ITBO20010571A1 - VEHICLE TRAFFIC MONITORING SYSTEM AND CONTROL UNIT AND RELATED OPERATING METHOD - Google Patents
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Description
D E S C R I Z IO N E DESCRIPTION
del brevetto per invenzione industriale of the patent for industrial invention
La presente invenzione è relativa ad un sistema e ad una centralina per il monitoraggio del traffico veicolare, ed al relativo metodo di funzionamento. The present invention relates to a system and to a control unit for monitoring vehicle traffic, and to the related operating method.
In particolare, la presente invenzione è relativa ad un sistema di monitoraggio e previsione del traffico ferroviario, navale o stradale, a cui la trattazione che segue farà esplicito riferimento senza per questo perdere in generalità. In particular, the present invention relates to a system for monitoring and forecasting railway, ship or road traffic, to which the following discussion will make explicit reference without thereby losing generality.
Come è noto, i sistemi di monitoraggio del traffico stradale attualmente conosciuti sono dotati di una pluralità di dispositivi di rilevamento, i quali vengono posizionati lungo le strade da monitorare secondo una disposizione prestabilita, in modo tale da rilevare il passaggio dei veicoli in corrispondenza di una pluralità di punti stradali prefissati. As is known, currently known road traffic monitoring systems are equipped with a plurality of detection devices, which are positioned along the roads to be monitored according to a predetermined arrangement, in such a way as to detect the passage of vehicles in correspondence with a plurality of prefixed road points.
In particolare, i dispositivi di rilevamento sono atti a trasmettere le informazioni associate al passaggio dei veicoli nei suddetti punti stradali prestabiliti, ad una unità di elaborazione remota, che provvede ad elaborare tali informazioni in modo tale da fornire una indicazione sulle generiche condizioni del traffico stradale. In particular, the detection devices are able to transmit the information associated with the passage of vehicles in the aforementioned predetermined road points, to a remote processing unit, which processes this information in such a way as to provide an indication on the generic conditions of road traffic. .
I dispositivi di rilevamento maggiormente impiegati negli attuali sistemi di monitoraggio del traffico stradale sono costituiti da telecamere, atte a rilevare il passaggio dei veicoli ed a trasmettere le immagini degli autoveicoli stessi passanti in alcuni tratti stradali critici, oppure da trasduttori elettromagnetici, i quali vengono disposti con le rispettive spire "annegate" nel manto stradale per rilevare il passaggio degli autoveicoli, sulla base delle variazioni di flusso magnetico generate dal movimento di questi ultimi. The detection devices most used in current road traffic monitoring systems are made up of cameras, designed to detect the passage of vehicles and to transmit images of the vehicles themselves passing through some critical road sections, or by electromagnetic transducers, which are arranged with the respective coils "drowned" in the road surface to detect the passage of motor vehicles, on the basis of the variations in magnetic flux generated by the movement of the latter.
I sistemi di monitoraggio stradale sopra descritti presentano il grave inconveniente di essere particolarmente costosi. In particolare, l'elevato costo delle telecamere incide pesantemente sui costi di realizzazione del sistema, mentre i trasduttori elettromagnetici comportano dei costi elevati, sia in fase di installazione, sia in fase di manutenzione del sistema. Nella fattispecie l'installazione o la sostituzione dei trasduttori elettromagnetici richiede un intervento sul manto stradale, che comporta elevati costi, sia in manodopera, sia in materiali. The road monitoring systems described above have the serious drawback of being particularly expensive. In particular, the high cost of the cameras heavily affects the costs of building the system, while the electromagnetic transducers involve high costs, both in the installation phase and in the maintenance phase of the system. In this case, the installation or replacement of electromagnetic transducers requires an intervention on the road surface, which involves high costs, both in terms of labor and materials.
I suddetti sistemi presentano inoltre l'inconveniente di fornire ai gestori dei tratti stradali delle indicazioni molto generiche sul traffico stradale, come ad esempio la media giornaliera o la media oraria del numero di autoveicoli che passano in un determinato tratto stradale. Tali indicazioni, pur essendo utili per effettuare proiezioni statistiche del traffico stradale, risultano poco interessanti al fine di conoscere in ogni istante la situazione effettiva del traffico veicolare o l'evoluzione di quest'ultimo in tempi successivi. The aforementioned systems also have the drawback of providing the road section managers with very general indications on road traffic, such as the daily average or the hourly average of the number of motor vehicles passing through a given road section. Although these indications are useful for carrying out statistical projections of road traffic, they are not very interesting in order to know the actual situation of vehicular traffic or the evolution of the latter in subsequent times at any time.
