устройство для организации дорожного движения

Формула изобретения

Устройство для организации дорожного движения, выполненное переносным и ручным, включающее корпус с размещенным в нем или на нем источником электропитания, разъемным устройством подключения источника электропитания к сети переменного и постоянного тока для подзарядки, кнопкой включения, устройством для хранения информации, монитором для отображения информации о транспортном средстве и его владельце и телекоммуникационным устройством связи с централизованной базой данных для передачи в нее номерного знака транспортного средства и получения из нее информации о транспортном средстве и его владельце, отличающееся тем, что оно снабжено сканирующим блоком и идентификационной меткой, при этом идентификационная метка размещена на номерном знаке транспортного средства и выполнена в виде пьезокристалла с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем поверхностных акустических волн, содержащим две гребенчатые системы электродов, соединенные между собой шинами, и набор отражателей, причем шины соединены с микрополосковой антенной, сканирующий блок размещен в корпусе и выполнен в виде последовательно включенных источника электропитания, кнопки включения, задающего генератора, дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первого полосового фильтра, первого фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и устройства для хранения информации, телекоммуникационное устройство связи размещено в корпусе и выполнено в виде последовательно подключенных к выходу первого фазового детектора линии задержки, сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, фазового манипулятора и усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом дуплексера, последовательно подключенных к выходу задающего генератора первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и первого узкополосного фильтра, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора, последовательно подключенных к выходу первого узкополосного фильтра второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра, второго узкополосного фильтра, второго фазового детектора, второй вход которого через второй полосовой фильтр соединен с выходом дуплексера, и монитора, второй вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, к которому также подключен счетчик для подсчета количества остановленных транспортных средств, централизованная база данных выполнена в виде последовательно включенных задающего генератора, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, узкополосного фильтра, фазового манипулятора, второго усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первого усилителя мощности, фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и компьютера, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области регулирования и организации дорожного движения и может быть применено при остановке и контроле транспортных средств на постоянных и временных пунктах контроля дорожного движения.

При регулировке и контроле дорожного движения используются специальные устройства (например, жезлы регулировщика), служащие инструментами для подачи сигнала остановки транспортному средству.

Известны устройства для организации дорожного движения (патенты РФ № № 2116208, 2117334, 2194282, 2259601, 2278415, 2384887, 2385498; патенты на полезную модель № № 36539, 45846, 62726; свид. на полезную модель № № 1157, 8076, 14653, 18320; патенты Японии № № 11175882, 2002133479; патент WO № 2005/086.111 и другие).

Из известных устройств наиболее близким к предлагаемому является «Устройство для организации дорожного движения» (патент РФ № 2385498, G08G 1/017, 2008), которое и выбрано в качестве прототипа.

Указанное устройство позволяет эффективно управлять дорожным движением и совмещать сигнальные функции (подачу сигнала на остановку транспортного средства или сигнала по регулировке транспортного потока) с автоматической регистрацией номерного знака транспортного средства нарушителя, автоматической передачей полученных данных в централизованную базу данных и получением из нее информации об остановленном транспортном средстве и его владельце.

Известное устройство не всегда обеспечивает надежную автоматическую регистрацию номерного знака транспортного средства нарушителя. Это объясняется тем, что номерной знак может быть замазан грязью и его видеоизображение при фотосъемке с помощью цифровой фотокамеры получается не совсем четким.

Кроме того, в условиях ограниченной видимости (в ночное время, в туман и т.д.) требуется включение осветителя, причем направление конуса света осветителя должно быть согласовано с направлением на снимаемый фотокамерой номерной знак транспортного средства при его фотосъемке, что в ряде случаев вызывает определенные трудности.

