система координированного управления транспортными потоками

Формула изобретения

1. Система координированного управления транспортными потоками, содержащая центральный компьютер, подключенные к нему локальные компьютеры для сбора информации о дорожном движении, связанные с сигнальными секциями светофоров, установленными на перекрестках дорог, и расположенными около сигнальных секций видеокамерами, персональные компьютеры транспортных средств - абонентов, специализированные на визуальное воспроизведение информации на проезжей части, отличающаяся тем, что снабжена сканирующими устройствами, установленными на проезжей части дороги перед каждой секцией светофора и имеющими связь с локальным компьютером перекрестка, установленным около данного светофора, а каждое транспортное средство содержит индивидуальный электронный номер.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что в центральный компьютер заложена программа с электронной моделью города и база данных возможных из ранее зафиксированных вариантов движения каждого транспортного средства, содержащего индивидуальный электронный номер.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам координированного управления транспортными потоками и может быть использовано при выявлении дорожной обстановки в любом районе города для выбора оптимального маршрута движения.

Известна система мониторинга автомобилей в кризисной ситуации, обеспечивающая подачу тревожных сигналов водителю о такой ситуации (патент США № 5515285, кл. G 08 G 1/00, опубл. 07.05.96 г.). Известная система содержит системный процессор, управляющий передатчиком сигнала, сигнальные устройства, а также индикатор сигналов и передатчик сигнала к месту осуществления мониторинга. Однако известная система не предоставляет полную информацию о движении транспортных средств и во многих случаях за счет тревожных сигналов вызывает излишнюю нервозность водителей, что отрицательно сказывается на дорожной обстановке.

Известна также система управления движением транспортных средств, обеспечивающая водителя информацией об опасных участках дороги (патент России № 2139573, кл. G 08 G 1/00, опубл. 10.10.99 г.). Система содержит на опасных участках дороги дорожные знаки, выполненные в виде поперечно расположенных металлических полос, размещенных на полотне дороги в виде кода Морзе. Транспортные средства укомплектованы устройством памяти голоса, которое соединено с устройством озвучивания и датчиком считывания информации с полотна дороги. При этом датчик выполнен в виде электромагнитной рамки, размещенной под кузовом транспортного средства.

Недостатком этой известной системы управления движения транспортными потоками является ее ограниченные функциональные возможности. Информация, считываемая с полотна дороги, носит только предупредительный характер об опасных участках дорог и ее объем недостаточен для получения полной и достоверной картины о ситуации на проезжей части.

Следующая известная система регулирования движения транспортного средства содержит передатчик и приемник сигналов о характеристиках его движения (патент США № 5283573, кл. G 08 G 1/00, опубл. 01.02.94 г.). В этой системе в качестве передатчика предусмотрены видеокамеры, установленные около светофоров на уличных перекрестках, а также на перекрестках с несколькими пересечениями. Сигналы этих передатчиков обрабатываются и поступают на монитор. В зависимости от плотности транспортных потоков и интенсивности движения определяется продолжительность фаз полного переключения светофоров.

Поскольку в качестве приемника сигналов предусмотрен монитор по сути стационарного типа, то все движение транспортных средств регулируется с центрального пункта с учетом статистических данных. При этом сами участники движения не принимают участие в его регулировании. Это существенно снижает функциональные возможности системы и затрудняет выбор абонента оптимального маршрута по улицам города в условиях интенсивного дорожного движения.

Известна также система регулирования движения транспортного средства (заявка РСТ № 90/05969 А2, G 08 G 1/00, опубл. 31.05.90), содержащая центральный компьютер, подключенные к нему инфракрасные датчики, передатчик и расположенный на транспортных средствах приемник сигналов - пейджер, на табло которого воспроизведена дорожная сеть с указанием скорости движения. Инфракрасные датчики, фиксирующие скорость движения, установлены на мостах над проезжей частью.

Несмотря на сравнительно небольшую цену и малые затраты на обслуживание абонентов, пейджеры не получили широкого распространения для оценки ситуации на проезжей части. Они не в состоянии указать абоненту оптимальный маршрут движения в быстро меняющей обстановке на проезжей части. Кроме того, информация, полученная с помощью инфракрасных датчиков, недостаточно емкая и точная, и использовать ее для дальнейшего прогнозирования возможного движения на перегонах между перекрестками не представляется возможным.