Scopo della presente invenzione è quindi quello di realizzare un sistema di monitoraggio del traffico veicolare, che sia semplice ed economico e sia, allo stesso tempo, esente dagli inconvenienti sopra descritti . The object of the present invention is therefore to provide a vehicle traffic monitoring system which is simple and economical and is, at the same time, free from the drawbacks described above.
Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di utilizzare i dati rilevati per un monitoraggio ed una previsione del traffico stradale. A further object of the present invention is to use the data collected for monitoring and forecasting road traffic.
Secondo la presente invenzione viene realizzata una centralina di monitoraggio del traffico veicolare, come descritto nella rivendicazione 1. According to the present invention, a vehicle traffic monitoring unit is provided, as described in claim 1.
La presente invenzione è inoltre relativa ad un sistema di monitoraggio del traffico veicolare, come descritto nella rivendicazione 13. The present invention also relates to a vehicle traffic monitoring system, as described in claim 13.
La presente invenzione è inoltre relativa ad un metodo per prevedere il traffico veicolare, come descritto nella rivendicazione 14. The present invention also relates to a method for predicting vehicular traffic, as described in claim 14.
La presente invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni annessi, che ne illustrano un esempio di attuazione non limitativo, in cui: The present invention will now be described with reference to the attached drawings, which illustrate a non-limiting example of embodiment, in which:
- la figura 1 illustra schematicamente un sistema di monitoraggio del traffico veicolare realizzato secondo i dettami della presente invenzione; Figure 1 schematically illustrates a vehicle traffic monitoring system made according to the dictates of the present invention;
- la figura 2 mostra uno schema elettrico a blocchi di una centralina di monitoraggio del traffico veicolare realizzata secondo i dettami della presente invenzione; Figure 2 shows a block electrical diagram of a vehicle traffic monitoring unit built according to the dictates of the present invention;
- la figura 3 illustra l'andamento temporale dei segnali generati nella centralina di monitoraggio veicolare illustrata nella figura 2; e Figure 3 illustrates the time course of the signals generated in the vehicle monitoring unit illustrated in Figure 2; And
- la figura 4 mostra un diagramma di flusso del metodo per prevedere il traffico veicolare implementato nell'unità di elaborazione remota compresa nel sistema illustrato nella figura 1; Figure 4 shows a flow diagram of the method for predicting the vehicular traffic implemented in the remote processing unit included in the system illustrated in Figure 1;
Con riferimento alla figura 1, con il numero 1 è indicato nel suo complesso, un sistema di monitoraggio veicolare comprendente almeno una centralina di monitoraggio veicolare 2 disposta in corrispondenza di un determinato tratto stradale 3 per rilevare il passaggio di autoveicoli 4, ed atta a trasmettere, attraverso un rete di comunicazione 5 compresa nel sistema 1, un segnale SA contenente una pluralità di informazioni associate al passaggio dei veicoli 4 nel tratto stradale 3. With reference to Figure 1, the number 1 indicates as a whole a vehicle monitoring system comprising at least one vehicle monitoring unit 2 arranged in correspondence with a determined road section 3 to detect the passage of motor vehicles 4, and suitable for transmitting , through a communication network 5 included in the system 1, a signal SA containing a plurality of information associated with the passage of vehicles 4 in the road section 3.
Il sistema 1 comprende, inoltre, una unità di elaborazione remota 6 atta a ricevere attraverso la rete di comunicazione 5, il segnale SA, trasmesso dalla centralina di monitoraggio veicolare 2, e ad effettuare una simulazione del traffico veicolare sulla base delle informazioni stradali contenute nel segnale SA, per fornire una previsione sull'evoluzione del traffico nel tratto stradale 3 stesso. The system 1 also comprises a remote processing unit 6 able to receive, through the communication network 5, the signal SA, transmitted by the vehicle monitoring unit 2, and to carry out a simulation of the vehicular traffic on the basis of the road information contained in the SA signal, to provide a forecast on the evolution of traffic in the road section 3 itself.
In altre parole, come sarà descritto dettagliatamente in seguito, l'unità di elaborazione remota 6 effettua una previsione dell'evoluzione del traffico veicolare nel tratto stradale 3, implementando un modello di simulazione applicato al traffico stradale, nel quale vengono utilizzate le informazioni relative al traffico veicolare nel tratto stradale 3 stesso, e trasmesse dalla centralina di monitoraggio veicolare 2 in tempo reale. In other words, as will be described in detail below, the remote processing unit 6 makes a forecast of the evolution of vehicular traffic in the road section 3, implementing a simulation model applied to road traffic, in which the information relating to the vehicular traffic in the road section 3 itself, and transmitted by the vehicle monitoring unit 2 in real time.
