Аппаратура для исследования дорожного движения

Лекция 3

Тема: Аппаратура для исследования дорожного движения

 

Цель лекции: дать будущим магистрам направление подготовки 190700 (23.04.01) «Эксплуатация транспортных процессов», профиля подготовки «Организация и безопасность движения» знания поаппаратуре для исследования дорожного движения.

 

План:

1. Аппаратура для исследования дорожного движения;

2. Устройство и принцип работы датчиков (детекторов).

Литература:

1. Кременец Ю. А., Печерский М. П., Афанасьев М. Б. Технические средства организации дорожного движения: Учебник для вузов. -М.: ИКЦ «Академкнига», 2005.-279с.

2. Клинковштейн Г. И., Афанасьев М. Б. Организации дорожного движения: Учебник для вузов. -М.: Транспорт, 2001.-255с.

3.Пржибыл П., Свитек М. Телематика на транспорте. Перевод с чешского О. Бузека и В. Бузковой./ Под ред. Проф. В. В. Сильянова.-М.:МАДИ (ГТУ), 2003.-540с.

Аппаратура для исследования дорожного движения

Возможность получить достаточную по объему и точности инфор­мацию о параметрах дорожного движения существенно зависит от тех­нической оснащенности исследований. Визуальные наблюдения с се­кундомером, карандашом и бумагой хотя и позволяют получить доста­точную для решения частных вопросов информацию, трудоемки, а зна­чит, требуют большого числа исполнителей. В современных условиях для исследований дорожного движения применяют полуавтоматичес­кую и автоматическую регистрирующую аппаратуру.

Для измерения интенсивности транспортных потоков применяют переносную или стационарную аппаратуру, основным элементом ко­торой являются датчики (детекторы), устанавливаемые стационарно или временно на проезжей части дороги. Так, стационарными средства­ми оборудуют специальные контрольные посты на автомобильных до­рогах, ведущие систематический учет интенсивности транспортных потоков.

Также автоматический учет ведется на городских магистралях, вхо­дящих в системы АСУД.

Основным чувствительным элементом для стационарных постов яв­ляются индуктивные детекторы, располагаемые в дорожном покры­тии. В качестве датчиков для измерения интенсивности движения при­меняют также пневматические, индуктивные, ультразвуковые, лазерные и радиолокационные приборы.

Для измерения мгновенной скорости наиболее широко применя­ют переносные приборы, принцип работы которых основан на эффек­те Доплера (частота сигнала, отраженного от движущегося объекта, за­висит от скорости его движения). Такие приборы используются для контроля сотрудниками ДПС скорости на дорогах (рис. 1).

Частота принимаемого прибором сигнала

где f _изл - частота излучаемого сигнала; ∆ f – изменение частоты за счет разно­сти скоростей (эффект Доплера).

Рис. 1. Измерение мгновенной скорости транспортного средства скоростемером:

1 – контролируемое транспортное сред­ство; 2 – расположение измерителя скорости.

При условии, что скорость движения автомобиля v _a много мень­ше скорости распространения электромагнитных волн с, доплеровское изменение частоты

где θ – угол между направлениями излучения и движения автомобиля (см. рис. 1).

Электромагнитная волна, излучаемая имеющимся в приборе гене­ратором и сформированная приемопередающей антенной, направля­ется на движущийся автомобиль. Отраженный сигнал также воспри­нимается антенной, усиливается и анализируется специальными эле­ментами прибора. Скорость может измеряться в пределах 10–160 км/ч с погрешностью измерения не более ±1 км. Прибор питается от борто­вой сети автомобиля или от специального портативного блока пита­ния. На тыльной части корпуса прибора расположено цифровое табло для визуального считывания показаний скорости. При измерении ско­рости наблюдатель с прибором должен быть удален не далее 10 м от края полосы движения, за которой он наблюдает.

Для измерения скорости и других параметров (например, дально­сти видимости) может применяться высокоточный лазерный измери­тель скорости и дальности (ЛИСД), который позволяет производить замеры в потоке одиночных транспортных средств благодаря узкому излучаемому пучку. Диапазон измеряемых скоростей – 0–200 км/ч, по­грешность измерения – ±4 км/ч при дальности измерения до 250 м.

