Устройство организации дорожного движения - RU2736848C1

Чертежи

Описание

Изобретение относится к техническим средствам организации дорожного движения при эксплуатации автомобильных дорог и может быть применено в дорожных знаках со световой индикацией надписей и символов, в том числе, дорожных знаках переменной информации.

Из уровня техники известен управляемый дорожный знак содержащий установленные в герметичной рамке основание, светопроницаемую панель с графическим изображением знака из светоотражающего материала, плату со светодиодными источниками излучения, источник электропитания и электрическую цепь подвода электропитания к светодиодным источникам излучения с устройством регулирования светового излучения (патент РФ № 123199, 08.10.2012). На внутренней поверхности светопроницаемой панели размещены, по меньшей мере, два различных графических изображения дорожного знака, при этом плата со светодиодными источниками излучения расположена между основанием и светопроницаемой панелью, а светодиодные источники излучения установлены на плате так, что обеспечивается подсветка необходимого контура изображения дорожного знака, кроме того, устройство регулирования светового излучения снабжено устройством переключения изображений дорожного знака.

Существенным недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает высокой безопасности участников дорожного движения, в том числе, ввиду низкой эффективности воздействия световой информационной индикации дорожного знака на участников дорожного движения, невысокая надежность устройства ввиду отсутствия элементов, обеспечивающих контроль исправности работы основных компонентов устройства, и своевременное оповещение о выходе их из строя с целью проведения оперативного ремонта.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, заключается в разработке устройства организации дорожного движения для заблаговременного информирования участников дорожного движения, например, о   текущей дорожно-транспортной ситуации, оптимальных маршрутах движения, скоростном режиме и т.д.   с целью повышения безопасности участников дорожного движения.

Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационных характеристик устройства за счет возможности дистанционного мониторинга работы системы и управления ее работой, гибкой настройки параметров ее работы, бесперебойности работы системы, а также повышение безопасности участников дорожного движения на дорогах для предотвращения случаев дорожно-транспортных происшествий.

Указанный технический результат достигается в устройстве организации дорожного движения, состоящем из

дорожного знака, представляющего собой, по меньшей мере, однупанель с расположенными на ней элементами световой индикации, ипредназначенного для установки на опоре;

коммуникационно-управляющего модуля, содержащего в качестве его элементов программируемое логическое устройство и связанные с ним измерительные датчики, модем сотовой связи GSM/GPRS, соединенный с антенной, внутреннюю систему питания, при этом программируемое логическое устройство выполнено с возможностью подключения к элементам световой индикации дорожного знака через измерительный датчик.

В качестве элементов световой индикации могут использоваться светодиоды. Светодиоды могут быть установлены на печатных платах.

В качестве программируемого логического устройства коммуникационно-управляющего модуля может использоваться микроконтроллер.

В качестве измерительных датчиков коммуникационно-управляющий модуль может содержать датчик напряжения или датчик тока.

Печатная плата со светодиодами может быть закреплена с тыльной или лицевой стороны панели дорожного знака.

Дорожный знак может включать две панели и представлять собой сопряженные между собой металлической рамкой лицевую и тыльную панели, формирующие корпус дорожного знака. Печатная плата со светодиодами может быть закреплена на тыльной панели корпуса дорожного знака.

Панель дорожного знака может иметь отверстия для размещения в них светодиодов при расположении печатной платы с тыльной стороны лицевой панели.

Отверстия в панели дорожного знака могут быть расположены таким образом, что формируют информационные элементы дорожного знака, например, цифру ограничения скорости «30», «50», «70». При этом, отверстия, образующие первую (левую) цифру скоростного режима, размещены таким образом, что позволяют формировать цифры «3», «5», «7». Отверстия, образующие вторую (правую) цифру скоростного режима, расположены таким образом, что формируют цифру «0».

Также отверстия на панели могут быть выполнены таким образом, чтобы дополнительно формировать круглую кайму вокруг цифр скоростного режима.

При выполнении дорожного знака из двух сопряженных панелей, на лицевой панели дорожного знака выполнены отверстия для размещения в них светодиодов при расположении печатной платы на тыльной стороне (внутренней стороне лицевой панели) дорожного знака.

В отверстия могут быть установлены полимерные уплотнители для защиты содержимого корпуса от попадания влаги. Кроме того, полимерные уплотнители также в данном случае осуществляют функцию держателей светодиодов.

Дорожный знак может быть установлен на стойках (опорах) или консолях Г-образных опор, располагаемых вдоль дороги.

Коммуникационно-управляющий модуль может быть закреплен на стойках (опорах) или консолях Г-образных опор, либо на панели дорожного знака, либо в любом другом месте, либо в корпусе знака.

Дорожный знак вместо коммуникационно-управляющего модуля может содержать аккумуляторную батарею, датчик освещенности, электронный таймер, контроллер заряда.

Датчик освещенности может быть установлен в металлическую рамку корпуса, в нижней части устройства и представляет собой фотоэлемент, выходы которого могут быть соединены посредством проводного соединения с элементами световой индикации, установленными на печатной плате, управление работой которых осуществляется при изменении уровня уличной освещенности, в автоматическом режиме.