Con riferimento alla figura 2, la,centralina di monitoraggio veicolare 2 comprende due dispositivi sensori ad infrarosso 7, atti a fornire in uscita una rispettiva coppia di segnali di presenza SP veicolo, indicanti ciascuno la condizione di passaggio di un veicolo 4 nel tratto stradale 3; un circuito di temporizzazione 8, atto a fornire un segnale temporale STIM indicante l'istante ti, nel quale è stato rilevato dai dispositivi sensori ad infrarosso 7 il passaggio di un veicolo 4 nel tratto stradale 3; ed un circuito di elaborazione 9 atto ad elaborare il segnale temporale With reference to Figure 2, the vehicle monitoring control unit 2 comprises two infrared sensor devices 7, adapted to output a respective pair of vehicle presence signals SP, each indicating the condition of passage of a vehicle 4 in the road section 3 ; a timing circuit 8, adapted to provide a temporal signal STIM indicating the instant ti, in which the passage of a vehicle 4 in the road section 3 has been detected by the infrared sensor devices 7; and a processing circuit 9 adapted to process the time signal
STIM fornito dal circuito di temporizzazione 8 ed i segnali di presenza SP forniti dai dispositivi sensori ad infrarosso 7, per ricavare una pluralità di informazioni associate al passaggio dei veicoli 4 nel tratto stradale 3 ed a fornire in uscita il segnale SA contenente tali informazioni. STIM supplied by the timing circuit 8 and the presence signals SP supplied by the infrared sensor devices 7, to obtain a plurality of information associated with the passage of vehicles 4 in the road section 3 and to output the signal SA containing such information.
La centralina di monitoraggio veicolare 2 comprende, inoltre, un dispositivo di trasmissione 10 atto a trasmettere il segnale SA, attraverso la rete di comunicazione 5, all'unità di elaborazione remota 6. The vehicle monitoring unit 2 also comprises a transmission device 10 suitable for transmitting the signal SA, through the communication network 5, to the remote processing unit 6.
Ciascuna centralina di monitoraggio veicolare 2 comprende inoltre preferibilmente, ma non necessariamente, un dispositivo di alimentazione 19 atto ad alimentare il circuito di elaborazione 9 ed il circuito di temporizzazione 8 e comprendente una batteria 20 ed un pannello solare 21 collegato alla batteria 20 stessa per ricaricare costantemente quest'ultima in modo da rendere la centralina di monitoraggio veicolare 2 completamente autonoma dal punto di vista energetico e quindi installabile in qualsiasi zona stradale, anche priva di qualsiasi tipo di alimentazione elettrica. Each vehicle monitoring unit 2 also preferably, but not necessarily, comprises a power supply device 19 adapted to power the processing circuit 9 and the timing circuit 8 and comprising a battery 20 and a solar panel 21 connected to the battery 20 itself for recharging the latter constantly so as to make the vehicle monitoring unit 2 completely autonomous from the energy point of view and therefore installable in any road area, even without any type of electrical power supply.
Con riferimento alle figure 1 e 2, i due dispositivi sensori ad infrarosso 7 della centralina di monitoraggio veicolare 2 sono atti ad essere disposti allineati uno di seguito all'altro lungo una direzione sostanzialmente parallela alla strada sottoposta al monitoraggio. Nella fattispecie i dispositivi sensori ad infrarosso 7 sono installabili su un qualsiasi elemento di supporto 11 disposto trasversalmente alla strada al disopra del piano stradale. Ad esempio, l'elemento di supporto 11 può essere definito da un portale disposto trasversalmente alla strada, mentre i dispositivi sensori ad infrarosso 7 possono essere disposti sulla traversa del portale stesso affacciati al piano stradale uno di seguito all'altro lungo una direzione parallela alla strada, ossia ortogonalmente alla traversa del portale. È opportuno precisare che l'elemento di supporto 11 dei dispositivi sensori ad infrarosso 7 può essere rappresentato da una qualsiasi struttura sopraelevata che attraversi la strada al disopra della strada stessa, come ad esempio dei cavalcavia, dei ponti, dei pannelli informativi, dei cartelloni pubblicitari ecc. With reference to Figures 1 and 2, the two infrared sensor devices 7 of the vehicle monitoring unit 2 are able to be arranged aligned one after the other along a direction substantially parallel to the road being monitored. In this case, the infrared sensor devices 7 can be installed on any support element 11 arranged transversely to the road above the road surface. For example, the support element 11 can be defined by a portal arranged transversely to the road, while the infrared sensor devices 7 can be arranged on the crosspiece of the portal itself facing the road level one after the other along a direction parallel to the road, that is orthogonally to the portal crossbar. It should be noted that the support element 11 of the infrared sensor devices 7 can be represented by any raised structure that crosses the road above the road itself, such as for example overpasses, bridges, information panels, advertising billboards. etc.
