PT565992E - Processo e sistema de monitorizacao do transito rodoviario e de informacao aos automobilistas - Google Patents

Processo e sistema de monitorizacao do transito rodoviario e de informacao aos automobilistas Download PDF

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PT565992E
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Heinz Werner Pietzxch
Rigobert Opitz
Jurgen Jaki
Rolf Edelmann
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Description

50?· 93Ζ Γ u
DESCRIÇÃO "PROCESSO Ε SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO DO TRÂNSITO RODOVIÁRIO E DE INFORMAÇÃO AOS AUTOMOBILISTAS" A invenção refere-se a um processo, bem como a um sistema de monitorização do trânsito rodoviário e de informação aos automobilistas, no qual as situações de trânsito e da via rodoviária, detectadas por meio de sensores instalados na via ou introduzidas no sistema, são visualizadas por meio de elementos de sinalização .
Um sistema deste tipo, servindo de sistema de aviso local em auto-estradas, ficou a ser conhecido pela patente DE-OS 1 516 669. De acordo com este sistema dètecta-se por meio de microfones selectivos dispostos ao longo da faixa de rodagem o número e a velocidade das viaturas que circulam dentro de um determinado troço vigiado de auto-estrada, sendo gerada, quando ocorrer uma situação de perigo definida, nomeadamente um abrandamento do trânsito dentro do troço vigiado de auto-estrada, uma sinalização a cargo de uma ou várias armaduras luminosas de aviso.
Para além disso ficou a ser conhecido pela patente DE OS 1 943 596 um processo para o controlo do trajecto e da velocidade de viaturas automóveis, que por meio de um sistema de sensores regista as características do trânsito, que seguidamente são introduzidas num ou em vários computadores de trânsito, para a determinação de um determinado fluxo de trânsito pretendido, cálculo esse que é convertido numa indicação para cumprimento de uma determinada velocidade, de trajecto e/ou de afastamento entre as viaturas detectadas. Esta directiva é facultada aos automobilistas por intermédio de sinalizadores instalados ao longo da faixa de rodagem, podendo tratar-se por exemplo de lâmpadas. 1 (- U, ^^
Ambos os sistemas não apresentam qualquer comportamento de tempo real. Isto faz com que os sistemas não estejam em condições de fazer face a alterações rápidas do trânsito e/ou da situação do meio ambiente. Daí resulta que temporariamente possa haver falsas indicações, que por sua vez reduzem o grau de aceitação do sistema de controlo do trânsito e deste modo a sua eficácia.
Por este motivo a invenção tem o objectivo de criar um processo, bem como um sistema de monitorização do trânsito rodoviário e de informação aos automobilistas, que tem a capacidade de reagir em tempo real e que deste modo permite uma monitorização dinâmica de todo o trânsito rodoviário, sem que para tal se torne necessário dispor de equipamento especial montado nas viaturas.
De acordo com a invenção, este objectivo atinge-se, no que se refere ao processo de inicio referido, pela adopção de um processo com as caracteristicas enunciadas na reivindicação 1, bem como para o sistema de inicio referido, pela adopção de um sistema de monitorização do trânsito com as caracteristicas enunciadas na reivindicação 8. Formas de configuração vantajosas do processo e do sistema encontram-se contempladas nas caracteristicas descritivas das reivindicações secundárias 2 a 7, bem como nas reivindicações secundárias 9 a 29.
No que se refere à invenção trata-se portanto de levar ao conhecimento dos automobilistas, por intermédio de armaduras de sinalização dispostas ao longo do traçado da estrada e distanciadas entre si, informações sobre a situação e/ou as perturbações existentes, na dependência de situações de trânsito e/ou da via rodoviária detectadas pelos dispositivos sensores de trânsito e de carga ou também introduzidas sob a forma de dados, informações essas que actuam directamente sobre o comportamento dos automobilistas. Para conseguir um comportamento em tempo real e para cobrir troços contínuos de via rodoviária, utilizam-se cadeias luminosas seleccionadas alternativamente por meio de um elemento 2 ( j Lc, ^ V » sensor disposto na via rodoviária, equipado com um sistema elec-trónico de análise e de reconhecimento automático de perturbações ou por actuação manual, conseguindo-se deste modo tempos de reac-ção mínimos do sistema ou conseguindo-se tempos de reacção médios através de um comando que resulta da análise dos dados de trânsito de dois ou mais sensores e de unidades de análise e pela avaliação comparativa dos dados de trânsito ou ainda conseguindo tempos de reacção mais longos através do comando proveniente da análise do sistema de sensores por intermédio de processos levados a efeito em postos centralizados de controlo.
Neste contexto as cadeias luminosas podem também ser utilizadas continuamente e com um comprimento predefinido de cadeia luminosa, para servir de meio auxiliar de guiamento ao longo da via rodoviária.