Электронный таймер может быть установлен на тыльную сторону лицевой панели, а его выходы могут быть соединены с элементами световой индикации, установленными на печатных платах и посредством проводного соединения. Электронный таймер согласно установленной программе, позволяет в автоматическом режиме управлять работой элементов световой информационной индикации.

Электронный таймер, при отсутствии иных систем управления световой индикацией соединен со световой индикацией цифр «3», «5», «7». Таймер представляет собой электронное программируемое устройство, выходы которого активируется по установленному времени.

Для формирования на дорожном знаке информационного элемента и дополнительно красной каймы знака (для улучшения видимости информации, привлечения к ней внимания) элементы световой индикации могут быть расположены на отдельных печатных платах. При этом, элементы световой индикации, формирующие основной информационный элемент (символ) дорожного знака (например, цифры скоростного режима), могут располагаться на одной печатной плате, а элементы световой индикации, формирующие круглую кайму, могут располагаться на четырех одинаковых печатных платах, выполненных в виде округлых элементов (секторов), формирующих при соединении между собой круг. При этом каждая из четырех, формирующих круг печатных плат содержит два разъема для последовательного соединения меду собой посредством соединительного шлейфа.

Использование четырех плат для расположения на нах элементов световой индикации обеспечивает оперативную замену одного из четырех элементов каймы при выходе из строя светодиодов, а не всей платы. Это повышает скорость ремонта и, как следствие, дополнительно повышает эксплуатационные характеристики устройства в целом.

Печатная плата, выполненная в виде единого элемента с размещенными на ней светодиодными группами, формирующими основной информационный элемент (символ) дорожного знака (например, цифры скоростного режима), размещена таким образом, чтобы светодиоды располагались напротив отверстий с полимерными уплотнителями, формирующих символы «3», «5», «7», «0».

Коммуникационно-управляющий модуль содержит микроконтроллер с программой формирования информации о состоянии и работоспособности всех элементов коммуникационно-управляющего модуля и элементов световой индикации для последующей их отправки на электронную почту эксплуатирующей организации и программой управления режимами работы световой индикации устройства, а также яркости элементов световой индикации.

В качестве элементов коммуникационно-управляющий модуль содержит программируемое логическое устройство, измерительные датчики, модем сотовой связи GSM/GPRS, внутреннюю систему питания.

Помимо микроконтроллера и связанных с ним измерительных датчиков, модема сотовой связи GSM/GPRS, соединенного с антенной, внутренней системы питания коммуникационно-управляющий модуль может содержать индикатор работы, микросхему электронных часов, дежурное питание также соединенные с микроконтроллером. Микросхема электронных часов и дежурное питание связаны с внутренней системой питания.

Микроконтроллер может быть выполнен с возможностью подключения к элементам световой индикации дорожного знака через датчик напряжения.

Внутренняя система питания коммуникационно-управляющего модуля соединена с внешней системой питания через датчик напряжения и клеммную колодку.

При этом, внутренняя система питания связана с датчиком входного напряжения, микроконтроллером, модемом сотовой связи GSM/GPRS, дежурным напряжением, микросхемой электронных часов и обеспечивает данным элементам коммуникационно-управляющего модуля стабилизацию индивидуального рабочего напряжения в результате чего достигается повышение надежности и бесперебойности работы модуля, а также безопасности участников дорожного движения. Таким образом обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик устройства.

Датчик напряжения коммуникационно-управляющего модуля измеряет напряжение внутренней системы питания, а именно всех её уровней, питающих элементы модулей, с которыми она связана, а также и напряжение внешней системы питания.

Наличие датчика напряжения, связанного с внутренней системой питания и микроконтроллером позволяет измерять напряжение внутренней системы питания, каждого ее уровня, обеспечивающего питание и работу, микроконтроллера и передавать их в качестве информации о работоспособности модуля устройства в микроконтроллер на обработку и отправку эксплуатирующей организации.

Индикатор работы коммуникационно-управляющего модуля предназначен для визуализации возможных ошибок в период работы модуля. Индикатор выполнен в виде светодиода, изменяющего режим свечения в зависимости от ошибки при этом, частота мерцания светодиода отражает его режим работы (высокая частота мигания — ошибка в работе модуля связанная с отсутствием GSM сети, статичное свечение — ошибок в работе модуля нет, медленная частота мигания — обнаружена неисправность элементов световой индикации устройства). Таким образом, наличие индикатора работы в системе позволяет ускорить детектирование вида неполадки и, соответственно, ускорить ее устранение и, таким образом, дополнительно обеспечить бесперебойность работыустройства и безопасность участников дорожного движения.

Микросхема электронных часов обеспечивает отправку в микроконтроллер информации о реальном времени и дате, которые необходимы для изменения режимов работы системы, согласно суточному времени, и отправке корректной информации о работоспособности устройства эксплуатирующей организации с меткой реального времени. В результате дополнительно достигается повышение безопасностиучастников дорожного движения ввиду возможности получения микроконтроллером точной информации о суточном времени, что, в свою очередь, обеспечивает своевременное включение элементов световой индикации (например, при наступлении сумерек).