È inoltre opportuno precisare, che il sistema 1 è in grado di monitorare una strada a più corsie. In questo caso la centralina di monitoraggio veicolare 2 comprende due dispositivi sensori ad infrarosso 7 per ciascun senso di marcia disposti come sopra descritto (figura 1). It should also be noted that system 1 is able to monitor a multi-lane road. In this case the vehicle monitoring unit 2 comprises two infrared sensor devices 7 for each direction of travel arranged as described above (Figure 1).
Con riferimento alla figura 2 ciascun dispositivo sensore ad infrarosso 7 comprende un sensore piroelettrico 12, il quale è sensibile alle variazioni di temperatura, ossia alla radiazione infrarossa emessa da un corpo, ed è atto a convertire tali variazioni nel segnale elettrico di presenza SP; ed un dispositivo di focalizzazione 13 definito ad esempio da uno specchio parabolico 13, il quale è disposto al disopra del sensore piroelettrico 12, in modo tale che quest'ultimo sia posizionato preferibilmente, ma non necessariamente, in corrispondenza del fuoco dello specchio parabolico 13 stesso. In particolare, il dispositivo di focalizzazione 13, ovvero lo specchio parabolico 13 ha la funzione di focalizzare sul sensore piroelettrico 12 la radiazione infrarossa proveniente dal tratto stradale 3. With reference to Figure 2, each infrared sensor device 7 comprises a pyroelectric sensor 12, which is sensitive to temperature variations, that is to the infrared radiation emitted by a body, and is adapted to convert these variations into the electrical presence signal SP; and a focusing device 13 defined for example by a parabolic mirror 13, which is arranged above the pyroelectric sensor 12, so that the latter is preferably, but not necessarily, positioned in correspondence with the focus of the parabolic mirror 13 itself . In particular, the focusing device 13, that is the parabolic mirror 13, has the function of focusing the infrared radiation coming from the road section 3 on the pyroelectric sensor 12.
È opportuno precisare che lo specchio parabolico 13 è dimensionato in modo tale da presentare un determinato angolo di copertura, ad esempio di 30° in modo tale da conferire al dispositivo sensore ad infrarosso 7 un prefissato campo di copertura del tratto stradale 3. It should be noted that the parabolic mirror 13 is dimensioned in such a way as to present a certain coverage angle, for example of 30 ° in such a way as to give the infrared sensor device 7 a predetermined coverage field of the road section 3.
Per quanto riguarda il circuito di elaborazione 9, esso comprende un circuito di amplificazione 14 e comparazione, il quale è atto a ricevere in ingresso i segnali di presenza SP forniti dai sensori piroelettrici 12, ed ha la funzione di raddrizzare e comparare ciascuno di tali segnali con una soglia prefissata, in modo tale da fornire in uscita dei segnali di presenza SP in un formato sostanzialmente digitale. Nella fattispecie, il circuito di amplificazione 14 e comparazione fornisce in uscita, per ciascun segnale di presenza SP ricevuto in ingresso, un rispettivo segnale di presenza SP presentante un livello logico alto, in caso di superamento della soglia prefissata, da parte del segnale di presenza SP fornito dal sensore piroelettrico 12, ovvero in caso di rilevazione del passaggio di un veicolo 4, ed un livello logico basso in caso di non superamento della soglia prefissata, da parte del segnale di presenza SP fornito dal sensore piroelettrico 12, ossia in caso di assenza del veicolo 4 nel tratto stradale 3. Nella fattispecie, in figura 3 sono riportati gli andamenti nel tempo di due segnali di presenza SP forniti in uscita dal circuito di amplificazione 14 in seguito al rilevamento di un passaggio di un veicolo 4 nel tratto stradale 3. As regards the processing circuit 9, it comprises an amplification and comparison circuit 14, which is adapted to receive the presence signals SP supplied by the pyroelectric sensors 12, and has the function of rectifying and comparing each of these signals. with a predetermined threshold, so as to output presence signals SP in a substantially digital format. In this case, the amplification and comparison circuit 14 supplies at the output, for each presence signal SP received at the input, a respective presence signal SP having a high logic level, in case of exceeding the predetermined threshold, by the presence signal SP supplied by the pyroelectric sensor 12, i.e. in case of detection of the passage of a vehicle 4, and a low logic level in case of not exceeding the predetermined threshold, by the presence signal SP provided by the pyroelectric sensor 12, i.e. in case of absence of vehicle 4 in the road section 3. In this case, figure 3 shows the time trends of two presence signals SP supplied at the output of the amplification circuit 14 following the detection of a passage of a vehicle 4 in the road section 3 .