Isto pode por exemplo efectuar-se por meio de impulsos luminosos que correm nos dois sentidos, para a frente e para trás, ao longo da respectiva cadeia luminosa, podendo a duração dos impulsos, a frequência e o factor de ligação ser variáveis.
No âmbito de uma forma de configuração do processo de acordo com a invenção é possível, no caso de transgressões detectadas por medição, tais como excesso de velocidade, proibição de ultrapassagem de viaturas pesadas, sobrecarga dos eixos, sentido de marcha errado ou outras transgressões similares, operar as armaduras de sinalização dos elementos luminosos no modo intermitente, dando deste modo indicações ao automobilista em questão sobre as transgressões cometidas. De maneira conveniente as cadeias luminosas serão então operadas em tempo real, interactuando com os dispositivos de detecção de trânsito e/ou de carga, utilizando para tal diversos algoritmos de reconhecimento de perturbações. Também é possível prever que a intermitência de algumas armaduras de sinalização à frente da viatura seja operada de maneira visível com a mesma velocidade de propagação e com o mesmo sentido de 3 Γ u marcha que a viatura que comete a transgressão, perdurando este modo até se verificar o fim da transgressão em questão. Nestas condições o automobilista não só é continuamente informado sobre o seu comportamento de transgressão, como também é levado, além disso, a retomar uma condução que respeita as regras de trânsito.
No interesse de uma especial eficácia dos avisos visualizados ou das informações especialmente importantes uma outra forma de configuração do processo de acordo com a invenção prevê que o limiar de sensibilidade visual das armaduras de sinalização e o escalonamento da luminosidade acima daquele limiar sejam aumentados ou optimizados quando comparados com a iluminação fixa, e isto por intermédio de uma frequência de impulsos ergonomicamente optimizada. Isto significa que se pretende incrementar a visibilidade subjectiva. De acordo com a invenção os elementos luminosos podem também ser operados com luminosidades distintas, conforme a hora do dia ou a estação do ano (dia/noite, verão/ inverno).
Uma outra forma de configuração importante do processo permite influenciar o trânsito de maneira eficaz pelo facto de as armaduras de sinalização das cadeias luminosas de elementos luminosos ligados entre si serem operadas com impulsos luminosos que se propagam ao longo da cadeia luminosa no sentido do trânsito com uma velocidade recomendada, com a consequência de os automobilistas se esforçarem intuitivamente para adaptar a sua velocidade de marcha à velocidade recomendada indicada pelos impulsos luminosos que correm no sentido de marcha. Isto provoca forçosamente uma uniformização e uma harmonização do trânsito devido à marcha sincronizada de todos os automobilistas. )
Mais outra forma de configuração do processo prevê que as armaduras de sinalização das cadeias luminosas sejam operadas com impulsos luminosos que impulsionam o trânsito e que correm no sentido de marcha, para desta maneira resolver problemas de con- 4 Γ u gestionamento ou de situações de trânsito lento que não estejam directamente ligadas ao trânsito, como por exemplo podem frequentemente ocorrer quando houver acidentes na faixa contrária ou em caso de acontecimentos espectaculares mas independentes do trânsito propriamente dito. Nestes casos poderá ser conveniente operar as armaduras de sinalização dos elementos luminosos com impulsos luminosos de cores distintas. 0 estado de iluminação dos elementos luminosos ou das cadeias luminosas pode então ser também monitorizado e controlado a partir de um posto centralizado de controlo.
Uma variante mais uma vez diferente e importante do processo prevê que, por intermédio de um sistema de sensores ligado a uma unidade de análise e de comando, sejam seleccionados e acti-vados vários elementos de cadeia luminosa que ficam para o lado de trás e que correm no sentido contrário ao do trânsito, para deste modo facultar informações sobre determinadas situações de trânsito e/ou da via rodoviária no troço da via que se encontra mais à frente. 0 objectivo, que consiste em criar um sistema de monitorização do trânsito e de informação para a realização do processo anteriormente referido, atinge-se pelo facto de no sistema de acordo com o conceito genérico da reivindicação 8 se encontrarem associados a um ponto de medida, comportando dispositivos de de-tecção do trânsito e/ou de carga, que actua no essencial numa di-recção perpendicular à faixa de rodagem de uma estrada, pelo menos dois elementos luminosos com armaduras de sinalização servindo de sinalizadores ópticos, que seguem o traçado da estrada, que têm um determinado afastamento entre si e que estão acoplados um ao outro estática e dinamicamente, bem como pelo menos um processador de instalação junto à via rodoviária a servir de unidade de análise e de comando, para avaliação das situações de trânsito e/ou da via rodoviária detectadas e para a selecção e a activação das armaduras de sinalização. 5 (Γ ^ ^^
Trata-se portanto de fazer corresponder a cada ponto de medida equipado de um sistema de sensores montado na via rodoviária, para além de uma unidade de avaliação e de comando, pelo menos dois, mas de preferência um número ainda maior de elementos luminosos com armadura de sinalização, devendo os afastamentos entre os elementos luminosos ser dimensionados com um maior ou menor valor na dependência das condições locais.