Дежурное питание связано с микросхемой электронных часов и используется для исключения сброса данных о реальном времени на микросхеме электронных часов, при отсутствии внешнего питания (т. е. когда коммуникационно-управляющий модуль отключен). Таким образом, вне зависимости от возможных сбоев во внешнем электропитании, микроконтроллер всегда получает достоверную информацию о суточном времени от микросхемы электронных часов, что позволяет системе включать элементы световой индикации по установленному графику и дополнительно обеспечить безопасность участников дорожного движения.

Выход микроконтроллера может быть соединен с элементами световой индикации через последовательно соединенные датчик тока и клеммную колодку.

Микроконтроллер может иметь четыре выхода с широтно-импульсной модуляцией с возможностью их независимого управления. Выходы микроконтроллера через датчики тока могут быть соединены с элементами световой индикации, установленные на печатных платах, через клеммные колодки посредством проводных соединений.

Использование в составе микроконтроллеров четырех выходов с широтно-импульсной модуляцией с возможностью их независимого управления обеспечивает возможность изменения выходного напряжения на выходах, для управления яркостью каждого из элементов световой индикации дорожных знаков. Это позволяет задавать яркость индивидуально для каждого элемента для улучшения восприятия дорожного знака или непрерывно изменять яркость каждого из элементов с целью формирования эффекта «бегущего огня», что позволяет достичь дополнительного повышения безопасности участников дорожного движения за счет при подъезде, например, к опасном участку дороги.

Управление выходами с широтно-импульсной модуляцией микроконтроллеров может быть как локальным, так и дистанционным. Дистанционное управление выходами позволяет изменять выходное напряжение и ток в целях уменьшения/увеличения яркости световой индикации дорожного знака. Таким образом, обеспечиваемая системой возможность дистанционного управления яркостью элементов световой индикации дополнительно способствует повышению эксплуатационных характеристик системы. Изменение яркости происходит за счет того, что эксплуатирующая организация направляет настройки по модему GSM в микроконтроллер.

Подключение микроконтроллера, в том числе, с четырьмя выходами с широтно-импульсной модуляцией указанного модуля к элементам световой индикации дорожного знака осуществляется через измерительный датчик (например, датчик тока), обеспечивающий непрерывную передачу в микроконтроллер информации, позволяющей оценить яркость каждого из элементов световой индикации. После обработки полученной с датчика информации микроконтроллер передает ее посредством приемопередатчика в коммуникационно-управляющий модуль для отправки эксплуатирующей организации. Таким образом, возможность контроля за яркостью элементов световой индикации на основании показателей, измеренных датчиком тока, позволяет осуществлять оперативное исправление неполадок при несоответствии текущей яркости элементов заданной, что способствует бесперебойной работе устройства. Поддержание яркости элементов световой индикации на оптимальном уровне обеспечивает повышение безопасности участников дорожного движения.

Светодиодные группы, формирующие основной информационный элемент (символ) или несколько информационных элементов одновременно дорожного знака (например, каждую из цифр «3», «5», «7», «0»), разъединены на печатной плате как независимые друг от друга каналы, каждый из которых посредством проводного соединения сопряжен с выходами микроконтроллера коммуникационо-управляющего модуля, при этом, четыре печатные платы, соединенные между собой последовательно с формированием каймы, также соединены с выходами микроконтроллера коммуникационно-управляющего модуля. Цифра 0 подключается на все выходы, предназначенные для цифр «3» «5» «7», так как в любом режиме активна.

При этом, каждая из светодиодных групп, формирующих цифры ограничения скорости или другой символ, может быть индивидуально подсоединена к одному из выходов микроконтроллера с широтно-импульсной модуляцией для обеспечения возможности их независимого управления. Таким образом в устройстве обеспечивается возможность периодической (в зависимости от заданной в микроконтроллере программы) смены информации на дорожном знаке, например, изменения цифры скоростного режима. Наличие у микроконтроллера программы управления режимами работы световой индикации позволяет изменять порядок смены информационных символов на дорожном знаке и интервалы времени смены информационных символов (например, цифр скоростного режима). При этом, эксплуатирующая организация имеет возможность дистанционно программировать микроконтроллер на порядок смены символов или интервала времени смены. Это происходит за счет того, что эксплуатирующая организация направляет настройки по модему GSM в микроконтроллер коммуникационно-управляющего модуля. Микроконтроллер содержит программу получения и обработки настроек микроконтроллера на периодичность смены символов и порядок смены.

Таким образом, в зависимости от установленной программы микроконтроллер коммуникационно-управляющего модуля может активировать конкретные выходы с широтно-импульсной модуляцией, к которым подключены группы элементов световой индикации, формирующие отдельные информационные символы, в определенном порядке с различным временным интервалом. Например, согласно определенной эксплуатационной организацией программе, микроконтроллер активирует первый, второй и четвертый выходы с широтно-импульсной модуляцией, к которым подключены светодиодные группы, формирующие символы «3», «0» и светодиодную группу, формирующую кайму соответственно.

В качестве внешней системы питания могут быть использованы высоковольтные линии или солнечные электростанции.

Внешняя система питания может состоять из солнечной панели, аккумуляторной батареи и контроллера заряда. Солнечная панель может быть установлена на стойке, посредством металлического кронштейна и посредством проводного соединения, подключена к соответствующему разъему на тыльной панели дорожного знака устройства. Разъем в свою очередь соединен с контроллером заряда, который установлен на тыльной стороне лицевой панели. Контроллер заряда соединен с аккумуляторной батареей, которая посредством держателя аккумуляторной батареи, закреплена к внутренней стороне тыльной панели.