Следующая известная система регулирования движения транспортного средства (заявка РСТ № 095/24029, кл. G 08 G 1/0967, опубл. 08.09.95 г.) содержит центральный компьютер, подключенные к нему региональные базовые процессоры для сбора информации о дорожном движении, передатчик и имеющие с ним радиосвязь персональные компьютеры, установленные на транспортных средствах, специализированные на визуальное воспроизведение информации о ситуации на проезжей части. В базовые процессоры поступает информация от приборов метеостанции, дающих сведения о температуре воздуха, состоянии дорожной поверхности, наличии ветра, дождя, снегопада и других метеорологических показателей, а также от датчиков, фиксирующих скорость транспортного потока, о дорожных работах, о заторах на проезжей части, о возможностях парковки и другого.

Однако информация, полученная от указанных датчиков, соответствует только моменту их съема и недостаточна для получения полной и достоверной картины о ситуации на проезжей части и возможном ее изменении в ближайшее время для правильного выбора оптимального пути следования в намеченный пункт.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является система регулирования движения дорожного транспорта (патент России №2125295, кл. G 08 G 1/00, опубл. 20.01.99 г.). Система содержит центральный компьютер, к которому подключены региональные базовые процессоры, для сбора информации о дорожном движении и передатчик. Транспортные средства абонентов снабжены компьютерами, имеющими радиосвязь с центральным компьютером для приема закодированных сигналов о ситуации на проезжей части с возможностью визуального воспроизведения на мониторе полученной информации, оповещающей абонентов о заторах на проезжей части, их причинах, продолжительности и выдающей рекомендации о предпочтительном маршруте движения в намеченный пункт. Система также снабжена видеокамерами, установленными у проезжей части для приема изображения дорожного транспорта, имеющими связь с региональными базовыми процессорами. При этом в электрических цепях между выходами видеокамер, расположенных у светофоров, и входами процессоров расположена коммутирующая аппаратура с управляющим входом, подключенным к электрической цепи включения в светофоре зеленого сигнала через реле времени.

Однако известная система регулирования движения дорожного транспорта из-за отсутствия информации о возможном продвижении транспортного средства на перегонах между светофорами с учетом реальной скорости движения, регулирования времени сигналов и изменения направления основного транспортного потока существенно сужает свои функциональные возможности. Она не в состоянии рационально распределить транспортные потоки и эффективно оказать помощь абонементам при выборе оптимального маршрута по улицам города в условиях интенсивного дорожного движения из-за отсутствия прогноза изменения интенсивности потока движения на ближайшее время.

Задачей предлагаемой системы координированного управления транспортными потоками является получение более полной и точной информации об обстановке на проезжей части, помогающей рациональнее распределять транспортные потоки и эффективнее оказывать помощь абонементам при выборе оптимального маршрута по улицам города в условиях интенсивного дорожного движения

Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет прогнозирования возможного продвижения транспортного средства на перегонах между светофорами с учетом реальной скорости движения, регулирования времени и направления сигналов, а также изменения направления основного транспортного потока.

Технический результат достигается тем, что система координированного управления транспортными потоками содержит центральный компьютер и подключенные к нему локальные компьютеры для сбора информации о дорожном движении. Последние связаны с сигнальными секциями светофоров, установленными на перекрестках дорог, и видеокамерами. Транспортные средства абонентов оборудованы персональными компьютерами, специализированными на визуальное воспроизведение информации на проезжей части. Система также снабжена сканирующими устройствами, установленными на проезжей части дороги, перед каждой секцией светофора, и имеющими связь с локальным компьютером перекрестка, установленным около данного светофора. Каждое транспортное средство содержит индивидуальный электронный номер. При этом в центральный компьютер заложена программа с электронной моделью города и база данных возможных, из ранее зафиксированных вариантов движения каждого транспортного средства, содержащего индивидуальный электронный номер.

Технический результат достигается тем, что в центральный компьютер, расположенный на центральном пульте системы координированного управления, вводится программа, основанная на создании виртуального аналога города в реальном режиме времени с учетом всех действующих составных, а именно - метеоусловий, времени года, дня недели, времени суток, различных развлекательных мероприятий, стихийных бедствий и привычек людей. В эту же программу также вводится база данных возможных, из ранее зафиксированных вариантов движения каждого транспортного средства, содержащего индивидуальный электронный номер.