Il circuito di elaborazione 9 comprende inoltre un circuito di codifica 15 di tipo noto, comprendente ad esempio un decoder, il quale è atto a ricevere dal circuito di amplificazione 14 i segnali di presenza SP in formato digitale, per fornire in uscita una parola definita dai N bit (nell'esempio illustrato in figura 2 N=2) associati ciascuno ad un rispettivo dispositivo sensore ad infrarosso 7. Ciascun bit indica quindi lo stato del rispettivo dispositivo sensore ad infrarosso 7, mentre la transizione del bit stesso (1-0, e 0-1) indica una condizione di ingresso o uscita di un veicolo nel campo di rilevamento del dispositivo sensore ad infrarosso 7 stesso. The processing circuit 9 also comprises a coding circuit 15 of a known type, comprising for example a decoder, which is able to receive from the amplification circuit 14 the presence signals SP in digital format, to output a word defined by the N bits (in the example illustrated in figure 2 N = 2) each associated with a respective infrared sensor device 7. Each bit therefore indicates the status of the respective infrared sensor device 7, while the transition of the bit itself (1-0, and 0-1) indicates a condition of entry or exit of a vehicle in the detection field of the infrared sensor device 7 itself.
Il circuito di decodifica 15 è atto inoltre a fornire in uscita un segnale di transizione ST indicante una condizione di cambiamento di stato di un bit appartenente alla parola. The decoding circuit 15 is also adapted to output a transition signal ST indicating a condition of change of state of a bit belonging to the word.
Con riferimento alla figura 2, il circuito di elaborazione 9 comprende, inoltre, un dispositivo di memorizzazione 17, ad esempio una memoria FIFO, atta a ricevere in ingresso sia il segnale di transizione ST sia il segnale codificante la parola fornita dal circuito di codifica 15, in modo tale da memorizzare le parole, secondo un ordine prestabilito, ad ogni transizione di un qualsiasi bit della parola stessa, ovvero per ogni situazione di perturbazione (variazione di temperatura percepita dai dispositivi sensori ad infrarosso) del campo coperto da ciascun dispositivo sensore ad infrarosso 7. With reference to Figure 2, the processing circuit 9 also comprises a storage device 17, for example a FIFO memory, suitable for receiving both the transition signal ST and the signal encoding the word supplied by the encoding circuit 15 as input. , in such a way as to memorize the words, according to a predetermined order, at each transition of any bit of the word itself, or for each situation of perturbation (temperature variation perceived by the infrared sensor devices) of the field covered by each sensor device such as infrared 7.
Il dispositivo di memorizzazione 17 riceve inoltre in ingresso il segnale di temporizzazione STIM, il cui valore viene memorizzato dal dispositivo di memorizzazione 17 stesso, ogni qual volta viene effettuato un rilevamento e quindi una memorizzazione di una nuova parola, ovvero quando viene rilevata una nuova transizione dei bit compresi nella parola stessa a seguito del passaggio di un veicolo 4 nel campo stradale coperto da un dispositivo sensore ad infrarosso 7. The storage device 17 also receives at its input the timing signal STIM, the value of which is stored by the storage device 17 itself, every time a detection and therefore a storage of a new word is made, that is when a new transition is detected. of the bits included in the word itself following the passage of a vehicle 4 in the road field covered by an infrared sensor device 7.
Il circuito di elaborazione 9 comprende, inoltre un microprocessore 18 atto a leggere dal dispositivo di memorizzazione 17 i dati relativi ai passaggi del veicolo, ovvero le parole fornite dal circuito di codifica 15 e gli istanti temporali di memorizzazione delle parole stesse, ed elabora tali informazioni in modo tale da ricavare una pluralità di indicazioni associate al passaggio dei veicoli 4 nel tratto stradale 3. Ad esempio, il microprocessore 18 è in grado di ricavare dalle informazioni memorizzate, la velocità del veicolo, la lunghezza del veicolo ed il verso di marcia. The processing circuit 9 also comprises a microprocessor 18 adapted to read from the storage device 17 the data relating to the passages of the vehicle, that is the words provided by the coding circuit 15 and the time instants of memorization of the words themselves, and processes such information in such a way as to obtain a plurality of indications associated with the passage of vehicles 4 in the road section 3. For example, the microprocessor 18 is capable of obtaining from the memorized information, the speed of the vehicle, the length of the vehicle and the direction of travel.