Тыльная панель дорожного знака может содержать вентиляционные отверстия, технический люк, крепежный алюминиевый профиль а также разъем для подключения внешней системы питания при работе от сети напряжением 220 В и разъем для подключения солнечной батареи при работе в автономных системах. Вентиляционные отверстия необходимы для избежания перегрева внутренних элементов, технический люк - для обслуживания устройства, крепежный алюминиевый профиль - для осуществления монтажа устройства как на выносную консоль Г-образной опоры, так и на стойку. Реализация устройства дорожного движения будет приведена на примере с использованием стойки с автономной системой питания с солнечной батареей, которая устанавливается в грунте рядом с проезжей частью в соответствии с ГОСТ 23457-86 «Технические средства организации дорожного движения».

Лицевая панель дорожного знака устройства может содержать черную матовую пленку с самоклеящейся основой.

Устройство может быть установлено перед началом опасного участка дороги с целью информирования участников дорожного движения о необходимости снижения скорости, объезда и т.д. на стороне, сопутствующей направлению движения транспорта.

За счет использования в системе коммуникационно-управляющего модуля достигается повышение надежности, бесперебойности работы системы за счет возможности осуществления коммуникационно-управляющим модулем самодиагностики (определения работоспособности всех элементов модуля) и сбора данных о состоянии и работоспособности элементов световой индикации, обработки данных и отправки на электронную почту эксплуатирующей организации с целью их своевременного оповещения и осуществления оперативной замены вышедших из стоя элементов устройства (элементов модуля или элементов световой индикации). В свою очередь, надежность, бесперебойность работы устройства обеспечивает повышение безопасности участников дорожного движения на опасных участках дороги.

Внутренняя система питания коммуникационно-управляющего модуля соединена с внешней системой питания через клеммную колодку. Внутренняя система питания коммуникационно-управляющего модуля связана с датчиком входного напряжения, микроконтроллером, микросхемой электронных часов, дежурным питанием, модемом сотовой связи GSM/GPRS для их обеспечения электропитанием. Датчик напряжения измеряет напряжения внутренней системы питания, а именно всех её уровней, питающих элементы модулей, с которыми она связана (например на модем GSM подается 3,8В, на микроконтроллер - 5 В), а также и напряжение внешней системы питания.

Связь каждого из элементов коммуникационно-управляющего модуля с внутренней системой питания внутри каждого из модулей, обеспечивает стабилизацию индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модулей, что исключает сбои в работе модуля и в результате чего достигается повышение надежности и бесперебойности работы как каждого из модулей, так и системы в целом, а также безопасности участников дорожного движения. Таким образом обеспечивается повышение эксплуатационных характеристик системы.

Использование в устройстве коммуникационно-управляющего модуля, который включает программируемое логическое устройство и связанные с ним измерительный датчик (например, датчик напряжения) для контроля работоспособности модуля, внутреннюю систему питания, измерительный датчик, обеспечивающий получение информации для косвенной оценки яркости элементов световой индикации дорожных знаков, модем сотовой связи GSM/GPRS также обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик системы за счет повышения бесперебойности работы системы, а также повышение безопасности участников дорожного движения на опасных участках дороги.

Это достигается оперативной передачей коммуникационно-управляющим модулем информации о работоспособности элементов коммуникационно-управляющего модуля эксплуатирующей организации для экстренного исправления неполадок в модуле (в случае их наличия) и стабилизацией индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модуля.

Передача информации о работоспособности коммуникационно-управляющего модуля осуществляется в нем за счет связи датчика напряжения с внутренней системой питания и микроконтроллером, связанным, в свою очередь, с модемом сотовой связи GSM/GPRS, осуществляющего отправку информации эксплуатирующей организации.

При этом, датчик напряжения измеряет показания внутренней системы питания, каждого ее уровня, обеспечивающего питание модема сотовой связи GSM/GPRS, микроконтроллера и передает их в качестве информации о работоспособности модуля устройства. То есть, если, например, при работе модуля внутренняя система питания подает на микроконтроллер менее заданных для его корректной работы 5 В, то после получения эксплуатирующей организацией данной информации, обеспечивается экстренное исправление неполадок. При организации такой связи обеспечивается бесперебойность работы устройства, что достигается непрерывной отправкой информации о работоспособности модуля эксплуатирующей организации с целью оперативного исправления неполадок в модуле. Бесперебойность работы модуля и системы в целом, в свою очередь, способствует повышению безопасности участников дорожного движения при приближении к опасному участку дороги.