Программа анализирует все возможные варианты движения средства с учетом движения предполагаемого транспортного потока и постоянно корректируется их фактическим движением. После уточнения информация передается на дисплей транспортного средства. Такое уточнение происходит на каждом перекрестке.

В зависимости от предполагаемых транспортных потоков определяется возможность прохождения этих потоков по всем перегонам между светофорами. В случае достижения пороговой (максимальной) величины транспортного потока на данном перегоне программа автоматически ограничивает доступ за счет запретительного сигнала светофора и изменения потока.

Координированное управление грузовых потоков осуществляется за счет прогноза возможного движения всех автомобилей по данному перегону между светофорами с учетом реальной скорости движения. В случае уменьшения скорости, учитывая прогнозируемые маршруты других транспортных средств, программа учитывает их доступ в данный перегон за счет задержки или изменения направления разрешающего сигнала.

Программа предусматривает создание оптимального маршрута движения по запросу абонента из одной точки города в другую.

На фиг.1 дана принципиальная схема координированного управления транспортными потоками, на фиг.2 приведен фрагмент системы управления.

Система координированного управления транспортными потоками содержит центральный компьютер 1, расположенный на пульте управления. К нему подключены метеостанции 2, локальный компьютер 3 для сбора информации о дорожном движении вблизи перекрестка 4. Локальный компьютер 3 перекрестка 4 связан с сигнальными секциями 5 многосекционного светофора 6 и расположенными около них видеокамерами 7. Система также снабжена сканирующими устройствами 8, установленными на проезжей части перекрестка 4 перед каждой секцией 5 светофора 6. Транспортные средства 9 в качестве системных абонентов 10 могут иметь персональные компьютеры 11, специализированные на визуальное воспроизведение информации с проезжей части. Каждое транспортное средство 9 оборудовано индивидуальным электронным номером 12.

В центральный компьютер 1 заложена программа с электронной моделью города и база данных возможных, из ранее зафиксированных вариантов движения каждого транспортного средства 9, содержащего индивидуальный электронный номер 12.

Система работает следующим образом.

Транспортное средство 9, оборудованное индивидуальным электронным номером 12, является абонентом 10 системы координированного управления транспортными потоками города. Подъезжая к перекрестку 4, через персональный компьютер 11, связанный с локальным компьютером 3 того же перекрестка, запрашивает у центрального компьютера 1 информацию по выбору оптимального маршрута по улицам города в условиях интенсивного дорожного движения к определенному пункту назначения.

В это время с видеокамеры 7, расположенной около секции 5 светофора 6, в компьютер 1 передается информация о дорожной обстановке на данном перекрестке. В центральный компьютер 1 также поступает другая информация, касающаяся дорожного движения, например от городской автоинспекции, от метеостанций 2 с указанием прогноза погоды или предупреждением, от пожарных служб и другого.

Центральный компьютер 1, получая данный запрос от абонента 10, вводит данную информацию в электронную программу модели города и с учетом времени движения до пункта назначения выдает вариант оптимального маршрута движения. Ответ выдается в зависимости от запрашиваемых показателей, а именно - минимального времени, минимального расстояния, минимального расхода топлива и другого. Далее транспортное средство, пересекая перекресток, обязательно проходит через сканер 8, который с электронного номера снимает информацию и фиксирует время прохождения. Эта информация передается через локальный компьютер 3 на центральный компьютер 1, где она вводится в электронную модель города, а именно в программу, в которой заложена информация о возможных вариантах передвижения данного средства. Программа анализирует все возможные варианты движения средства с учетом движения предполагаемого транспортного потока и постоянно корректируется их фактическим движением. После уточнения информация передается на дисплей транспортного средства. Такое уточнение происходит на каждом перекрестке.

Таким образом, предлагаемая система координированного управления транспортными потоками за счет прогнозирования возможного продвижения транспортного средства на перегонах между светофорами с учетом реальной скорости движения, регулирования времени и направлении сигналов, а также изменения направления основного транспортного потока позволяет получить более полную и точную информацию об обстановке на проезжей части, помогающей рациональнее распределять транспортные потоки и эффективнее оказывать помощь абонементам при выборе оптимального маршрута по улицам города в условиях интенсивного дорожного вижения.