In particolare, con riferimento alla figura 3 la velocità può essere ricavata ad esempio tramite il rapporto tra l'intervallo di tempo DTi=t2-tl tra i fronti di salita dei due segnali binari SP e la distanza D tra i due dispositivi sensori ad infrarosso 7; la direzione di marcia può essere rilevata in funzione dell'ordine temporale dei fronti di salita o discesa dei segnali stessi; e la lunghezza del veicolo 5 può essere determinata ad esempio in funzione dell'intervallo di tempo DT2=t3-tl di occupazione del campo di copertura stradale di un dispositivo sensore ad infrarosso 7 da parte del veicolo 4. In particular, with reference to Figure 3, the speed can be obtained for example through the ratio between the time interval DTi = t2-tl between the leading edges of the two binary signals SP and the distance D between the two infrared sensor devices 7; the running direction can be detected as a function of the temporal order of the rising or falling edges of the signals themselves; and the length of the vehicle 5 can be determined for example as a function of the time interval DT2 = t3-tl of occupation of the road coverage field of an infrared sensor device 7 by the vehicle 4.
È opportuno precisare che il microprocessore 18, in seguito a tale elaborazione è atto a codificare tutte le informazioni relative al passaggio del veicolo 4 in un unico segnale SA, ed a fornire ad esempio, attraverso un collegamento seriale, il segnale SA stesso al dispositivo di trasmissione 10. It should be specified that the microprocessor 18, following this processing, is able to encode all the information relating to the passage of the vehicle 4 in a single signal SA, and to supply, for example, through a serial connection, the signal SA itself to the transmission 10.
Il dispositivo di trasmissione 10 è atto ad inviare il segnale SA codificante i dati relativi al passaggio dei veicoli 4 nel tratto stradale 3, attraverso la rete di comunicazione 5, all'unità di elaborazione remota 6. È opportuno precisare che il dispositivo di trasmissione 10 può essere realizzato tramite un personal computer comprendente un modem in grado di comunicare con la stazione remota di elaborazione 6 attraverso la rete di comunicazione 5 definita ad esempio da una rete Internet o da una rete Intranet. In alternativa a tale soluzione, la trasmissione delle informazioni tra la centralina di monitoraggio veicolare 2 e l'unità di elaborazione remota 6 può essere effettuata anche tramite una rete di comunicazione 5 di altro tipo, nella fattispecie una rete telefonica operante in standard GSM o UMTS. In questo caso la centralina di monitoraggio veicolare 2 sarà dotata di un dispositivo di trasmissione 10 costituito, ad esempio, da un modulo telefonico operante in standard GSM o UMTS, atto a ricevere in ingresso il segnale SA fornito dal microprocessore 18, per trasmetterlo attraverso la rete di comunicazione 5 alla unità di elaborazione remota 6. The transmission device 10 is able to send the signal SA encoding the data relating to the passage of the vehicles 4 in the road section 3, through the communication network 5, to the remote processing unit 6. It should be specified that the transmission device 10 it can be realized by means of a personal computer comprising a modem capable of communicating with the remote processing station 6 through the communication network 5 defined for example by an Internet network or an Intranet network. As an alternative to this solution, the transmission of information between the vehicle monitoring unit 2 and the remote processing unit 6 can also be carried out via a communication network 5 of another type, in this case a telephone network operating in GSM or UMTS standard. . In this case the vehicle monitoring unit 2 will be equipped with a transmission device 10 consisting, for example, of a telephone module operating in GSM or UMTS standard, suitable for receiving the signal SA supplied by the microprocessor 18 in input, to transmit it through the communication network 5 to the remote processing unit 6.