Указанные выше преимущества также достигаются соединением датчика тока и модема сотовой связи GSM/GPRS с микроконтроллером, который связан с внутренней системой питания в коммуникационно-управляющем модуле. Наличие указанной связи в модуле обеспечивает поддержание стабильного индивидуального рабочего напряжения для каждого из элементов модулей за счет их связи с внутренней системой питания и исключает риски сбоя в работе системы в целом, а также позволяет эксплуатирующей организации осуществлять контроль за яркостью элементов световой индикации дорожных знаков, варьируя величины выходного напряжения и тока в целях уменьшения/увеличения яркости световой индикации дорожного знака. Это реализуется за счет возможности получения микроконтроллером информации, позволяющей оценить яркость каждого из элементов световой индикации, с измерительного датчика (например, датчика тока), подключенного к элементам световой индикации дорожного знака. После обработки полученной с датчика информации микроконтроллер передает ее посредством модема сотовой связи GSM/GPRS эксплуатирующей организации. Таким образом, возможность контроля за яркостью элементов световой индикации на основании показателей, измеренных датчиком тока, позволяет осуществлять оперативное исправление неполадок при несоответствии текущей яркости элементов световой индикации заданной, что способствует бесперебойной работе системы. Поддержание яркости элементов световой индикации на оптимальном уровне обеспечивает хорошую видимость и различимость знака на криволинейном участке дороге и, как следствие, повышение безопасности участников дорожного движения.

Кроме того, имеется возможность дистанционного управления яркостью элементов световой индикации, что дополнительно способствует повышению эксплуатационных характеристик системы. Изменение яркости происходит за счет того, что эксплуатирующая организация направляет настройки по модему GSM в микроконтроллер.

Таким образом, непосредственно наличие указанных соединений между элементами световой индикации и элементами модуля позволяет добиться повышения эксплуатационных характеристик устройства.

Модем сотовой связи GSM/GPRS соединен с сим-картой и антенной.

Сущность изобретения поясняется фигурами 1-8.

На фиг. 1 изображен общий вид дорожного знака.

На фиг. 2 изображен дорожный знак, вид сзади.

На фиг. 3 изображена тыльная стороны тыльной панели корпуса дорожного знака.

На фиг. 4 изображены компоненты устройства, установленные на тыльную сторону лицевой панели дорожного знака.

На фиг. 5 изображены элементы полимерного уплотнителя.

На фиг. 6 изображен дорожный знак, установленный на стойке.

На фиг. 7 изображен расположение дорожного знака на консоли Г-образной стойки.

На фиг. 8 изображен блок-схема коммуникационно-управляющего модуля.

На фигурах позициями 1-39 обозначены:

1 — лицевая панель,

2 — тыльная панель,

3 — металлическая рамка,

4 — вентиляционные отверстия,

5 — технический люк,

6 — крепежный алюминиевый профиль,

7 — разъем для внешней системы питания в виде 220 В,

8 — разъем для подключения солнечной батареи,

9 — солнечная батарея,

10 — выносная консоль Г-образной опоры,

11 — Г-образная опора,

12 — стойка,

13 — отверстия,

14 — элементы полимерного уплотнителя,

15 — первый информационный символ (левая цифра ограничения скорости),

16 — печатные платы каймы,

17 — печатная плата ограничения скорости,

18 — отверстия печатной платы,

19 — тыльная сторона лицевой панели,

20 — второй информационный символ (правая цифра ограничения скорости),

21 — аккумуляторная батарея,

22 — металлический кронштейн для солнечной электростанции,

23 — держатель аккумуляторной батареи,

24 — контроллер заряда,

25 — коммуникационно-управляющий модуль,

26 — красный символ каймы,

27 — соединительные разъемы,

28 — соединительный шлейф,

29 — микроконтроллер,

30 — выход с широтно-импульсной модуляцией,

31 — датчик тока,

32 — клеммная колодка,

33 — индикатор работы,

34 — датчик входного напряжения,

35 — микросхема электронных часов,

36 — дежурное питание,

37 — модем сотовой связи GSM/GPRS,

38 — внутренняя система питания,

39 — внешняя система питания.

Сущность изобретения может быть раскрыта в следующих примерах.

Пример 1.

В данном примере раскрыта конструкция устройства, предназначенного для работы от солнечной батареи. Солнечная панель может быть установлена на стойке, посредством металлического кронштейна 22.

Устройство организации дорожного движения включает панель дорожного знака, выполненную из алюминиевого сплава толщиной 1,5 мм. Лицевая сторона панели дорожного знака содержит черную матовую пленку с самоклеющейся основой. На панели имеются расположенные в матричной форме отверстия с установленными в них полимерными уплотнителями. Отверстия 13 на панели формируют информационные элементы дорожного знака, например, цифры: «3», «5», «7», «0». Причем, цифры «3», «5», «7» расположены слева на лицевой стороне панели и предназначены для использования в качестве левой цифры при формировании знака ограничения скорости. Цифра «0» расположена справа на лицевой стороне панели дорожного знака и предназначена для использования в качестве правой цифры при формировании знака ограничения скорости. Таким образом, возможно формирование следующих значений ограничения скорости: «30», «50», «70». На тыльную сторону панели, по центру, монтируется печатная плата, выполненная в виде единого элемента, содержащая группы светодиодов, формирующие информационный элемент в виде каймы и цифр ограничения скорости внутри нее. При этом группы светодиодов первых (левых) и второй (правой) цифр 15, 20 размещены точно напротив отверстий 13, формирующих левые информационные символы «3», «5», «7» и правый символ «0». Светодиодные группы, формирующие первый (левый) информационный символ 15, разъедены на печатной плате 17 как независимые друг от друга каналы. Печатная плата содержит отверстия, посредством которых осуществляется ее монтаж к тыльной стороне панели дорожного знака. Печатная плата со светодиодными группами фиксируется на панели дорожного знака посредством резьбового соединения с гайкой, в результате чего достигается плотный прижим печатной платы со светодиодами к тыльной стороне панели, при этом каждый светодиод проходит через отверстие 13 с полимерным уплотнителем 14.

