PT2118871E - Método para evitar acidentes em cadeia - Google Patents

Description

PE 2 118 871 Descrição

MÉTODO PARA EVITAR ACIDENTES EM CADEIA 0 presente invento refere-se a um processo de prevenção de um acidente cm cadeia numa via de circulação, bem como a um dispositivo para implementação do mesmo. E prática conhecida a difusão de informações sobre o trânsito rodoviário por rádio FM na frequência 1.07,7 Mllz. Os inquéritos realizados pelas empresas concessionárias de auto-estradas revelam que o tempo que medeia entre o momento em que um incidente surge na rede e a difusão da informação via rádio pode ser inferior a 5 minutos. Este resultado representa um progresso importante em termos de limitação do risco de acidente em cadeia, que constitui um elemento significativo de insegurança rodoviária em infra-estruturas em que a velocidade pode ser elevada.

Uma transposição do domínio dos tempos para o das distâncias demonstra que um utilizador que circule à velocidade de 120 km/hora pode ser avisado da ocorrência do incidente que irá encontrar alguns quilómetros à sua frente, digamos 10 km, com um tempo de difusão de 5 minutos. O utilizador pode então reagir e adaptar a sua conduta. Para distâncias menores, da ordem dc 1 km, constatou-se que a passagem pela rede de difusão 107,7 MHz não apresenta o tempo de resposta requerido. É também, conhecida a prática de colocação de uma balizagem óptica a montante de um incidente, a fim de prevenir acidentes em cadeia. A figura 1 representa uma situação característica. Um carro patrulha 1 está imobilizado a montante do incidente. Este carro patrulha 1 inclui um triângulo de sinalização óptica 2, que permite sinalizar visualmente o incidente. Os cones 3 delimitam uma zona livre da via de circulação. Λ colocação de uma balizagem óptica deste tipo exige um período de tempo relativamente grande, durante o qual o aviso aos condutores apenas é possível através da sinalização óptica do carro patrulha. A eficácia desta balizagem pode ser limitada por condições específicas de visibilidade óptica reduzida, como por exemplo a topografia do terreno, nevoeiro, neve ou sol baixo. O presente invento pretende solucionar estes problemas, propondo um processo de prevenção de acidentes em cadeia isento de alguns dos inconvenientes da técnica anterior acima indicados. A solução proposta pelo invento é um dispositivo para implementação de um processo de prevenção de um acidente em cadeia numa via de circulação em que ocorre um incidente, sendo emitido para a referida via um primeiro sinal radioeléctrico apresentando uma portadora de primeira frequência, caracterizado pelo facto de incluir a etapa que consiste em emitir, a partir de um emissor situado na aludida via de circulação, a montante do incidente, um segundo sinal radioeléctrico com uma portadora de frequência igual à primeira frequência, tendo este segundo sinal radioeléctrico uma potência superior à do primeiro sinal a nível do emissor.

Tal dispositivo é conhecido de “Telemática e segurança rodoviária: dispositivos de chamada e alerta”, C. Chanet e tal., CERTU, Julho de 1997. Em particular, o dispositivo segundo a invenção está conforme à reivindicação 1.

Deste modo, numa zona de recepção próxima do emissor, o segundo sinal apresenta uma portadora de frequência igual à do primeiro e uma potência mais elevada. Um utilizador localizado nesta zona de recepção e dispondo de um receptor sintonizado para receber o primeiro sinal pode, portanto, ser prevenido pelo segundo sinal da ocorrência de um incidente. Não é necessário colocar uma balizagem visual antes de poder emitir o segundo sinal. Assim, o utilizador pode ser rapidamente prevenido. Além disso, a transmissão do segundo sinal não é afectada pelas condições específicas de visibilidade óptica.

De preferência, a diferença de potência entre o segundo sinal radioeléctrico e o primeiro, a nível do emissor é pelo menos de 6 dB. Esta diferença é com vantagem da ordem dos 40 dB, O processo inclui, com vantagem, as etapas que consistem em: - Medir a potência do primeiro sinal radioeléctrico a nível do referido emissor; - Ajustar a potência do segundo sinal radioeléctrico em função da potência medida do primeiro sinal radioeléctrico e de uma distância de transmissão pretendida.

