формування загальної інформації із забезпеченням безвідмовності їх функціонування та резервного зберігання даних за допомогою допоміжного обладнання. Система оснащена комплексом програмного забезпечення збору, обробки, зберігання та відображення ситуативних даних "Метеонаглядач". Кількість локальних вузлів 1 і диспетчерських центрів 4 і відстань між ними визначені, виходячи із забезпечення збору даних з автошляхів певного регіону країни. Система може мати до 200 окремих локальних вузлів, до 20 диспетчерських центрів та необмежену кількість користувачів, серед яких водії транспортних засобів і організація з керування руху та утримання доріг, з усіма її підрозділами по всій території країни, які відповідають за експлуатацію та реконструкцію автошляхів. Відстань ефективної діяльності локальних вузлів - не менше 1000 м. Як пристрої 2 збору даних використані датчики статистичного руху на автошляхах, метеодатчики та сенсори для контролю швидкості та напрямку вітру, кількості та видів опадів, видимості, концентрації хімічних сполук в атмосфері, температури повітря, ґрунту та покриття, атмосферного тиску та вологості, відеокамери для реєстрації навколишньої обстановки, тензометричні пристрої вагового контролю тощо. Локальні вузли 1 скомпоновані з двох автоматичних станцій: комплексу технічних та програмних засобів метеорологічного дорожнього "ROSA" і станції гідрометеорологічної MAWS. Система моніторингу та візуалізації дорожньої інформації скомпонована із засобів 7 візуалізації, якими можуть бути відеоекрани і відеостелі диспетчерських пунктів, світлодіодні інформаційні табло, встановлені поблизу автошляхів, монітори комп'ютерів і мобільні телефони користувачів. Інформаційні табло встановлюються на металеві опори та складаються з монохромної та повнокольорової частин. Крім цього, система використовує роутер з РОЕ живленням (для відеокамер), систему безперебійного живлення та комплект блискавкозахисту та заземлення. Візуально-інформаційна система обслуговування автомобільних доріг "ВІСАД" працює таким чином. Локальні вузли 1 встановлюють на автошляхах і дорогах переважно на відстані 2000 м один від одного, особливу увагу приділяють аварійно-небезпечним ділянкам. Первинна інформація стосовно руху транспорту на автошляхах, швидкості та напрямку вітру, кількості та видів опадів, видимості, концентрації хімічних сполук в атмосфері, температури повітря, ґрунту та покриття, атмосферного тиску та вологості, навколишньої обстановки, ваги транспортних засобів тощо передається з пристроїв 2 збору даних на контролер 3 в кожному локальному вузлі 1, попередньо обробляється для сумісності пристроїв збору даних з системою обробки даних і передається до сервера 5 обробки даних. В серверному комплексі оброблена інформація передається на засоби 7 візуалізації в диспетчерських центрах 4, окремим користувачам та за потреби на інформаційні табло на дорогах. Також вся оброблена інформація передається на окремий сервер 6 зберігання інформації для архівування. Оператор диспетчерського центру керує всією системою, в т.ч. подає команди для управління інформаційними світлодіодними табло на шляхах. Таким чином, принцип функціонування системи ВІСАД полягає в постійній роботі мережі окремих датчиків та пристроїв (локальні вузли), передачі інформації у диспетчерські центри для обробки та висвітлювання оперативної інформації на екранах диспетчерських центрів, моніторах конференц-залів, персональних комп'ютерах і мобільних телефонах користувачів та інформаційних табло на шляхах, що дозволяє контролювати і впливати на ситуацію на шляхах, що підвищує безпеку руху. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Система візуально-інформаційна для автомобільних доріг, що містить систему збору даних у вигляді локальних вузлів збору первинних даних з наборами пристроїв збору даних, встановленими поблизу автомобільних доріг, пов'язані із зазначеною системою збору даних засобами зв'язку систему обробки даних у вигляді диспетчерських центрів з серверами обробки і базами даних і систему візуалізації оброблених даних із засобами візуалізації, яка відрізняється тим, що локальні вузли збору первинних даних оснащені контролерами обробки даних, диспетчерські центри оснащені серверами зберігання даних, при цьому кількість 3 UA 71967 U 5 10 локальних вузлів і диспетчерських центрів і відстань між ними визначені, виходячи із забезпечення збору даних з автошляхів певного регіону країни, а як пристрої збору даних використані принаймні датчики статистичного руху на автошляхах або метеодатчики та сенсори для контролю принаймні швидкості та напрямку вітру, кількості та видів опадів, видимості, концентрації хімічних сполук в атмосфері, температури повітря, ґрунту та покриття, атмосферного тиску та вологості, або відеокамери для реєстрації навколишньої обстановки, або тензометричні пристрої вагового контролю, або їх комбінації. 2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що як засоби візуалізації використані відеоекрани і відеостелі диспетчерських пунктів, світлодіодні інформаційні табло, встановлені поблизу автошляхів, монітори комп'ютерів і мобільні телефони користувачів. 4 UA 71967 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5