На тыльной стороне панели дорожного знака также установлены: аккумуляторная батарея 21 (которая закреплена посредством держателя аккумуляторной батареи 23), контроллер заряда 24, коммуникационно-управляющий модуль 25. Коммуникационно-управляющий модуль 25 содержит в качестве его элементов микроконтроллер 29, и связанные с ним датчик тока 31, модем сотовой связи GSM/GPRS 37, соединенный с антенной, внутреннюю систему питания 38, датчик входного напряжения 34, связанный с микроконтроллером 29 через внутреннюю систему питания 38. Микроконтроллер 29 содержит программу формирования информации о состоянии и работоспособности элементов модуля и программу управления режимами работы элементов световой индикации устройства. Выход микроконтроллера коммуникационно-управляющего модуля подключен к элементам световой индикации дорожного знака, установленным на печатной плате, через датчик тока и клеммную колодку. Внешняя система питания 39 (солнечная батарея) подключается к коммуникационно-управляющему модулю 25 посредством проводного соединения через клеммную колодку 32. Таким образом, внешняя система питания 39 соединена с внутренней системой питания 38 посредством клеммной колодки 32.

Коммуникационно-управляющий модуль 25, выполняет функцию управления режимами работы устройства.

На тыльной стороне панели дорожного знака установлен крепежный алюминиевый профиль для осуществления монтажа устройства на выносную консоль Г-образной опоры 10 или на стойку 12.

Работа устройства организации дорожного движения может быть продемонстрирована на примере с использованием стойки 12 с автономной системой питания с солнечной батареей 9, которая устанавливается в грунте рядом с проезжей частью в соответствии с ГОСТ 23457-86 «Технические средства организации дорожного движения».

Включение в работу устройства выполняет внешняя система питания 39.

В светлое время суток осуществляется преобразование солнечной энергии в электрическую, посредством солнечной батареи 9, которая передает электрическую энергию в контроллер заряда 24 посредством проводного соединения и разъема 8 для подключения солнечной панели. Контроллер заряда 24, осуществляют заряд аккумуляторной батареи 21, которая является энергоресурсом устройства.

После запуска в работу внешней системы питания 39, выполняется активация внутренней системы питания 38 коммуникационно-управляющего модуля 25. Светодиодны на платах соединены с выходами коммуникационно-управляющего модуля, который их и активизирует согласно программе. Внутренняя система питания 38 активизирует микроконтроллер 29, который согласно программе обрабатывает информацию с датчика тока 31 и датчика напряжения 34, и формирует пакет данных о степени яркости элементов световой индикации и работоспособности элементов коммуникационно-управляющего модуля для последующей его отправки на электронную почту эксплуатирующей организации, посредством модема сотовой связи GSM/GPRS 37.

Согласно программе микроконтроллер 29 коммуникационно-управляющего модуля 25 активирует выходы микроконтроллера, к которому подключены группы светодиодов, формирующие цифру «3», цифру «0», кайму. Таким образом, на лицевой панели дорожного знака отражается информационный символ в виде каймы и двузначной цифры «30» внутри нее.

В ночное время суток, микроконтроллер 29 согласно программе изменяет яркость элементов световой индикации печатной платы на 50% посредством изменения выходного напряжения на выходах 30 микроконтроллера.

Микроконтроллер 29 коммуникационно-управляющего модуля 25 содержит программу обработки входных данных, содержащих настройки определенных параметров. Данные могут быть отправлены от эксплуатирующей организации, либо от другого управляющего устройства, посредством модема сотовой связи GSM/GPRS 38, что позволяет осуществлять изменение режимов работы устройства в ручном режиме (например, яркости элементов световой индикации), а также вносить корректировки в настройки программы микроконтроллера 29 для изменений длительности временных интервалов работы световой индикации устройства.

Пример 2.

Данный пример раскрывает конструкцию устройства при работе от сети.

Устройство организации дорожного движения включает лицевую панель 1 и тыльную панель 2 сопряженные между собой металлической рамкой 3, образующих корпус дорожного знака (на чертеже не указан). Габаритные размеры лицевой 1 и тыльной 2 панелей идентичны и выполнены из алюминиевого сплава толщиной 1,5 мм. Тыльная панель 2 содержит вентиляционные отверстия 4, технический люк 5, крепежный алюминиевый профиль 6, а также разъем 7 для подключения внешней системы питания 39 при работе от сети напряжением 220 В. Вентиляционные отверстия 4 необходимы для исключения перегрева внутренних элементов, расположенных в корпусе дорожного знака, технический люк 5 требуется для обслуживания устройства, крепежный алюминиевый профиль 6 - для осуществления монтажа устройства на выносную консоль 10 Г-образной опоры 11 или и на стойку 12. Лицевая сторона лицевой панели 1 дорожного знака содержит черную матовую пленку с самоклеющейся основой. На лицевой панели 1 имеются расположенные в матричной форме отверстия 13 с установленными в них полимерными уплотнителями 14. Отверстия 13 на панели формируют информационные элементы дорожного знака, например, цифры: «3», «5», «7», «0». Причем, цифры «3», «5», «7» расположены слева на лицевой стороне лицевой панели и предназначены для использования в качестве левой цифры при формировании знака ограничения скорости. Цифра «0» расположена справа на лицевой стороне лицевой панели дорожного знака и предназначена для использования в качестве правой цифры при формировании знака ограничения скорости. Таким образом, возможно формирование следующих значений ограничения скорости: «30», «50», «70».