Garante-se, assim, que o segundo sinal tenha uma potência superior à do primeiro até à distância de transmissão pretendida. A distância de transmissão pretendida pode ser predeterminada ou regulável. O referido emissor inclui uma antena direccional apresentando, de preferência, na direcção da via de circulação uma relação anterior-posterior de pelo menos 20 dB. De uma forma ainda preferencial, a relação anterior-posterior é no mínimo de 30 ou 40 dB. De preferência, esta antena encontra-se posicionada a uma altura inferior à da antena que serve para emitir o primeiro sinal.

Desta forma, os veículos que circulam numa primeira direcção na via de circulação e se encontram a montante do acidente e do emissor recebem o segundo sinal com uma potência superior à do primeiro sinal. Pelo contrário, os veículos que circulam em direcção oposta e se encontram numa zona da via de circulação não afectada pelo incidente não recebem o segundo sinal antes de chegarem sensivelmente ao nível do emissor. A aludida antena direccional é uma antena delta-loop.

Uma antena deste tipo permite obter uma relação anterior-posterior elevada. O referido emissor encontra-se integrado num veículo, incluindo o processo uma etapa que consiste em conduzir o veículo até uma zona a balizar, situada na via de circulação a montante do dito acidente. O referido veículo dispõe de um triângulo de sinalização óptica, estando o referido emissor equipado com uma antena integrada neste triângulo.

De preferência, a dita primeira frequência é 107.7 MHz.

Segundo um modo de realização, o referido segundo sinal inclui um marcador de informação de trânsito. O marcador pode, por exemplo, ser do tipo RDS-TA do protocolo RDS. Aumenta assim a probabilidade de o utilizador receber o segundo sinal.

De acordo com um modo de realização específico, o segundo sinal inclui um marcador que indica o tipo e/ou a posição do incidente.

As informações transmitidas por este marcador podem permitir a um controlador montado num veículo que recebe o segundo sinal adaptar o funcionamento desse veículo, por exemplo, travá-lo automaticamente.

Será rnais fácil compreender o invento e esclarecer outras finalidades, pormenores, características e vantagens do mesmo com a descrição que se segue de um modo de realização específico do invento, apresentada apenas a título ilustrativo e não limitativo e fazendo referência aos desenhos em anexo.

Nestes desenhos: - a figura 1 representa uma balizagem visual segundo a técnica anterior, com vista a prevenir um acidente em cadeia numa via de circulação; - a figura 2 é uma representação esquemática da emissão de um primeiro sinal para uma via de circulação; - a figura 3 c um gráfico que representa a potência recebida do primeiro sinal, em função da distância ao poste emissor; - a figura 4 é um gráfico que representa a potência recebida do segundo sinal, em função da distância ao veículo emissor; - as figuras 5 e 6 representam a potência recebida do primeiro e segundo sinais, em função da distância; - a figura 7 representa um exemplo de antena que pode ser utilizado num modo de realização do invento e - a figura 8 representa um diagrama dc radiação da antena da figura 7. A figura 2 representa esquematicamente um poste no topo do qual está montada uma antena 5. A antena 5 permite emitir um primeiro sinal rádio FM na frequência 107,7 MHz para a via 6. O veículo 7 que se encontra na via 6 está equipado com uma antena 8 para a recepção do primeiro sinal rádio. Tipicamente, o poste 4 tem uma altura de 25 m e estão colocados ao longo da via 6, a uma distância dc aproximadamente 10 km entre si, vários postes 4 correspondentes, sendo os sinais emitidos sincronizados. A curva 9 da figura 3 representa a variação da potência do primeiro sinal recebida ao nível da antena 8, em função da distância entre o poste 4 e o veículo 7. A curva 9 representada foi obtida por uma modelização teórica simplificada, tendo sido possível confirmar, através de medições, que a variação da potência real apresentava efectivamente este tipo de comportamento. A figura 4 representa um carro patrulha 10 equipado com um emissor de bordo. Este emissor comporta uma antena 11. A antena 11 é uma antena direccional configurada para emitir para a traseira do carro patrulha 10, estando tipicamente posicionada a uma altura entre 2 e 3 metros. O emissor de bordo permite emitir um segundo sinal rádio, também na frequência de 107,7 MHz. A curva 12 da figura 4 representa a variação da potência do segundo sinal recebida a nível da antena 8, em função da distância entre o carro patrulha 10 e o veículo 7. A semelhança da curva 9, também a curva 12 representada foi obtida por uma modelização teórica simplificada, tendo sido possível confirmar, através dc medições, que a variação da potência real apresentava efectivamente este tipo de comportamento. Dado que a antena 11 está posicionada a uma altura inferior à da antena 5, a curva 12 diminui mais rapidamente do que a curva 9.

Em caso de incidente na via 6, por exemplo um engarrafamento ou um acidente, o cano patrulha 10 é conduzido até um local situado ligeiramente a montante do incidente, imobilizando-se numa posição em que a antena 11 permite emitir o segundo sinal na direcção a montante. O emissor de bordo é então utilizado para enviar repetidamente uma breve mensagem vocal multilingue, a fim de prevenir os condutores dos veículos 7 localizados a montante.

Se o receptor de bordo do veículo 7, associado à antena 8 se encontrar já sintonizado na frequência de 107,7 MHz procederá à desmodulação do segundo sinal rádio. Com efeito, devido ao fenómeno de captação do desmodulador FM, o receptor apenas irá desmodular o sinal de maior potência, ou seja, o segundo sinal, como se explica mais adiante. O segundo sinal rádio inclui, de preferência, um marcador do tipo RDS-TA do protocolo RDS ou um marcador equivalente. E assim maximizada a possibilidade de avisar o condutor do veículo 7 no caso de o receptor existente a bordo do mesmo não se encontrar sintonizado na frequência de 107,7 MHz.

Num modo de realização, o segundo sinal inclui outros marcadores, por exemplo também do protocolo RDS, que contêm informações sobre a posição e tipo de incidente. Um controlador montado no veículo 7 pode então comandar o mesmo em função destes marcadores. O controlador pode, por exemplo, desencadear uma travagem automática determinada em função do tipo dc incidente e da posição do veículo 7 nesse momento. Em transmissão via rádio com modulação FM, devido ao fenómeno de captação do dcsmodulador, quando um receptor recebe dois sinais de potência diferente, desmodula o mais potente. Este fenómeno ocorre quando a diferença de potência é superior a um determinado limiar de aproximadamente 6 dB. O invento não está, obviamente, limitado à transmissão via rádio com modulação FM. O invento pode ser aplicado com outro tipo de modulação em que exista um fenómeno de captação, por exemplo com a rádio digital DAB.

Na figura 5, está representada uma situação em que o carro patrulha 10 está imobilizado na via 6 e emite o segundo sinal rádio. As curvas 9 e 12 sobrepõem-se. Numa zona a montante 13, a curva 9 é superior à curva 12 em mais de 6 dBm. Assim, o receptor de um veículo 7 situado nesta zona 13 desmodula o primeiro sinal rádio proveniente da antena 5. Nas proximidades do ponto de intersecção 14, as curvas 9 e 12 têm aproximadamente a mesma amplitude, ou seja, apresentam uma diferença inferior a 6 dB. Nesta zona, a recepção do primeiro e segundo sinais é imperfeita. Contudo, devido à velocidade de deslocação do veículo 7 e às diferenças de declive das curvas 9 e 12, esta zona de proximidade é rapidamente ultrapassada.

Na zona de recepção 15, a curva 12 é superior à curva 9 em mais de 6 dB. Portanto, o receptor de um veículo 7 situado nesta zona de recepção 15 desmodula o segundo sinal rádio proveniente da antena 11. Em seguida, na zona a jusante 16, a curva 9 é novamente superior à curva 12.

Deste modo, o processo segundo o invento permite transmitir localmente uma mensagem de voz a um condutor, a partir de um emissor de bordo situado a montante do incidente. A figura 6 é uma vista semelhante à da figura 5, com uma ordenada das distâncias inversa e em maior escala. Nesta escala, a curva 9 é sensivelmente horizontal com -40 dBm em relação ao local considerado. A curva 17, representada a tracejado corresponde ao limiar de 6 dB acima da curva 9. A zona de recepção 15 é portanto limitada pelas intersecções da curva 12 com a curva 17.

No exemplo representado, a zona de recepção 15 tem um comprimento aproximado de 500 m. Para uma potência específica do emissor de bordo do carro patrulha 10, esta distância depende da potência do primeiro sinal rádio, ou seja, da altura da curva 9. Num modo de realização, o carro patrulha 10 está equipado com um captador que permite medir a potência do primeiro sinal rádio e o emissor de bordo está apto a adaptar a sua potência de emissão em função da potência medida, de modo a atingir um determinado alcance.

Tal como pode ver-se na figura 6, a antena 11 c uma antena direccional, ou seja, emite o segundo sinal na direcção posterior do carro patrulha 10 mas não na direcção anterior. Por conseguinte, os veículos que circulam em sentido inverso numa parte da via 6 não afectada pelo incidente atingem primeiro a zona 16 e apenas recebem o segundo sinal quando estão a uma distância do carro patrulha que permite um contacto visual. Assim sendo, os condutores destes veículos não são perturbados pelo segundo sinal que não lhes diz respeito, antes de avistarem o carro patrulha.

Existem numerosas formas de realização da antena 11, que permitem obter uma direccionalidade e uma relação anterior-posterior elevadas. A figura 7 ilustra um exemplo preferencial, em que a antena 11 é uma antena do tipo delta-loop. Neste exemplo, a antena 11 inclui um triângulo emissor 18 e um triângulo reflector 19 constituídos por hastes metálicas com um comprimento L sensivelmente igual a um terço do comprimento de onda. Os triângulos 18 e 19 estão dispostos em dois planos verticais, a uma distância x entre si, com um dos lados horizontal. Esta disposição permite obter uma polarização adaptada às antenas 8 dos veículos 7, que são geralmente chicotes verticais. O sinal a emitir é injectado a nível de um dos vértices inferiores do triângulo 18, por meio de um cabo coaxial e de um dispositivo de adaptação de impedância.

Num modo de realização optimizado, os triângulos 18 e 19 são executados em tubos de alumínio de 12 mm de diâmetro, sendo o comprimento L de 101,5 cm para o triângulo 18 e de 107,2 cm para o triângulo 19. A distância x é de 0,15 vezes o comprimento dc onda, ou seja, 41,7 cm para uma frequência de 107,7 MHz. A figura 8 representa o diagrama de radiação em azimute da antena 11 neste modo de realização optimizado. Como pode constatar-se, obtém-se a elevada direccionalidade pretendida c, nomeadamente, uma relação anterior-posterior que pode atingir 40 dB. A forma triangular da antena 11 permite a sua integração num triângulo de sinalização óptica, como o da figura 1, o que contribui para ganhar espaço e ocultar a antena 11. A frequência de emissão do segundo sinal não é necessariamente 107,7 MHz, sendo escolhida tendo em conta a probabilidade de os receptores dos veículos 7 se encontrarem já sintonizados na mesma. Num modo de realização, para alem da frequência dc 107,7 MHz, o segundo sinal é também emitido numa ou em várias outras frequências correspondentes às frequências locais dos difusores FM.

Rmbora o invento tenha sido descrito em relação a um modo de realização específico, é evidente que não se encontra de modo algum limitado ao mesmo e engloba todos os equivalentes técnicos dos meios descritos, bem como as respectivas combinações, se inseridas no respectivo âmbito.

Lisboa, 29 de Dezembro dc 2010

Claims (7)

1. PE 2 118 871 Reivindicações 1. Processo de prevenção de um acidente em cadeia numa via de circulação (6) em que ocorre um incidente, sendo emitido para a referida via um primeiro sinal radioeléctrico apresentando uma portadora de primeira frequência, caracterizado pelo facto de incluir a etapa que consiste em emitir, a partir de um emissor situado na aludida via de circulação, a montante do incidente, um segundo sinal radioeléctrico com uma portadora de frequência igual à primeira frequência, tendo este segundo sinal radioeléctrico uma potência (12) superior à potência (9) do primeiro sinal a nível do dito emissor, o referido dispositivo compreende um emissor colocado no veículo (10) e apto a emitir o dito segundo sinal, caracterizado em que o dito emissor compreende uma antena direccional (11) do tipo antena delta-loop, o referido veículo compreende um triângulo de informação óptica (2), a referida antena direccional estando integrada no dito triângulo de informação óptica.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual o dito emissor está apto a emitir o segundo sinal com uma potência tal que a diferença de potência entre o segundo sinal radioeléctrico e o primeiro sinal a nível do referido emissor é pelo menos de 6 dB.
3. 3. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 2, no qual a dita antena direccional (11) apresenta, na direcção da via de circulação, uma relação anterior-posterior de pelo menos 20 dB.
4. 4. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, em que a primeira frequência é de 107,7 MHz.
5. 5. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, no qual o dito emissor está apto a emitir o dito segundo sinal com um marcador de informação de trânsito.
6. 6. Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, no qual o dito emissor está apto a emitir o dito segundo sinal com um marcador indicando o tipo e/ou a posição do incidente.
7. 7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, em que o referido emissor está apto a medir a potência dó primeiro sinal radioeléctrico e a ajustar a potência do segundo sinal radioeléctrico em função da potência medida do primeiro sinal radioeléctrico. Lisboa, 29 de Dezembro de 2010