Концепт детектора транспорта на основе технологии Bluetooth

Концепт детектора транспорта на основе технологии Bluetooth

Интеллектуальные транспортные системы – это настоящее и будущее управления транспортом в России и во всем мире. Для реализации адаптивных систем управления дорожным движением нужно собрать необходимую информацию о транспортном потоке. Для реализации этих целей используются различные детекторы транспорта. В данной статье рассмотрен детектор транспорта основный на современных технологиях передачи информации по протоколу IEEE 802.15.1 по радиочастоте 2,4 ГГц. Возможность детектора заключается в регистрации информации о Bluetooth модуле находящегося на борту транспортного средства и передачи собранной первичной информации на сервер по доступным каналам связи для дальнейшей её обработки и реализации в автоматизированных системах управлением дорожным движением (АСУДД) и автоматизированных транспортных информационных системах (АТИС).

Аннотация статьи
ИТС
адаптивное управление
детектор Bluetooth
Ключевые слова

Сбор информации о дорожном движении осуществляется с целью решения различных проблем. Среди них – изучение мобильности населения, выявление потребностей: развитие общественного транспорта; расширение и реконструкция дорожной сети и многое другое.

Анализ трафика является наиболее важным шагом в управлении трафиком. Анализ транспортных потоков может быть основан на:

– статистических данных, которые могут быть собраны следующими методами:

1. транспортное обследование – процесс подсчета количества движущихся транспортных средств, а также соотношение видов транспорта по классам с использованием органолептического метода;

2. использование автоматизированных пунктов регистрации движения на дорогах, оснащенных транспортными детекторами;

3. сбор координат транспортных средств со спутников GPS (Global Positioning System) или ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) и их передача на сервер по каналам беспроводной связи;

4. фото и видео съемка;

5. экспертные оценки, в том числе с использованием виртуальных транспортных детекторов;

– моделировании дорожных ситуаций с использованием специального компьютерного обеспечения;

– комплексном подходе.

Детектор нового поколения, который позволяет строить матрицы корреспонденции, представляет собой устройство для записи информации о модуле Bluetooth находящегося на борту транспортного средства. Bluetooth является глобальным стандартным протоколом (IEEE 802.15.1) для беспроводного обмена информацией между мобильными устройствами с использованием радиочастотного диапазона 2,4 ГГц. Детектор сочетает в себе множество технологий, которые позволяют ему сканировать диапазон Bluetooth-устройств в зоне покрытия. Зарегистрированный код состоит из комбинации 6 буквенно-цифровых пар (шестнадцатеричное). Уникальность MAC-адреса позволяет использовать алгоритм сопоставления для регистрации устройства, когда оно становится видимым для датчика. Основные принципы работы этих детекторов описаны на рисунке 1. Данные, полученные каждым детектором, отправляются для обработки на центральный сервер по GPRS или иным каналам связи.

Рис. 1. Мониторинг автомобиля с помощью детекторов на базе Bluetooth

Устройство детектора транспорта. Детектор Bluetooth в простейшем случае представляет собой:

  • микроконтроллер на базе процессора ATmega328, являющийся основным вычислительным центром системы;
  • Bluetooth-модуль HC-05 на базе чипа BC417143, осуществляющий поиск Bluetooth-устройств;
  • электронную обвязку (в зависимости от источника питания может использоваться делитель напряжения для каналов передачи данных).

Электрическая схема основной базы Bluetooth детектора представлена на рисунке 2.

VCC/GND – обозначение цепей питания детектора, TX/RX – каналы передачи данных.

Рис. 2. Электрическая схема базового детектора

В зависимости от поставленных задач устройство детектора может варьироваться и дополняться новыми модулями. В качестве источников питания выступают аккумуляторные батареи в купе с солнечными панелями при автономном исполнении (потребление детектора в базовой комплектации оставляет 40 mA), либо питание от сети переменного тока при помощи AC-DC преобразователей. Дополнение модулем часов реального времени позволит синхронизировать работу нескольких детекторов транспорта и производить более точный расчет показателей транспортного потока. Комплектация детектора SD картой позволит использовать устройства в качестве локального и независимого детектора по сбору информации о потоке (децентрализованная система), а установка GPRS или WI-FI модуля позволит отправлять данные для обработки на центральный сервер.

Преимущества Bluetooth детектора:

• Анонимность и конфиденциальность;

• Возможность расширения использования для устройств с поддержкой Bluetooth среди участников дорожного движения;

• Сравнительно недорогая стоимость организации инфраструктуры;

• Низкая стоимость обслуживания датчиков;

• Низкая чувствительность к погодным условиям;

• Возможность составления матрицы корреспонденции.

Недостатки Bluetooth детектора:

• Низкая частота дискретизации;

• Необходимость в дальнейшем расчете и фильтрации данных;

• Высокая чувствительность к выбросам (например, высокоскоростные и низкоскоростные транспортные средства и др.);

• Неопределенность в отношении точности и достоверности расчетного времени в пути и интенсивности транспортных средств.

Текст статьи
  1. Лызганов М.С. Новые источники данных для адаптивного управления трафиком XXI века / Е.П. Ткачевой // Траектория научно-технологического развития России с учетом глобальных трендов: сб. трудов Междунар. науч. конф. – Белгород: АПНИ, 2019. – С. 109-112.
  2. Лызганов М.С. Методы сбора и анализа информации о транспортных потоках / Е.П. Ткачевой // Исследования в области естествознания, техники и технологий как фактор научно-технического прогресса: сб. трудов Междунар. науч. конф. – Белгород: АПНИ, 2018. – С. 118-121.
  3. Лызганов М.С. Транспортный детектор Bluetooth: атрибуты и проектные решения // Актуальные исследования. – 2020. - № 8 (11). – С. 17-19.
  4. E. Hossain, G. Chow, VC.M. Leung, R.D. McLeod, J. Misic, VW.S. Wong, and O. Yang, “Vehicular telematics over heterogeneous wireless networks: A survey”, Computer Communications, Volume 33 (Issue 7, 3), P. 775-793 (May 2010).
  5. Ingvar Strid, Karl Walentin «Block Kalman Filtering for Large-Scale DSGE Models», Computational Economics (Springer). – Т. 33 (3): 2009. 277–304.
  6. Effinger J., Horowitz A. J., Liu Y., Shaw J. «Bluetooth Vehicle Reidentification for Analysis of Work Zone Diversion». In Transportation Research Board 92nd Annual Meeting, no. 13-2159 (2013).
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 17 мая по 31 мая
Осталось 2 дня до окончания
Препринт статьи — после оплаты
Справка о публикации
БЕСПЛАТНО
Размещение электронной версии
04 июня
Загрузка в elibrary
04 июня
Рассылка печатных экземпляров
08 июня