Элементы световой индикации, формирующие цифры ограничения скоростного режима, размещают на печатной плате 17, выполненной в виде единого элемента. Печатные платы 16, для установки светодиодов, формирующие красный символ каймы 26 выполнены таким образом, что представляют собой четыре элемента (печатные платы), соединенные между собой последовательно с формированием каймы. При монтаже печатных плат 16 к тыльной стороне 19 лицевой панели 1, формируют круг, при этом каждая печатная плата 16 содержит два разъема 27 для последовательного соединения элементов печатной платы 16 между собой посредством соединительного шлейфа 28.

Каждая из печатных плат 16 и 17 содержит отверстия 18, посредством которых осуществляется их монтаж к тыльной стороне 19 лицевой панели 1, на которой в свою очередь, размещены ответные стойки. Ответные стойки посредством резьбового соединения с гайкой, плотно прижимают печатные платы 16 и 17 со светодиодами к тыльной стороне 19 лицевой панели 1, при этом каждый светодиод проходит через отверстие 13 с полимерным уплотнителем 14.

Таким образом, на тыльную сторону лицевой панели дорожного знака, по центру, монтируется печатная плата, выполненная в виде единого элемента, содержащая группы светодиодов, формирующие информационный элемент в виде цифр ограничения скорости и печатная плата в виде каймы. При этом, печатная плата в виде каймы размещается на лицевой панели таким образом, чтобы обрамлять цифры ограничения скорости.

При этом, группы светодиодов первых (левых) и второй (правой) цифр 15, 20 размещены точно напротив отверстий 13, формирующих левые информационные символы «3», «5», «7» и правый символ «0». Светодиодные группы, формирующие первый (левый) информационный символ 15, разъедены на печатной плате 17 как независимые друг от друга каналы. Печатная плата содержит отверстия 18, посредством которых осуществляется ее монтаж к тыльной стороне лицевой панели дорожного знака. Печатная плата со светодиодными группами фиксируется на панели дорожного знака посредством резьбового соединения с гайкой, в результате чего достигается плотный прижим печатной платы со светодиодами к тыльной стороне панели лицевой панели.

На тыльной стороне лицевой панели дорожного знака также установлен коммуникационно-управляющий модуль 25. Коммуникационно-управляющий модуль содержит в качестве его элементов микроконтроллер 29, и связанные с ним датчик тока 31, модем сотовой связи GSM/GPRS 38, соединенный с антенной, внутреннюю систему питания 38, датчик входного напряжения 34, связанный с микроконтроллером через внутреннюю систему питания 38. Кроме того, коммуникационно-управляющий модуль дополнительно содержит связанные с микроконтроллером индикатор работы 33, микросхему электронных часов 35 и дежурное питание 36. При этом микросхема электронных часов 35 и дежурное питание 36 соединены с внутренней системой питания 38.

Микроконтроллер 29 содержит программу формирования информации о состоянии и работоспособности всех элементов модуля и программу управления режимами работы световой индикации устройства. Микроконтроллер 29 имеет четыре выхода 30 с широтно-импульсной модуляцией, с возможностью их независимого управления. Выходы микроконтроллера 29 через датчики тока 31, соединены с элементами световой индикации, установленными на печатных платах 16, 17 через датчик тока и клеммную колодку 32 посредством проводных соединений.

Светодиодные группы, формирующие первый (левый) информационный символ 15, разъедены на печатной плате 17 как независимые друг от друга каналы, которые посредством проводного соединения сопряжены с выходами микроконтроллера 29 коммуникационо-управляющего модуля 25, при этом, печатные платы 16 соединенные между собой последовательно, также соединены с выходами микроконтроллера 29 коммуникационно-управляющего модуля 25. Внешняя система питания в виде электрической сети напряжением 220 В подключается к коммуникационно-управляющему модулю через разъем 7 посредством проводного соединения через клеммную колодку. Таким образом, внешняя система питания соединена с внутренней системой питания посредством клеммной колодки.

На тыльной панели дорожного знака установлен крепежный алюминиевый профиль для осуществления монтажа устройства на выносную консоль Г-образной опоры или на стойку.

Работа устройства организации дорожного движения может быть продемонстрирована на примере с использованием стойки 12 с системой питания от сети 220 В. Стойка располагается вдоль дороги перед ремонтируемым участком дороги.

Включение в работу устройства выполняет внешняя система питания 39.

После запуска в работу внешней системы питания 39, выполняется активация внутренней системы питания 38 коммуникационно-управляющего модуля 25. Светодиодны на платах соединены с выходами коммуникационно-управляющего модуля, который их и активизирует согласно программе. Внутренняя система питания 38 активизирует микроконтроллер 29, который согласно программе обрабатывает информацию с датчика тока 31 и датчика напряжения 34, и формирует пакет данных о степени яркости элементов световой индикации и работоспособности элементов коммуникационно-управляющего модуля для последующей его отправки на электронную почту эксплуатирующей организации, посредством модема сотовой связи GSM/GPRS 37.