При исследовании с помощью движущегося в потоке автомобиля можно использовать переносные приборы, устанавливаемые на любой автомобиль или специально оборудованный автомобиль-лабораторию.

Для решения вопросов организации движения наиболее часто воз­никает необходимость фиксации данных о скоростных режимах и за­держках в транспортном потоке. Ходовые лаборатории старой конст­рукции были оборудованы самопишущей аппаратурой с фиксацией режимов движения на бумажной ленте. В результате работ по совер­шенствованию аппаратуры в 1988 г. на кафедре организации и безопас­ности движения МАДИ был разработан и изготовлен переносной ком­плекс, который в короткое время может быть смонтирован на любом отечественном легковом автомобиле. Комплекс имеет логический об­рабатывающий блок на базе микропроцессора, в память которого вво­дится вся необходимая информация. Общая масса комплекса не пре­вышает 5,5 кг и включает также оптикоэлектронный датчик, монти­руемый на ступице колеса автомобиля, и пульт управления с встроен­ным монодисплеем (цифровым индикатором). Измерительный комп­лекс при движении по маршруту автоматически регистрирует скорость движения через интервалы 1 с точностью ± 5 %, а также фиксирует вводимые оператором через пульт управления отметки о прохождении на­меченных точек маршрута и других событиях (например, перестроени­ях ходовой лаборатории в рядах движения, обгонах, появлении встреч­ных автомобилей и т. д.). Предусмотрена также возможность измере­ния расхода топлива на контрольном маршруте, для чего в систему пи­тания двигателя включается портативный топливомер, выдающий им­пульсы для регистрации, записывающей аппаратурой. По окончании обследования маршрута накопленная в памяти логического блока ин­формация может быть сразу же обработана и отображена на монодисплее либо записана на магнитофонной кассете для последующей обра­ботки. В результате обработки накопленной в памяти логического бло­ка информации можно получить длину маршрута и скорость сообще­ния на нем, а также данные по скоростям сообщения на отдельных эта­пах маршрута, которые были обозначены оператором.

Информация о движении на маршруте, записанная на магнитофон­ной кассете, может быть обработана в стационарных условиях на лю­бых ЭВМ или персональном компьютере, имеющих либо ввод инфор­мации с кассеты, либо стандартный интерфейс, к которому подключа­ется мобильный комплекс аппаратуры после окончания обследований маршрута. В этом случае информация предварительно считывается с кассеты комплексом аппаратуры, а затем передается по интерфейсу в ЭВМ.

Полученная ЭВМ от мобильного комплекса информация может быть обработана с целью получения более детальных характеристик движения транспортного потока (градиента скорости, шума, ускоре­ния и т. д.).

В качестве примера информации, выдаваемой автоматической ап­паратурой регистрации параметров движения ходовой лаборатории МАДИ, приводится фрагмент протокола исследования условий движе­ния, проведенного в Москве на ул. Алабяна (у пересечения с Ленин­градским проспектом) в вечернее пиковое время (форма 3.7).

В строках 6 и 7 в качестве задержки фиксировалось не только не­подвижное состояние, но и движение со скоростью менее 10 км/ч.

Значительным шагом в возможности оснащения служб ОДД и в обеспечении контроля состояния и параметров движения является хо­довая лаборатория (рис. 2), созданная по техническому заданию ГУ ГИБДД МВД РФ специалистами "Техприбора-РКТ" совместно с НПО "Спецтехника и связь" МВД России (1998 г.).

Лаборатория смонтирована на базе автомобиля ГАЗ-2217-104 "Бар­гузин", оснащена современными электронными средствами регистра­ции параметров транспортного потока (интенсивности и состава пото­ка, скорости сообщения, времени задержки), а также позволяет конт­ролировать светотехнические характеристики ТСОД и освещение до­роги. С помощью приборов могут измеряться продольные и попереч­ные уклоны дороги, радиусы криволинейных участков. Все проводимые измерения фиксируются в автоматическом режиме, облегчая ра­боту персонала, осуществляющего обследование дорог и изучение транспортных потоков. Проблема широкого применения таких ходо­вых лабораторий зависит лишь от возможности финансирования их изготовления.