Технической задачей изобретения является повышение надежности автоматической регистрации номерного знака транспортного средства нарушителя путем использования идентификационной метки, сканирующего блока и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Поставленная задача решается тем, что устройство для организации дорожного движения, выполненное переносным и ручным, включающее, в соответствии с ближайшим аналогом, корпус с размещенным в нем или на нем источником электропитания, разъемным устройством подключения источника электропитания к сети переменного и постоянного тока для подзарядки, кнопкой включения, устройством для хранения информации, монитором для отображения информации о транспортном средстве и его владельце и телекоммуникационным устройством связи с централизованной базой данных для передачи в нее номерного знака транспортного средства и получения из нее информации о транспортном средстве и его владельце, отличается от ближайшего аналога тем, что оно снабжено сканирующим блоком и идентификационной меткой, при этом идентификационная метка размещена на номерном знаке транспортного средства и выполнена в виде пьезокристалла с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем поверхностных акустических волн, содержащем две гребенчатые системы электродов, соединенные между собой шинами, и набор отражателей, причем шины соединены с микрополосковой антенной, сканирующий блок размещен в корпусе и выполнен в виде последовательно включенных источника электропитания, кнопки включения, задающего генератора, дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первого полосового фильтра, первого фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и устройства для хранения информации, телекоммуникационное устройство связи размещено в корпусе и выполнено в виде последовательно подключенных к выходу первого фазового детектора линии задержки, сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора псевдослучайной последовательности, фазового манипулятора и усилителя мощности, выход которого соединен со вторым входом дуплексера, последовательно подключенных к выходу задающего генератора первого перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и первого узкополосного фильтра, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора, последовательно подключенных к выходу первого узкополосного фильтра второго перемножителя, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра, второго узкополосного фильтра, второго фазового детектора, второй вход которого через второй полосовой фильтр соединен с выходом дуплексера, и монитор, второй вход которого соединен с выходом первого фазового детектора, к которому также подключен счетчик для подсчета количества остановленных транспортных средств, централизованная база данных выполнена в виде последовательно включенных задающего генератора, перемножителя, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, узкополосного фильтра, фазового манипулятора, второго усилителя мощности, дуплексера, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, первого усилителя мощности, фазового детектора, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, и компьютера, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора.

Устройство для организации дорожного движения содержит жезл для регулирования дорожного движения, который находится в руке инспектора дорожного движения, идентификационную метку, размещенную на номерном знаке транспортного средства, и централизованную базу данных, установленную в пункте контроля за дорожным движением.

Структурная схема устройства для организации дорожного движения представлена на фиг.1, 2 и 3. Структурная схема жезла регулировщика изображена на фиг.1. Функциональная схема идентификационной метки показана на фиг.2. Структурная схема централизованной базы данных изображена на фиг.3.

Жезл регулировщика выполнен в виде корпуса 1, в котором размещены сканирующий блок 2 и телекоммуникационное устройство связи 11.

Сканирующий блок 2 содержит последовательно включенные источник 3 электропитания с разъемным устройством подключения источника 3 электропитания к сети переменного и постоянного тока для подзарядки (не показана), кнопку 4 включения, задающий генератор 5, дуплексер 6, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 7, первый полосовой фильтр 8, первый фазовый детектор 9, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 5, и устройство 10 для хранения информации.

Телекоммуникационное устройство связи 11 содержит последовательно подключенные к выходу фазового детектора 9 линию задержки 14, сумматор 16, второй вход которого соединен с выходом генератора 15 псевдослучайной последовательности, фазовый манипулятор 19 и усилитель 20 мощности, выход которого соединен со вторым входом дуплексера 6, последовательно подключенные к выходу задающего генератора 5 первый перемножитель 17, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 5, и первый узкополосный фильтр 18, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора 19, последовательно подключенные к выходу первого узкополосного фильтра 18 второй перемножитель 22, второй вход которого соединен с выходом первого узкополосного фильтра 18, второй узкополосный фильтр 23, второй фазовый детектор 24, второй вход которого через второй полосовой фильтр 21 соединен с выходом дуплексера 6, и монитор 13, второй вход которого соединен с выходом первого фазового детектора 9, к которому также подключен счетчик 12 для подсчета количества остановленных транспортных средств.

Идентификационная метка 25, размещенная на номерном знаке транспортного средства, представляет собой пьезокристалл с нанесенным на его поверхность тонкопленочным алюминиевым встречно-штыревым преобразователем (ВШП) поверхностных акустических волн (ПАВ), содержащим две гребенчатые системы электродов 27, соединнные между собой шинами 28 и 29, и набором 30 отражателей, причем шины 28 и 29 соединены с микрополосковой антенной 26.

Централизованная база 31 данных содержит последовательно включенные задающий генератор 37, перемножитель 38, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 37, узкополосный фильтр 39, фазовый манипулятор 40, второй усилитель 41 мощности, дуплексер 33, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной 32, первый усилитель 34 мощности, фазовый детектор 35, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора 37, и компьютер 36, выход которого соединен со вторым входом фазового манипулятора 40.

Устройство для организации дорожного движения работает следующим образом.