Микросхема электронных часов 35 передает данные в микроконтроллер 29 о реальном времени что позволяет отправлять статистические данные эксплуатирующей организации с реальной меткой времени в периоды краткосрочных или долгосрочных потерь GSM сети, а дежурное питание 36 позволяет при отключении внешней системы питания 39 устройства, сохранить ключевые установки параметров в микроконтроллере 29.

После отправки данных эксплуатирующей организации, микроконтроллер 29 переводит состояние индикатора работы 33 в виде светодиода, в один из режимов его работы, при этом, частота мерцания светодиода отражает его режим работы (высокая частота мигания — ошибка в работе элементов коммуникационно-управляющего модуля, статичное свечение — ошибок в работе нет, медленная частота мигания — обнаружена неисправность световых информационных элементов устройства).

Согласно программе микроконтроллер 29 коммуникационно-управляющего модуля 25 активирует выходы с широтно-импульсной модуляцией 30 микроконтроллера 29, к которым подключены элементы световой индикации, расположенные на печатнных платах 16, 17.

Согласно определенной эксплуатационной организацией программе, микроконтроллер 29 активирует первый и четвертый выходы с широтно-импульсной модуляцией 30 при этом светодиоды, формирующие цифру «0» соединены с тремя выходами, так как цифра «0» в любом режиме должна быть активна. При этом, с первым выходом соединен канал печатной платы 17 с режимом статичного свечения, формирующий первый (левый) информационный символ 15 посредством светодиодных групп, в виде цифры «3» и второй (правый) информационный символ 20 посредством светодиодных групп, в виде цифры «0».

Четвертый канал переводит светодиодные группы печатных плат каймы 16 в режим попеременного мигания с частотой 1 Гц. Таким образом, на лицевой панели дорожного знака отражается информационный символ в виде каймы и двузначной цифры «30» внутри нее.

По истечению интервала времени определенного программой микроконтроллера 29, выполняется отключение первого выхода с широтно-импульсной модуляцией 30 и выполняется включение второго выхода 30, соединенного с каналом печатной платы 17 с режимом статичного свечения, формирующего первый (левый) информационный символ 15, посредством светодиодных групп, в виде цифры «5», и второй символ в виде «0», при этом четвертый канал с широтно-импульсной модуляцией 30 не изменяет своего состояния. Таким образом, на лицевой панели дорожного знака отражается информационный символ в виде каймы и двузначной цифры «50» внутри нее.

По истечению определенного интервала времени, согласно программе микроконтроллер 29 отключает второй выход с широтно-импульсной модуляцией 30 и включает третий выход 30, соединенный с каналом печатной платы 17 с режимом статичного свечения, формирующий посредством светодиодных групп, в виде цифры «7» и второй символ в виде «0», при этом четвертый выход 30 не изменяет своего состояния. Таким образом, на лицевой панели дорожного знака отражается информационный символ в виде каймы и двузначной цифры «70» внутри нее.

Таким образом, устройство позволяет реализовать знак переменной информации. В результате чего достигается своевременная смена значений ограничения скорости: «30», «50», «70».

В ночное время суток, микроконтроллер 29 согласно программе изменяет яркость элементов световой индикации печатной платы на 50% посредством изменения выходного напряжения на выходах 30 микроконтроллера.

Микроконтроллер 29 коммуникационно-управляющего модуля 25 содержит программу обработки входных данных, содержащих настройки определенных параметров. Данные могут быть отправлены от эксплуатирующей организации, либо от другого управляющего устройства, посредством модема сотовой связи GSM/GPRS 38, что позволяет осуществлять изменение режимов работы устройства в ручном режиме (например, яркости элементов световой индикации, частоту смены информационных символов на дорожном знаке), а также вносить корректировки в настройки программы микроконтроллера 29 для изменений длительности временных интервалов работы световой индикации устройства.

Реферат

Изобретение относится к техническим средствам организации дорожного движения при эксплуатации автомобильных дорог и может быть применено в дорожных знаках со световой индикацией надписей и символов, в том числе дорожных знаках переменной информации. Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик устройства, а также повышение безопасности участников дорожного движения. Устройство организации дорожного движения состоит из корпуса дорожного знака, сформированного сопряженными между собой рамкой лицевой и тыльной панелями; элементов световой индикации; коммуникационно-управляющего модуля. Модуль содержит в качестве его элементов программируемое логическое устройство и связанный с ним модем сотовой связи GSM/GPRS, соединенный с антенной, внутреннюю систему питания. В качестве элементов световой индикации применены светодиоды, которые установлены на печатные платы каймы и печатную плату ограничения скорости, которые соединены с выходами логического устройства коммуникационно-управляющего модуля через измерительный датчик. Печатные платы каймы и ограничения скорости установлены внутри корпуса дорожного знака. Печатная плата ограничения скорости содержит светодиоды, формирующие первый и второй информационные символы. На лицевой панели дорожного знака выполнены отверстия для размещения в каждом из них светодиодов, формирующих первый и второй информационные символы, вместе с полимерным уплотнителем. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула