Устройство светодиодной индикации для системы городских светофоров

Аннотация

Акушко Ю.С. Устройство светодиодной индикации для системы городских светофоров. Предлагается использование светодиодной индикации для оповещения водителей о приближении транспорта экстренных служб (карета скорой помощи, автомобиль МЧС, полиция). В статье анализируется проблема безопасного проезда автомобилями экстренных служб перекрестков в городах и предлагаются варианты решения. Приведен пример устройства и аналоги, показан алгоритм взаимодействия водителя экстренной службы и устройства.

Введение

Компьютерная система — любое устройство или группа взаимосвязанных, или смежных устройств, одно или более из которых, действуя в соответствии с программой, осуществляет автоматизированную обработку данных. В наше время все больше задач автоматизируется с использованием компьютерных систем. Выполнение поставленной задачи на компьютере дает большую точность в вычислениях, гарантирует верный результат и исключает из процесса вычислений и обработки данных человеческий фактор.

Использование подобных систем на дорогах общего пользования позволило бы снизить аварийность и количество жертв ДТП. В современных городах наиболее опасным местом на дорогах считается перекресток. Перекресток – это место пересечения, примыкания или разветвления дорог на одном уровне, ограниченно воображаемыми линиями, соединяющими соответственно противоположные, наиболее удаленные от центра перекрестка начала закруглений проезжих частей [1]. Перекресток является опасным местом на дорогах любого города для всех участников движения. Согласно статистики ГИБДД РФ за 2010 год, процент ДТП, совершенных на перекрестках составляет 15%. И с каждым количество аварий на дорогах растет. Не редкость участниками ДТП на перекрестке становятся машины экстренных служб. В пункте 3.2 Правил дорожного движения РФ 2018 [2] года указано: «При приближении транспортного средства с включенными проблесковым маячком синего цвета и специальным звуковым сигналом водители обязаны уступить дорогу для обеспечения беспрепятственного проезда указанного транспортного средства.»

Но не все и не всегда участники дорожного движения придерживаются этого пункта правил.

Анализ проблемы и варианты решения

Рассмотрим две ситуации, представленные на рисунках 1 и 2, типичные для больших городов.

Первая ситуация (рис.1): регулируемый перекресток, две полосы в каждом направлении. К перекрестку приближается автомобиль скорой медицинской помощи с включенным проблесковым маячком и звуковым сигналом. На зеленый сигнал светофора на перекресток уже выехали автомобиль и автобус, но заметив автомобиль скорой помощи прекратили дальнейшее движение. Едущий, по соседней полосе с автобусом, автомобиль, из-за своего расположения, не может видеть и определить с какой стороны приближается скорая помощь. Продолжая движение, автомобиль совершает столкновение с автомобилем скорой помощи.

Вторая ситуация (рис. 2): обычный регулируемый перекресток, на одном из направлений имеется дополнительная секция, которая позволяет совершать правый поворот при основном красном сигнале светофора. К перекрестку приближается автомобиль пожарной службы. Из-за расположенной за перекрестком остановки, на самом перекрестке образовался затор. Пожарная машина объезжает его по встречной полосе, это ей разрешено пунктом 3.2 ПДД РФ. Автомобиль совершает правый поворот на разрешающий сигнал дополнительный секции светофора, убедившись, что с основного направления никто не едет. Не заметив пожарный автомобиль, он создает аварийную ситуация для него.

Для исключения подобных аварийных ситуаций предлагаются следующие варианты:

• создание «умной» системы светофоров с возможностью GPS мониторинга автомобилей экстренных служб и переключение сигналов светофора по мере приближения автомобиля;
• размещение на перекрестках индикации, предупреждающей водителей о приближении автомобилей экстренных служб и показывающей траекторию движения на перекрестке.

Каждый из предложенных вариантов имеет свои положительные и отрицательные стороны. Рассмотрим их подробнее. Система, предупреждающая водителей о приближении транспорта экстренных служб, показанная на рисунке 3, имеет следующие преимущества:

• дешевле по сравнению с GPS;
• дает возможность установки на любом перекрестке, в независимости от наличия све- тофоров;
• отслеживает транспорт, находящийся поблизости текущего перекрестка;
• не требует отдельных центров управления, сбора данных;
• проста в эксплуатации и обслуживании.

Но существуют и некоторые минусы, например, светофоры на перекрестке не меняют свои сигналы, такая система лишь предупреждает водителей о приближающемся автомобиле и показывает его траекторию движения на перекрестке.

Алгоритм работы системы предупреждения водителей

В каждом автомобиле имеется такое устройство, как указатель поворота. Эта простая на вид вещь, помогает предупредить остальных участников дорожного движение о последующем маневре. Указатель поворота построен на базе прерывателя сигналов, тем самым сигнал начинает мигать, привлекая дополнительное внимание. При приближении к перекрестку водитель экстренной службы включает указатель поворота, используя подрулевой переключатель (рис. 4). После совершения маневра указатель поворота выключается автоматически либо водителем.

После включения указателя поворота, переключатель взаимодействует с микровыключателем, и сигнал о его включении отправляется на блок обработки сигнала. В свою очередь этот блок кодирует сигнал и с помощью беспроводного передатчика отправляет его на перекресток.

По окончанию моделирования МВТУ занимало почти в 2 меньше оперативной памяти. Что касается быстродействия, то SimeLink затратил на моделирование примерно 9 секунд, а МВТУ около 2 секунд. Тесты проводились на компьютере со следующими параметрами:

В итоге имеем следующий алгоритм работы системы:

• включение указателя поворота;
• получение данных с микровыключателя;
• обработка и отправка сигнала;
• прием и обработка сигнала на перекрестке;
• включение необходимых секций индикации;
• выключение индикации после проезда транспорта.

На перекрестке установлен блок приема сигнала, он принимает и декодирует сигнал. В зависимости от полученных данных включается требуемая индикация на перекрестке. Индикация представляет собой панель со светодиодными элементами (матрицами), которые соответствуют количеству и направлению пересекающихся дорог на перекрестке. Пример панели светодиодной индикации для 4-х стороннего перекрестка показан на рис. 5.

Для более длительного срока эксплуатации и низкого энергопотребления предлагается использовать именно светодиодные элементы. Панель может быть установлена рядом со светофором, с дорогой или над проезжей частью.

Выводы

Предложенная светодиодная индикация для оповещения водителей о приближении транспорта экстренных служб (кареты скорой помощи, автомобилей МЧС, полиции) позволит беспрепятственно, а главное, безопасно для всех участников движения, проезжать перекрестки, тем самым сокращая время прибытия по адресу и спасая жизни людей.

Список использованной литературы

1. Термин "Перекресток" – комментарий ПДД [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://ruspdd.ru/commentpdd/199-1-2-perekrestok/. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 12.11.2018).
2.ПДД РФ 2018 утверждены Постановлением Совета Министров - Правительства РФ № 1423 от 23.10.1993 г. содержит все последние изменения в ПДД от 4.12.2018, которые вступают в силу с 21 декабря 2018 года [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://xn-----6kccsaeozbsgoedln8v.xn--p1ai/%D0%BF%D0%B4%D0%B4/. – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 25.02.2019).