Жезл регулировщика, выполненный в виде цилиндрического корпуса 1, находится в руке инспектора дорожного движения. В случае необходимости остановки транспортного средства инспектор посредством соответствующих перемещений жезла регулировщика сигнализирует водителю о требовании остановить транспортное средство.

При движении транспортного средства или после его остановки инспектор включает кнопкой 4 на рукоятке, при необходимости, стробирующий блок 2. При этом задающий генератор 5 формирует высокочастотное колебание

u₁(t)=U₁·Cos(w₁ t+ ₁), 0 t T₁,

которое через дуплексер 6 поступает в приемопередающую антенну 7, излучается ею в эфир на частоте w1 и облучает идентификационную метку 25, размещенную на номерном знаке транспортного средства. Высокочастотное колебание u₁(t) улавливается микрополосковой антенной 26, преобразуется ВШП в акустическую волну, которая распространяется по поверхности пьезокристалла, отражается от набора 30 отражателей и опять преобразуется ВШП в электромагнитный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн)

u₂(t)=U₂·Cos[w₁ t+ _к1(t)+ ₁], 0 t T₁,

где _к1(t)={0; } - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с топологией встречно-штыревого преобразователя M₁(t), который определяет номерной знак транспортного средства в цифровом виде (фиг.2).

Сформированный ФМн-сигнал u₂(t) излучается микрополосковой антенной 26 в эфир, улавливается приемопередающей антенной 7 и через дуплексер 6 поступает на вход полосовых фильтров 8 и 21.

Частота настройки w_н1 полосового фильтра 8 выбрана равной w₁

w_н1 =w₁.

Частота настройки w_н2 полосового фильтра 21 выбрана равной w₃

w_н2=w₃.

Поэтому ФМн-сигнал u₂(t) выделяется полосовым фильтром 8 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 9, на второй (опорный) вход которого подается гармоническое колебание u ₁(t) с выхода задающего генератора 5. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 9 образуется низкочастотное напряжение

u_н1(t)=U_н1·Cos _к1(t), 0 t T₁,

где

пропорциональное номерному знаку транспортного средства.

Это напряжение поступает в устройство 10 для хранения информации, на монитор 13, счетчик 12 для подсчета количества остановленных транспортных средств и на линию 14 задержки. Время задержки _з линии 14 задержки выбирается равным длительности T₁ сигнала _з=T₁. Низкочастотное напряжение u _н1(t) с выхода линии 14 задержки поступает на первый вход сумматора 16, на второй вход которого подается модулирующий код М₂(t) с выхода генератора 15 псевдослучайной последовательности. Причем модулирующий код M₂(t) является паролем инспектора. На выходе сумматора 16 образуется суммарный код M ₁(t)=M₁(t)+М₂(t), который поступает на первый вход фазового манипулятора 19.

Высокочастотное колебание u₁(t) с выхода задающего генератора 5 одновременно поступает на два входа перемножителя 17, на выходе которого образуется гармоническое колебание

u₃(t)=U ₃·Cos(w₂t+ ₂), 0 t T₂,

где ;

w₂=2w₁; ₂=2 ₁,

которое выделяется узкополосным фильтром 18 и подается на второй вход фазового манипулятора 19. На выходе последнего формируется сложный сигнал с фазовой манипуляцией (ФМн)

u₄(t)=U₄·Cos[w ₂t+ _к2(t)+ ₂], 0 t T₂,

где _к2(t)={0; } - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с суммарным модулирующим кодом M ₁(t),

который через усилитель 20 мощности и дуплексер 6 поступает в приемопередающую антенну 7, излучается ею в эфир на частоте w₂, улавливается приемопередающей антенной 32 централизованной базы 31 данных и через дуплексер 33 и усилитель 34 мощности поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 35. На второй (опорный) вход фазового детектора 35 подается гармоническое колебание с выхода задающего генератора 37

u₅(t)=U₅·Cos(w ₂t+ ₂), 0 t T₂.

В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 35 образуется низкочастотное напряжение

u_н2(t)=U_н2·Cos _к2(t), 0 t T₂,

где

пропорциональное суммарному модулирующему коду M ₁(t),

которое поступает в компьютер 36, где сравнивается с номерными знаками транспортных средств, записанных в его памяти. В случае совпадения низкочастотного напряжения, а точнее модулирующего кода M₁(t) с одним из кодов, хранящихся в памяти компьютера 36, в нем формируется модулирующий код M ₂(е), равный сумме кодов

M ₂(t)=M₁(t)+M₂(t)+M₃ (t),

где M₃(t) - модулирующий код, отображающий в цифровой форме сведения о владельце транспортного средства.

Указанный код поступает на первый вход фазового манипулятора 40.

Гармоническое колебание u₅(t) с выхода задающего генератора 37 одновременно поступает на два входа перемножителя 38, на выходе которого образуется гармоническое колебание

u₆(t)=U ₆·Cos(w₃t+ ₃), 0 t T₂,

где ;

w₃=2w₂; ₃=2 ₂.

Это напряжение выделяется узкополосным фильтром 39 и подается на второй вход фазового манипулятора 40. На выходе фазового манипулятора 40 формируется сложный ФМн-сигнал

u₇(t)=U₇·Cos[w₃ t+ _к3(t)+ ₃], 0 t T₂,

где _к3(t)={0; } - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M ₃(t),

который через усилитель 41 мощности и дуплексер 33 поступает в приемопередающую антенну 32, излучается ею в эфир на частоте w₃, улавливается антенной 7 жезла регулировщика и через дуплексер 6 поступает на входы полосовых фильтров 8 и 21. ФМн-сигнал u₇(t) выделяется полосовым фильтром 21 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 24.

Гармоническое колебание u₃ (t) с выхода узкополосного фильтра 18 одновременно поступает на два входа перемножителя 22, на выходе которого образуется гармоническое колебание

u₈(t)=U ₈·Cos(w₃t+ ₃), 0 t Т₂,

где ;

w₃=2w₂; ₃=2 ₂,

которое выделяется узкополосным фильтром 23 и подается на второй (опорный) вход фазового детектора 24. В результате синхронного детектирования на выходе фазового детектора 24 образуется низкочастотное напряжение

u_н3(t)=U_н3·Cos _к3(t), 0 t Т₂,

где

пропорциональное модулирующему коду М ₃(1), которое поступает на монитор 13.

На мониторе 13 высвечиваются номерной знак транспортного средства и информация о его владельце.

Если на первом входе монитора 13 не высвечиваются номерной знак облучаемого транспортного средства, то номерной знак не имеет идентификационной метки, а значит является фальшивым.

Если на втором входе монитора 13 не высвечивается номерной знак облучаемого транспортного средства и информация о его владельце, то номерной знак облучаемого транспортного средства отсутствует в памяти компьютера 36 централизованной базы 31 данных.

Оборудование устройства для подсчета количества остановленных транспортных средств предназначено для получения информации о количестве остановленных транспортных средств, номерные знаки которых снабжены идентификационными метками, назначение которой состоит в последующем анализе работы инспектора, в частности в составлении количества остановленных средств с количеством протоколов о нарушении правил дорожного движения, с количеством зарегистрированных и сохраненных в запоминающем устройстве номеров транспортных средств.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение надежности автоматической регистрации номерного знака транспортного средства нарушителя. Это достигается за счет использования идентификационной метки сканирующего блока и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Предлагаемое устройство является всепогодным, работа его не зависит также от времени суток и года.

Отличительной особенностью идентификационной метки являются малые размеры и отсутствие источника электропитания.

Сложные ФМн-сигналы обладают высокой энергетической и структурной скрытностью.

Энергетическая скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена их высокой сжимаемостью во времени или по спектру при оптимальной обработке, что позволяет снизить мгновенную излучаемую мощность. Вследствие этого сложный ФМн-сигнал в точке приема может оказаться замаскированным шумами и помехами. Причем энергия сложного ФМн-сигнала отнюдь не мала, она просто распределена по частотно-временной области так, что в каждой точке этой области мощность сигнала меньше мощности шумов и помех.

Структурная скрытность сложных ФМн-сигналов обусловлена большим разнообразием их форм и значительными диапазонами изменения значений параметров, что затрудняет оптимальную или хотя бы квазиоптимальную обработку сложных ФМн-сигналов априорно неизвестной структуры с целью повышения чувствительности приемного устройства.

Сложные ФМн-сигналы позволяют применять новый вид селекции - структурную селекцию. Это значит, что появляется новая возможность выделять эти сигналы среди других сигналов и помех, действующих в той же полосе частот и в те же промежутки времени.

Для развязки применяемые блоки используют три частоты w₁ , w₂ и w₃, между которыми установлены следующие соотношения: w₂=2w₁, w₃=2w ₂=4w₁.