Форма 3.7. Дата измерения: апрель 2000 г.

Направление движения	От Ленинградского пр-та	К Ленинградскому пр-ту
Состояние движения	Относительно свободные условия: Z 0,4	Регулярный затор: Z > 1
1. Номер заезда
2. Расстояние измерения, м
3. Время проезда, мин–с	0-33	4-57
4. Средняя скорость (скорость сообщения), км/ч	48,2	5,3
5. Время неподвижного состояния, с
6. Суммарная задержка, с
7. Число задержек
8. Число остановок
9. Расход бензина, мл
10. Шум ускорения, с-1	0,445	0,544

Важное место в арсенале технических средств для изучения дорож­ного движения занимает видеосъемка. Она имеет ряд преимуществ пе­ред другой аналогичной информацией. Прежде всего появляется воз­можность анализировать не только количественные показатели движе­ния, но и качественные, например, различать модели автомобилей, по­ведение участников в сложных ситуациях движения, состояние види­мости технических средств. При соблюдении определенных условий обеспечивается высокая точность регистрации плотности движения. Наконец, видеосъемка обеспечивает длительную сохранность и возмож­ность многократного использования материала для анализа и демонст­рации.

Аэрофотосъемку используют для исследования характеристик транспортного потока и пропускной способности дорог. Обработка дан­ных аэрофотосъемки позволяет получить широкую информацию, вклю­чая плотность потока, режимы обгонов, которые трудно измерить на­земными методами. В зависимости от режима съемка может быть марш­рутной и стационарной. К маршрутной относится съемка при пролете над изучаемой дорогой, а к стационарной – с неподвижного ("вися­щего") вертолета, аэростата или высокого здания. Преимуществом аэрофотосъемки является то, что наряду с параметрами транспортного пото­ка можно получить наглядные данные о параметрах дороги, ее состоя­нии, движении пешеходов.

Ряс. 2. Лаборатория дорожной инспекции ГИБДД

Для изучения процесса движения автомобилей и пешеходов можно применять и наземную киносъемку сбоку или вдоль дороги с возвы­шенного места и при движении в потоке из автомобиля.

Движение пешеходов изучают визуально или с помощью кинофо­тосъемки, а также видеозаписи. При визуальном методе наблюдатель может находиться на одном месте и вести подсчет проходящих мимо него людей. Он может также, выбрав одного человека, определять его скорость, прослеживая прохождение им ориентиров. Скорость потока может также определять наблюдатель, движущийся в потоке и измеря­ющий время собственного движения по заранее измеренному расстоя­нию. При этом он включает и выключает секундомер, ориентируясь на соответствующие предметы или специальные отметки. Пешеходный переход или участок тротуара при измерении на них интенсивности и плотности потоков желательно разметить на продольные полосы с по­мощью мела или легкосмываемой краски. Для каждой полосы (или на­правления) следует выделить наблюдателя. Опыт наблюдений, однако, показывает, что визуальный метод практически пригоден лишь при малой плотности пешеходных потоков. Более достоверные результаты можно получить с помощью видеозаписи, так как этот материал мож­но демонстрировать несколько раз и вести подсчеты нескольким на­блюдателям, получая большую точность.

2. Устройство и принцип работы датчиков (детекторов).

СОКОЛ

Производитель — АОЗТ Ольвия, Санкт-Петербург.

Небольшой, полностью автономный радиолокационный измеритель скорости, работающий в Х-диапазоне. Хорошо работает как с единичными, так и с движущимися в потоке целями с расстояния 300—500 метров. Идентифицируется любыми радар-детекторами. Из-за высокой надежности, удобства в обращении и относительно небольшой цены ($390) активно закупается подразделениями ГИБДД. Первая версия прибора была выпущена в 1998 г., с тех пор он дважды модернизировался и на сегодняшний день выпускается в двух модификациях: «Сокол М-С» и «Сокол М-Д».

«Сокол М-С» предназначен для стационарной работы, имеет регулируемую дальность действия, память, разделение направлений движения, контроль одновременно двух целей. «Сокол М-Д» кроме вышеперечисленного может работать при движении инспектора в патрульном автомобиле, измеряя при этом скорость как встречных, так и попутных транспортных средств. Прибор оснащен экраном, на котором отображается информация о скорости транспортного средства, времени момента нарушения и настройках прибора.

Еще одна особенность прибора - возможность контролирования сразу двух объектов. Эта функция полезна при решении конфликтных ситуаций.

СОКОЛ-ВИЗА

Производитель — АОЗТ Ольвия, Санкт-Петербург.

Мобильный комплекс замера скорости и видеофиксации представляет собой радар Сокол, работающий в паре с цифровой видеокамерой. Система работает в стационарном режиме (устанавливается на неподвижный патрульный автомобиль) и может измерять скорость только встречных машин. Дальность действия радара — 500 метров, однако эффективность видеофиксации ограничена возможностями видеокамеры. Фактически, максимальная дальность составляет 50—100 метров.

Сокол-Виза позволяет фиксировать на видео не только нарушение скоростного режима, но и проезд на красный свет или выезд на встречную полосу — опротестовать обвинение с такой доказательной базой в суде вряд ли удастся.

ИСКРА-1

Производитель — НПО Симикон, Санкт-Петербург.

Недорогой ($430) и очень эффективный радар, работающий в К-диапазоне. Определяя скорость автомобиля по импульсному принципу (параметры движения цели Искра вычисляет за 0,2 секунды), этот прибор легко обманывает практически все супергетеродинные радар-детекторы зарубежного производства: они воспринимают короткую посылку Искры как импульсную помеху.

С помощью этого измерителя можно определять скорость как встречных, так и удаляющихся машин. Кроме того, Искра может держать в памяти скорости двух автомобилей, расстояние до них и время нарушения.

Универсальный доплеровский радар ИСКРА-1 выпускается в различных конструктивных и функциональных модификациях. Все модели обеспечивают выбор самой быстрой цели из потока, совместимы с видеофиксатором и персональным компьютером.

• "ИСКРА-1"В - прибор в основном предназначен для работы в стационарном режиме на дорогах с невысокой интенсивностью движения, преимущественно в одном направлении (прибор без селекции направления целей). Наиболее экономичная модель.
• "ИСКРА-1" - прибор предназначен для работы в стационарном режиме на дорогах со средней и высокой интенсивностью движения. Позволяет выбирать направление фиксируемых целей;
• "ИСКРА-1"Д - полнофункциональная модель радара, способная решать любые задачи по контролю скоростного режима. Прибор применяется как для работы в движении по встречным и попутным целям в направлении движения патрульной автомашины или в обратном направлении, так и в обычном стационарном режиме с селекцией направления целей.
• "ИСКРА-1" ДА - датчик скорости для работы в составе различных комплексов и систем контроля скорости.
• "ИСКРА-ВИДЕО" - комплекс радара с видеофиксатором "КАДР-1" для фиксирования изображения нарушителя и документирования факта превышения порога скорости.

ЛИСД-2

Производители — НПП Полюс и ОАО Красногорский завод, Россия.

Прибор выполнен в виде бинокля с оптическим прицелом. Его основное преимущество — использование узконаправленного светового излучения, позволяющего выделить в плотном потоке машин любое транспортное средство и определить его скорость. Узконаправленный лазерный луч могут распознать далеко не все радар-детекторы. Однако, даже если сигнал ЛИСДа обнаружен, реагировать поздно — скорость уже зафиксирована.

Прибор ЛИСД работает только с неподвижной точки, но определяет скоростные параметры как приближающихся, так и удаляющихся целей. Дальность действия — 1000 метров, диапазон фиксируемых скоростей — до 350 км/ч.

Прибор ЛИСД-2 — один из самых дорогих: его цена составляет $3600. А в комплекте с цифровой видеокамерой он стоит более $5000.