È opportuno precisare infine che la centralina di monitoraggio veicolare 2 può essere in grado di effettuare un test di auto diagnosi atto a fornire una indicazione sul corretto funzionamento della centralina di monitoraggio veicolare 2 stessa. A questo scopo i dispositivi sensori ad infrarosso 7 possono essere dotati di una pluralità di diodi led (non illustrati) disposti, ad esempio, a corona esternamente allo specchio parabolico 13 ed attivabili attraverso un segnale impulsivo fornito dal microprocessore 18. In questo caso l'attivazione dei diodi led genera un fascio di luce, il quale viene rilevato in seguito alla riflessione del tratto stradale, dal dispositivo sensore ad infrarosso 7 che genera di conseguenza il segnale di presenza SP utilizzato in questo caso come segnale di TEST. Finally, it should be specified that the vehicle monitoring unit 2 may be capable of carrying out a self-diagnosis test designed to provide an indication of the correct functioning of the vehicle monitoring unit 2 itself. For this purpose, the infrared sensor devices 7 can be equipped with a plurality of LED diodes (not shown) arranged, for example, in a crown outside the parabolic mirror 13 and can be activated through an impulsive signal supplied by the microprocessor 18. In this case the activation of the LED diodes generates a beam of light, which is detected following the reflection of the road section, by the infrared sensor device 7 which consequently generates the presence signal SP used in this case as a TEST signal.
Per quanto riguarda l'unità di elaborazione remota 6, essa è atta a ricevere istante per istante il segnale SA che codifica le informazioni associate al passaggio dei veicoli 4 nel tratto stradale, 3 ed è atta ad implementare un metodo di previsione del traffico stradale sulla base delle informazioni rilevate, in modo tale da fornire una previsione del traffico sul tratto stradale 3. As regards the remote processing unit 6, it is able to receive instant by instant the signal SA which encodes the information associated with the passage of vehicles 4 in the road section, 3 and is able to implement a method of forecasting the road traffic on the based on the information collected, in order to provide a forecast of traffic on the road section 3.
In dettaglio il metodo di previsione del traffico stradale implementato dall'unità di elaborazione remota 6 si basa su un modello ad automi cellulari della strada di tipo noto e pubblicato in data 5 maggio 2000 nell'articolo dal titolo "A cellular automata model for highway traffic" dalla rivista "The European Physical Journal" di EDP Sciences. In detail, the road traffic prediction method implemented by the remote processing unit 6 is based on a cellular automata model of the road of a known type and published on May 5, 2000 in the article entitled "A cellular automata model for highway traffic "from" The European Physical Journal "of EDP Sciences.
In particolare, nel suddetto modello la strada monitorata ha un punto di inizio ed un punto di fine e viene suddivisa in due corsie di marcia, in cui ciascuna corsia di marcia viene suddivisa a sua volta in una pluralità di celle di lunghezza prestabilita (ad esempio 5 metri). Ogni cella può essere occupata o meno da un veicolo che viaggia ad una determinata velocità massima. In particular, in the aforementioned model the monitored road has a starting point and an end point and is divided into two driving lanes, in which each driving lane is in turn divided into a plurality of cells of predetermined length (for example 5 meters). Each cell may or may not be occupied by a vehicle traveling at a certain maximum speed.
Il suddetto modello in seguito alla sua implementazione nell'unità di elaborazione remota 6 permette di determinare istante per istante l'evoluzione del traffico nel tempo, a partire da un istante iniziale t0 in cui sono presenti una pluralità di condizioni iniziali quali ad esempio, la densità iniziale del traffico, lo stato iniziale di ciascuna cella, la massima velocità dei veicoli 4, prevedendo in tal modo lo stato di ciascuna cella e quindi della strada in qualsiasi istante successivo t0+Dt. Following its implementation in the remote processing unit 6, the aforementioned model allows the evolution of traffic over time to be determined instant by instant, starting from an initial instant t0 in which a plurality of initial conditions are present such as, for example, the initial traffic density, the initial state of each cell, the maximum speed of the vehicles 4, thus predicting the state of each cell and therefore of the road at any subsequent instant t0 + Dt.
Con riferimento alla figura 4, il metodo di previsione del traffico stradale utilizzante il suddetto modello, perviene inizialmente al blocco 100, nel quale vengono inizializzati i parametri utilizzati dal modello ad automi cellulari applicato al traffico, sulla base dei dati rilevati dalla centralina di monitoraggio veicolare 2, ovvero ricevendo in tempo reale i dati di ingresso come ad esempio la velocità dei veicoli 4 nella cella definita dal tratto stradale monitorato. With reference to Figure 4, the road traffic prediction method using the aforementioned model initially reaches block 100, in which the parameters used by the cellular automata model applied to traffic are initialized, based on the data detected by the vehicle monitoring unit. 2, ie receiving in real time the input data such as the speed of the vehicles 4 in the cell defined by the monitored road section.
Il blocco 100 è seguito dal blocco 110 nel quale l'unità di elaborazione remota 6 simula il traffico stradale tramite il metodo ad automi cellulari applicandolo ai dati ricevuti in tempo reale. In altre parole, nel blocco 110 le condizioni iniziali del modello vengono fissate con i dati forniti in tempo reale dalla/delle centraline di monitoraggio stradale 2 disposte nei rispettivi tratti stradali 3. Block 100 is followed by block 110 in which the remote processing unit 6 simulates road traffic by means of the cellular automata method by applying it to the data received in real time. In other words, in block 110 the initial conditions of the model are fixed with the data supplied in real time by the road monitoring control unit (s) 2 arranged in the respective road sections 3.
Il blocco 110 è seguito dal blocco 120 nel quale viene fornita la previsione del traffico all'istante t0+tR dove tR è l'intervallo di tempo di riferimento unitario utilizzato nella simulazione. Block 110 is followed by block 120 in which the traffic forecast is provided at instant t0 + tR where tR is the unitary reference time interval used in the simulation.
Da quanto sopra descritto è opportuno precisare che il blocco 120 può essere seguito dal blocco 110, nel quale viene reiterata la simulazione sui dati determinati nel blocco 120 all'istante t0+tR. From what has been described above, it is appropriate to specify that block 120 can be followed by block 110, in which the simulation is repeated on the data determined in block 120 at the instant t0 + tR.
Il metodo quindi può effettuare una pluralità N di cicli (blocco 110- blocco 120) in modo tale da fornire una previsione del traffico stradale relativa all'istante t0+N*tR. The method can therefore carry out a plurality N of cycles (block 110-block 120) in such a way as to provide a forecast of the road traffic relative to the instant t0 + N * tR.
Da quanto sopra descritto è opportuno precisare che la suddetta predizione sul traffico veicolare può essere trasmessa agli utenti dei veicoli in modo tale da informare questi ultimi su possibili situazioni critiche del traffico che si potranno creare. From what has been described above, it should be specified that the aforementioned prediction on vehicular traffic can be transmitted to vehicle users in such a way as to inform the latter about possible critical traffic situations that may arise.
Il sistema di monitoraggio veicolare presenta il grosso vantaggio di essere relativamente economico e facile da istallare: vengono infatti utilizzati dispositivi, circuiti e sensori facilmente reperibili sul mercato a costi contenuti. The vehicle monitoring system has the great advantage of being relatively cheap and easy to install: in fact, devices, circuits and sensors readily available on the market are used at low costs.
Inoltre il sistema di monitoraggio veicolare è estremamente vantaggioso in quanto, oltre a permettere il monitoraggio del traffico stradale, può trovare applicazione nel monitoraggio del traffico ferroviario e del traffico navale. Furthermore, the vehicle monitoring system is extremely advantageous as, in addition to allowing road traffic monitoring, it can be applied in the monitoring of railway traffic and ship traffic.
Infine, la simulazione dell'evoluzione del traffico effettuata su dati rilevati in tempo reale, permette al sistema di fornire vantaggiosamente una previsione sul traffico veicolare maggiormente attendibile rispetto alle previsioni effettuate attraverso i metodi noti. Finally, the simulation of the evolution of the traffic carried out on data detected in real time, allows the system to advantageously provide a prediction on vehicular traffic which is more reliable than the forecasts made using known methods.
Risulta infine chiaro che al sistema di monitoraggio veicolare 1 qui descritto ed illustrato, possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione. Finally, it is clear that modifications and variations can be made to the vehicular monitoring system 1 described and illustrated here without thereby departing from the scope of the present invention.
In particolare, i dispositivi rivelatori ad infrarosso 7 possono essere realizzati tramite delle termopile . In particular, the infrared detecting devices 7 can be made by means of thermopiles.
Inoltre, la centralina di monitoraggio veicolare 2 può comprendere almeno un sensore ad ultrasuoni installabile in corrispondenza dei dispositivi sensori ad infrarosso 7 al disopra della strada ed atto a fornire al microprocessore 18 un segnale indicante la presenza di un veicolo fermo nel tratto stradale. Furthermore, the vehicle monitoring control unit 2 can comprise at least one ultrasound sensor which can be installed in correspondence with the infrared sensor devices 7 above the road and which is adapted to supply the microprocessor 18 with a signal indicating the presence of a stationary vehicle in the road section.
Infine al posto dei dispositivi rivelatori ad infrarosso possono essere utilizzati altri tipi di sensori, come ad esempio, i sensori laser, radar, o sensori ad ultrasuoni . Finally, instead of infrared detectors, other types of sensors can be used, such as, for example, laser, radar, or ultrasonic sensors.
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