Diferindo do estado actual da técnica atrás descrito, o sistema de acordo com a invenção, que assume a forma de elementos luminosos dispostos em cadeias luminosas, instaladas pelo menos de um lado da via rodoviária, não é comandado via rádio por sensores e emissores existentes na viatura ou a partir de um posto centralizado de comando, mas sim por intermédio de um sistema de sensores incorporado na via rodoviária e de um processador de instalação junto à via rodoviária que processa as situações de trânsito e/ou da via rodoviária detectadas por aquele sistema de sensores. Os processadores emitem então sinais que correspondem à situação de trânsito detectada. No que se refere a estes sinais pode tratar-se de impulsos individuais ou de impulsos em grupo visíveis à frente de viaturas em andamento ou então também de ondas luminosas sincronizadas, que podem correr para a frente ou para trás com frequências distintas e que servem para acelerar ou para travar o trânsito.
No sistema de acordo com a invenção não há portanto qualquer comunicação directa entre os diversos veículos participantes no trânsito e os elementos luminosos, sendo em vez disso as viaturas participantes no trânsito monitorizadas por meio de um sistema de sensores instalado na via rodoviária. Na monitorização do trânsito não participam portanto só viaturas automóveis equipadas de sistemas de sensores especiais e de emissores, mas em princípio todos os veículos. 6 U, 0 sistema pode no entanto comportar também vários pontos de medida com dispositivos de detecção do trânsito e/ou de carga dispostos ao longo da via rodoviária com determinados afastamentos entre si, além de elementos luminosos acoplados entre si e ainda pelo menos um processador de instalação junto à via rodoviária, servindo de unidade de análise e de comando, de modo que se está na presença de um sistema de monitorização e de informação que cobre o trajecto pelo menos por troços individuais. Para este efeito os elementos luminosos podem estar dispostos do lado direito ou do lado esquerdo,ao longo da via rodoviária. Verificou-se no entanto ser especialmente conveniente dispor os elementos luminosos de ambos os lados da via rodoviária. Nesta disposição os elementos luminosos podem ser interligados de modo a formar cadeias, e isto por meio de um barramento de armaduras de iluminação, podendo aqueles elementos ser comandados individualmente, em grupos ou em conjunto, havendo ainda a possibilidade de se proceder a uma comutação para duas cores de sinalização distintas, como por exemplo o amarelo ou o vermelho.
Um aperfeiçoamento igualmente importante prevê que pelo menos uma parte dos elementos luminosos ou das armaduras de sinalização esteja equipada de uma botoneira de emergência de actuação manual, permitindo ligar as cadeias luminosas por exemplo para activar no sentido contrário ao do fluxo do trânsito elementos luminosos ao longo de uma distância definida, e isto na dependência do traçado da via rodoviária.
De maneira conveniente o sistema de acordo com a invenção permite também que os processadores de instalação junto à via rodoviária de vários pontos de medida, servindo de unidades de análise e de comando e que na dependência das condições locais se encontram dispostos por exemplo a intervalos de algumas centenas de metros, possam estar ligados uns aos outros por meio de uma rede de comunicação. 7
No que se refere aos dispositivos detectores de trânsito e/ou de cargas pode tratar-se de maneira conveniente de sensores de velocidade, de detectores de passagem de eixos, de circuitos indutivos, de placas de pesagem, de medidores da carga da roda e de outros dispositivos similares.
De acordo com um aperfeiçoamento da invenção será igualmente conveniente dotar cada ponto de medida de um processador de instalação junto à via rodoviária, para a detecção e a análise de situações de trânsito e/ou da via rodoviária, tornando-se assim uma unidade de análise, e dotá-lo ainda de uma unidade de comando com um processador de sinais em ligação activa com o processador de trânsito, para o comando dos módulos luminosos ou dos elementos luminosos.
Uma outra forma de configuração importante do sistema prevê que o sistema de sensores dos pontos de medida, integrado na via rodoviária, destinado a detectar as situações de trânsito e/ou da via rodoviária, seja ligado a um processador de instalação junto à via rodoviária por meio de uma rede de comunicação, processador este que na sua qualidade de processador mestre comanda as armaduras de sinalização dos elementos luminosos individualmente, em conjunto ou numa sequência predefinida e coordena ainda as placas de interface para os diferentes sensores ou as unidades de processamento de sinais.
No que se refere ao sistema de sensores integrado na via rodoviária pode tratar-se de circuitos indutivos embebidos no pavimento da via rodoviária, de detectores de passagem de eixos ou de sensores de pesagem, tais como por exemplo placas de pesagem, que trabalham na base de resistências extensométricas, sensores piezoeléctricos ou sensores capacitivos em forma de tira, podendo no entanto ser também utilizados equipamentos não embebidos no pavimento da via rodoviária, tais como sensores de sonar, senso- 8 L~^j ... rs ϋ ' res de microondas e/ou por exemplo também sensores de raios infravermelhos .
No âmbito da presente invenção os pontos de medida que se seguem uns aos outros ao longo de uma via rodoviária podem também estar equipados de sistemas de sensores ligados por intermédio de uma rede de comunicação a um processador de instalação junto à via rodoviária, destinado a detectar as situações de trânsito e/ou da via rodoviária, estando esses processadores de instalação junto à via rodoviária também ligados uns aos outros por meio de uma rede de comunicação de processadores. Nesta forma de configuração cada processador de instalação junto à via rodoviária está portanto ligado activamente ao respectivo sistema de sensores e os processadores de instalação junto à via rodoviária relacionados com os diferentes troços da via comunicam uns com os outros. No que se refere a um sistema configurado da maneira referida trata-se em principio dos fundamentos básicos de uma regulação do trânsito em tempo real.
Uma outra forma de configuração da invenção prevê uma estrutura do processador de instalação junto à via rodoviá’ria tal que toda a secção de medida das faixas de rodagem de uma via rodoviária e o sistema de sensores definido para cada faixa de rodagem podem ser configurados de maneira flexível, sendo um sistema de processadores capaz de operar várias secções de medida e/ou vários elementos luminosos.
De acordo com mais outra forma de configuração o processador de instalação junto à via rodoviária tem uma constituição à base de uma arquitectura modular e abrange diferentes processadores de sinal e gavetas de interface, bem como um processador mestre que coordena os processadores de sinal e as gavetas de interface. Com uma configuração deste tipo a programação do processador mestre efectua-se de maneira conveniente numa linguagem de alto nível, que no interesse de uma maior velocidade de processa- 9 u L~Cj t mento dos processadores de sinal pode por exemplo ser a linguagem de programação Assembler.
De acordo com um aperfeiçoamento da invenção o processador de instalação junto à via rodoviária está dotado de espaços vagos para eventuais ampliações ou para a substituição de sensores ou das interfaces do sistema de sensores, sendo a sua estrutura por-tante tal que existem múltiplas possibilidades de ampliação, como por exemplo o desenvolvimento ulterior de um sistema de contagem e de classificação do trânsito de modo a formar uma instalação de pesagem dinâmica, com um diagrama de medição do fluxo de carga. Para este efeito torna-se necessário prever uma placa de interface para sensores, bem como os correspondentes sensores, como por exemplo placas de pesagem. Também é possível utilizar para este fim sensores piezoeléctricos ou capacitivos em forma de tira. A configuração atrás explicada dos processadores de instalação junto à via rodoviária permite no entanto também uma ampliação do sistema de actuadores, para o que os processadores poderão ser utilizados para o comando de sinais de trânsito comutáveis, instalações de controlo de trânsito, sinais luminosos de obrigatoriedade e sinais luminosos de indicação. A instalação pode evidentemente ser também concebida de tal maneira que é possível tomar em consideração sinais provenientes de sistemas de controlo do trânsito para, após um processamento adequado nos processadores de instalação junto à via rodoviária, comandar os sistemas de aviso.
Verificou-se ser especialmente conveniente que todos os processadores e espaços de inserção estejam ligados entre si por meio de uma platina de barramento sob a forma de uma placa-mãe, de modo a poderem ser livremente substituídos. Neste contexto o acoplamento dos sensores pode efectuar-se através de placas de ligação modulares, devendo ser possível inserir por cada tipo de 10 i— L·, ^ sensor ou por cada tipo de interface uma correspondente placa de ligação.
Estas placas deveriam comportar pára-raios integrados e as interfaces Standard para os sistemas de sensores deveriam, caso necessário, ser ampliáveis ou intermutáveis. Os cabos de sinalização são então ligados às placas por intermédio de réguas de terminais, sendo cada cabo ligado à respectiva placa de sensores.
De acordo com uma outra forma de configuração importante da invenção o processador de instalação junto à via rodoviária tem uma configuração que por meio de um módulo especial de interface o torna capaz de funcionar em rede, que será uma rede de computadores em tempo real, bem como capaz de realizar um funcionamento síncrono de redes paralelas, estando deste modo configurado para a interactuaçâo em tempo real entre o sistema de sensores e o sistema de actuadores. Isto permite uma interactuaçâo eficaz e em tempo real do sistema de sensores de detecção de trânsito com os elementos luminosos dispostos ao longo de pelo menos uma faixa da via rodoviária e distanciados entre si, mas também com sinais luminosos de obrigatoriedade, sinais luminosos de indicação ou sinais de trânsito comutáveis.
De maneira vantajosa o processador de instalação junto à via rodoviária deveria estar equipado de um autodiagnóstico para verificação do seu funcionamento e do do sistema de sensores, bem como para diagnosticar eventuais defeitos, sendo conveniente que aquele teste tenha uma estrutura tal que o mesmo possa ser executado de maneira simples mesmo por pessoal inexperiente, por exemplo colaboradores das entidades responsáveis pelas estradas, no que se refere ao funcionamento da instalação. Neste contexto é possível equipar o autodiagnóstico de uma busca automática ou realizar o teste mediante ligação a um computador portátil e utilizar os menus de teste do mesmo. 11 f
De acordo com uma outra característica importante da invenção o processador de instalação junto à via rodoviária está equipado de pelo menos uma interface para a transmissão de dados à distância. No que se refere a esta transmissão de dados à distância pode por exemplo tratar-se de uma ligação telefónica com Mo-dem ou também de uma instalação de Modem com transmissão via rádio, como por exemplo uma transmissão por feixes hertzianos, uma transmissão via satélite ou outra transmissão similar.
Uma outra característica de configuração importante consiste em estruturar o processador de instalação junto à via rodoviária de modo a torná-lo capaz de ser diagnosticado à distância, podendo portanto as suas funções ser verificadas por diagnóstico remoto. No âmbito de um outro aperfeiçoamento vantajoso é possível verificar também o funcionamento do sistema de sensores ligado ao processador de instalação junto à via rodoviária por diagnóstico à distância. No âmbito de um diagnóstico remoto deste tipo é por exemplo possível detectar erros de funcionamento dos circuitos indutivos, além dos resultados do autodiagnóstico da unidade do processador mestre e/ou dos módulos do sistema de sensores. Também é possível verificar no modo de autodiagnóstico e por diagnóstico remoto o funcionamento correcto de unidades de comunicação e de detecção do meio ambiente eventualmente existentes .
Igualmente no âmbito de um outro aperfeiçoamento da invenção os processadores equipados de transmissão de dados à distância estão concebidos de tal maneira que é possível verificar parâmetros e valores limite previamente introduzidos. 0 acesso será então possível de maneira simples através de uma palavra de código e pode ser protegida por um código de acesso.
De acordo com uma característica de configuração igualmente importante o processador de instalação junto à via rodoviária está concebido, pela utilização de algoritmos de reconhecimento 12
I y de perturbações, de maneira a poder distinguir perturbações de trânsito de diferentes níveis hierárquicos. No que se refere a estes diferentes níveis hierárquicos pode tratar-se do diagrama de medições com critérios de valor limite, tais como por exemplo velocidades limite ou a variação de velocidades, mas também de troços de via rodoviária compreendidos entre secções de medição vizinhas. Pode no entanto efectuar-se também uma comparação da secção de medição de um determinado troço da via rodoviária com a secção de medição do troço de via rodoviária imediatamente a seguir ou imediatamente anterior. Pode também entrar em linha de conta um trajecto com várias secções de medição dotadas de diferentes tipos de aquisição de dados, constantes de tempo, processos aplicáveis, bem como algoritmos.
Uma forma de configuração igualmente importante prevê que o processador de instalação junto à via rodoviária esteja concebido para processar os dados adquiridos em relação às viaturas, podendo tratar-se de viaturas singulares ou de grupos de viaturas, sendo possível estar ainda concebido para durante o processamento de dados gerar os parâmetros a seguir indicados e compará-los com valores limite ajustáveis. Exemplos disso são uma matriz de limiares de velocidade para viaturas individuais e n viaturas em sequência, uma matriz de variação da velocidade, uma matriz de limiar de afastamento entre viaturas para a determinação da distância contínua entre viaturas, tanto para viaturas individuais como para n viaturas, variações da matriz de afastamentos, uma matriz de limiar de carga para o peso por eixo e/ou o peso total, bem como uma variação da matriz de limiar de carga. 0 processador de instalação junto à via rodoviária com a configuração atrás mencionada pode no entanto estar também equipado para fazer a comparação de parâmetros singulares ou de combinações de parâmetros seleccionados com uma matriz de transgressão contendo valores limite configuráveis, de modo que os parâmetros em observação podem ser comparados individualmente ou em 13
combinações seleccionadas com a matriz de transgressão, sendo então reconhecidos sob a forma de transgressões ou de ultrapassagem de valores limite e submetidas a um processamento ulterior.
Igualmente no âmbito da presente invenção o processador de instalação junto à via rodoviária pode também estar concebido para a classificação de diferentes tipos de perturbações de trânsito. De entre estas perturbações podem distinguir-se situações de congestionamento intermitente, de acidente, de perturbações intermitentes, de reduções da largura da faixa de rodagem, de congestionamentos devidos a obras ou também de comportamentos in-correctos dos condutores, perturbações essas que sob a forma de uma situação de trânsito são classificadas mediante os parâmetros medidos e as transgressões originadas. De acordo com o exposto a classificação das situações de trânsito comporta conjuntos de regras para simples ultrapassagens de limiar (regras singulares) e/ou conjuntos de regras para ultrapassagens de limiar acopladas, no que as regras de acoplamento comportam por exemplo um processamento combinativo de velocidades em ligação com os afastamentos entre viaturas singulares ou entre várias viaturas. 0 processador de instalação junto à via rodoviária também pode estar concebido no âmbito da presente invenção para ser operado em conjugação com algoritmos tradicionais de perturbações de trânsito, num processo singular ou de forma multimodal, isto é, com uma combinação de diferentes processos de reconhecimento de perturbações ou então dispondo de algoritmos combinados.
No âmbito da presente invenção o processador de instalação junto à via rodoviária pode da mesma maneira ser também concebido para um reconhecimento convencional de viaturas e para uma classificação dos padrões de sinais de circuitos indutivos e/ou de detectores de eixos, e isto mediante o diagrama de dessintoniza-ção ou o padrão de afastamentos entre eixos e/ou pela análise de pesos. 14 \ Γ u
No âmbito da classificação convencional podem ser definidos diferentes tipos de viatura consoante as metas que se pretende atingir de acordo com o objectivo da presente invenção. Sempre que necessário podem ser reconhecidas sem problemas até cinquenta classes de viaturas. Sendo assim, é possível, sem mais equipamento suplementar, relacionar directamente novas classes de veículos, após o seu aparecimento, com uma classe já existente ou definir um novo tipo de viatura, e isto no âmbito do equipamento em si. Os valores limite para tal necessários, como por exemplo distâncias entre eixos, comprimentos das viaturas e diagramas de dessintonização, podem ser introduzidos na instalação directamente no local ou também por transmissão de dados à distância.
Uma instalação assim concebida é capaz de recolher, visualizar e transmitir os valores de medição de viaturas singulares ou então guardá-los numa forma compactada em ficheiros pré-estruturados, que por um lado podem ser memorizados mas por outro podem também ser utilizados para um processamento ulterior. No que se refere aos valores de medição de viaturas singulares tra-ta-se da contagem, da ocupação, das distâncias, da classificação da viatura, dos pesos das viaturas, das cargas por eixo, das velocidades, bem como de outras ocorrências e transgressões.
Mais outro aperfeiçoamento importante prevê que o processador de instalação junto à via rodoviária destinado ao processamento das situações de trânsito e/ou de via rodoviária detectadas tenha uma concepção de acordo com uma arquitectura neuronal. Neste contexto pode tratar-se nomeadamente de uma matriz associativa, cujo funcionamento é tolerante em relação a defeitos e que comporta uma larga gama de aquisição de padrões de sinal semelhantes entre si, permitindo um processamento local em tempo real e servindo para a codificação de ultrapassagens dos valores limite e para a classificação de situações de trânsito. Uma matriz associativa deste tipo dispõe, como sinais de entrada, dos diversos parâmetros relacionados com o trânsito e das ultrapassagens 15
V
t dos valores limite e projecta-os sobre os sinais de saída, isto é, sobre as classes de situação de trânsito. É então escolhida a situação de trânsito que comporta o maior número de parâmetros de entrada respeitados.
No processador de instalação junto à via rodoviária concebido de acordo com uma arquitectura neuronal e destinado ao processamento das situações de trânsito e/ou de via rodoviária de-tectadas, pode também utilizar-se para a classificação em tempo real de situações de trânsito e de perturbações de trânsito uma rede heteroassociativa treinada, podendo tratar-se nomeadamente de uma rede neuronal na qual num ficheiro de aprendizagem se utilizam imagens de grandezas características do trânsito e de valores limite compiladas de modo a formar classes de situação de trânsito, e isto mediante valores de medida práticos e/ou padrões de treino gerados sinteticamente e/ou de padrões de sinais modificados com variâncias e destinadas ao treino. Após a convergência da rede, uma rede de comunicação deste tipo é capaz de numa fase de competência classificar em tempo real situações de trânsito e perturbações de trânsito. 0 processo decorre directamente no processador de instalação junto à via rodoviária e pode ser desenvolvido num módulo separado sob a forma de gaveta ou num componente específico.
No âmbito da presente invenção o processador de instalação junto à via rodoviária pode também estar concebido de modo a corresponder a uma arquitectura neuronal para uma classificação dos tipos de viatura, em que mediante padrões de sinais de sensores distintos, tais como por exemplo as dessintonias de circuitos indutivos ou também de padrões de sinais combinados de vários sensores, permitem reconhecer as classes de viatura. Trata-se portanto de um reconhecimento de padrões por via neuronal, servindo os valores obtidos por essa via para os mesmos serem submetidos a um processamento ulterior no âmbito do reconhecimento de perturbações . 16 (j ' U K—t
Finalmente a instalação de segurança do trânsito de acordo com a invenção pode também ser caracterizada por uma concepção que permite uma alimentação eléctrica com corrente da rede eléc-trica e/ou uma alimentação por bateria, tendo-se verificado ser conveniente prever um backup de energia mediante uma bateria tampão que serve para salvar dados memorizados e novos valores de medida no caso de queda da alimentação de energia eléctrica.
Verificou-se ser igualmente conveniente conceber a instalação de modo a que a mesma esteja optimizada do ponto de vista do consumo de energia. Assim, ensaios práticos realizados com uma instalação concreta mostraram que numa instalação funcionando com uma corrente continua de 12 V o consumo de corrente se situava na ordem de grandeza dos 200 mA. Face a esta concepção optimizada do ponto de vista do consumo, é possível prever sem quaisquer problemas um funcionamento a bateria ou também uma alimentação com energia solar.
Uma forma de configuração novamente muito importante da invenção pode também ser caracterizada pelo facto de cada processador de instalação junto à via rodoviária estar equipado de pelo menos uma interface de acoplamento de sensores relacionados com o meio ambiente, bem como para o processamento e eventualmente para a memorização de dados relacionados com o meio ambiente, estando concebido pará em caso de ultrapassagem de valores limite prede-finidos desencadear alarmes ou a visualização de valores actuais.
Uma instalação de segurança de trânsito assim concebida está em condições de efectuar a aquisição de dados relacionados com o ambiente e processá-los, sendo o processador de instalação junto à via rodoviária capaz de abastecer aparelhos programáveis para medições relacionadas com o meio ambiente, utilizando programas de medição que podem estar especificamente talhados para valores de medida distintos, podendo ainda transferir os dados recolhidos e dar-lhes um processamento ulterior, bem como guardá- 17
los em ficheiros compactados e ainda desencadear, caso necessário, alarmes. Alarmes deste tipo podem ser transmitidos a uma central quando forem excedidos os valores limite de CO, C02, N0X, etc. ou então ser operados em conjugação com medidas tendentes a regular o trânsito. É por exemplo possível mostrar uma proibição de circulação para veículos pesados por meio de um sinal de trânsito comutável sob a forma de um sinal de obrigação, que é comandado pelo processador de instalação junto à via rodoviária, além de sinais de redução da velocidade e outros sinais similares. É portanto possível concretizar uma acção em tempo real sobre o trânsito em função da carga de poluentes contidos no meio ambiente, com a finalidade de reduzir a poluição desse meio ambiente. A invenção permite portanto realizar uma cooperação hipermétrica de tecnologias de medição relativas ao meio ambiente e acções de regulação do trânsito, utilizando para tal as mais variadas estratégias e valores limite para manter a poluição do meio ambiente, provocada pelo trânsito, dentro de certos limites.
Se o sistema de acordo com mais outra forma de configuração da invenção for caracterizado por um concepção que permite um funcionamento automático com reconhecimento local das transgressões e um desencadeamento automático de alarmes, é possível conseguir um controlo automático da actuação ou a comutação automática dos sinais de trânsito sem a intervenção de uma central de comando. Um funcionamento "stand alone" deste tipo distingue-se pela independência integral em relação às competências do pessoal e dos padrões de organização das entidades oficiais normalmente necessárias, tais como por exemplo a polícia, a entidade de gestão de auto-estradas e outras entidades afins.
No âmbito da presente invenção as transgressões detectadas de viaturas singulares ou de grupos de viaturas também podem ser mostradas àquelas viaturas com uma reserva precalculada, que depende da velocidade, ou então ser comunicadas aos condutores em 18 V Γ u
questão em tempo real por meio de equipamentos de aviso apropriados .
Igualmente no âmbito da presente invenção podem utilizar-se para o reconhecimento de perturbações de trânsito, para além de outros critérios, tais como o número de viaturas, os tipos de viatura ou a velocidade de marcha, ainda o peso da viatura ou as cargas por eixo, para uma avaliação das grandezas relacionadas com o trânsito e/ou as perturbações, para assim prognosticar aquelas situações. Além disso é também possível reconhecer e transmitir para ulterior processamento transgressões de valores limite pré-memorizados, tais como a velocidade, o sentido de marcha e manobras de ultrapassagem.
De acordo com uma outra forma de configuração importante da invenção os elementos luminosos podem ser equipados de díodos luminosos, lâmpadas de halogéneo ou lâmpadas de incandescência, servindo de armaduras de iluminação para formar unidades luminosas singulares ou reunidas em grupos. Verificou-se ser igualmente conveniente que os elementos luminosos estejam alojados num dispositivo de suporte ancorado no solo. Os elementos luminosos podem também ser fixados em "rails" de protecção ou ser integrados em postes reflectores instalados junto à estrada. De maneira conveniente a direcção principal de projecção de luz da curva de distribuição de luz dos elementos luminosos deveria estar orientada no sentido do trânsito que chega e poder ser ajustada de acordo com o traçado da via rodoviária.
Finalmente mais outra forma de configuração prevê que os elementos luminosos possam ser programados individualmente ou re-ciprocamente e ser comandados manualmente ou por computador através de situações de trânsito ou da via rodoviária previamente programadas ou detectadas por equipamentos de detecção do trânsito e/ou de cargas integrados na via rodoviária. 19 Γ
Neste contexto será importante dispor de uma caracteristica de emissão potente e, de maneira conveniente, regulável do fluxo luminoso das armaduras de sinalização, de tal maneira que o feixe principal se encontra orientado na direcção do trânsito que avança no sentido do elemento luminoso em questão e que aquele sinal luminoso fique situado durante um tempo mais longo dentro do ângulo de visão do condutor de uma viatura que se desloca na direcção daquele elemento luminoso. Verificou-se ser especialmente vantajoso que, de acordo com um aperfeiçoamento da invenção, as armaduras de sinalização tenham um ângulo de iluminação de cerca de 30° e estejam orientadas na direcção do trânsito que vem ao seu encontro, de tal maneira que os flancos do cone de luz de sinalização situados do lado de fora da estrada coincidem aproxima-damente com a berma da estrada, na qual os elementos luminosos se encontram dispostos com determinados afastamentos entre si. Uma orientação deste tipo das armaduras de sinalização assegura que os sinais permaneçam durante um período mais longo dentro do ângulo de visão do condutor da viatura que se desloca no sentido daquela armadura e que a direcção principal do feixe luminoso não se encontre situada, de maneira indesejada, num plano perpendicular ao traçado da estrada.
No sistema de regulação do trânsito e de informação de acordo com a invenção os elementos luminosos podem ter a configuração de módulos que podem ser montados posteriormente em postes de guia já existentes na estrada, e isto por exemplo de maneira que a montagem de um elemento luminoso com a configuração de um módulo se efectua numa peça intermediária de poste de guia ou então os elementos luminosos podem assumir o aspecto de órgãos completos com a configuração de postes luminosos.
Um outro aperfeiçoamento acertado da invenção prevê que as armaduras de sinalização estejam equipadas de elementos com uma superfície de iluminação monocromática, dos quais, caso necessário, uma parte terá cores diferentes, como por exemplo o vermelho 20
e o amarelo, e/ou tenham a configuração de elementos de superfície de iluminação de cor mista, que não necessitam de reflectores ou de coberturas de protecçâo. Os elementos de superfície de iluminação podem nomeadamente ter a constituição de matrizes de LED's optimizados em termos de consumo de energia, bem como serem caracterizadós por um controlo de brilho não visível ao olho humano, utilizando-se para tal um comando pulsatório com frequências situadas acima dos 50 Hz. Para este efeito as matrizes de LED's são operadas com a sua corrente de funcionamento normal, o que assegura um elevado rendimento luminoso. O consumo total de energia de uma matriz em forma de superfície iluminada com cerca de 120 LED's situa-se por exemplo numa gama de consumo da ordem de grandeza inferior a 3 Watt.
Um aperfeiçoamento novamente diferente da invenção prevê que as matrizes de LED's sejam embebidas numa moldura de matéria sintética para formar um elemento de superfície luminosa e/ou sejam fixados a uma platina para simplificar a cablagem. Em concordância com a característica acima indicada as matrizes de LED's deveriam ter uma característica de irradiação que de preferência será de ±15°. É no entanto possível conseguir de maneira simples um alargamento do ângulo de irradiação dobrando ligeiramente a moldura exterior dos LED's antes de embeber os mesmos.
Uma característica de aperfeiçoamento igualmente importante consiste em conceber as matrizes de LED de tal maneira que o embeber da parte de baixo dos LED's os torna adequados para utilização directa no exterior. Numa configuração deste tipo a acumulação de impurezas na parte de baixo de cada LED não se repercute no brilho desses LED's, uma vez que o fluxo luminoso se concentra no topo do LED e este está sujeito a um efeito natural de auto-limpeza .
Além disso verificou-se ser vantajoso que de acordo com mais outro aperfeiçoamento da invenção as matrizes de LED's, para 21
formarem os elementos de superfície luminosa, estejam dispostas num fundo escuro, de preferência preto, no interesse de um aumento do contraste.
Também é possível, de acordo com mais outro aperfeiçoamento da invenção, equipar os elementos luminosos de pelo menos uma armadura de sinalização, cuja direcção principal de feixe luminoso se encontra apontada para o trânsito que vem em direcção a ela e de outra armadura de sinalização que se encontra apontada para o trânsito que se afasta dela. Com uma configuração deste tipo é possível, indo ao encontro do objectivo em vista, emitir avisos em ambos os sentidos de trânsito e influenciar deste modo esse mesmo trânsito.
Um outro aperfeiçoamento importante da invenção é caracte-rizado pelo facto de as armaduras de sinalização do elemento luminoso serem comandadas por um sistema electrónico inteligente. De maneira conveniente o sistema electrónico abrange um módulo de cálculo próprio, com interface de barramento, estando para além disso identificado por um endereço próprio que permite o acesso programado ao elemento luminoso.
Este sistema electrónico inteligente pode ser integrado di-rectamente no elemento luminoso, mas também ser instalado em caixas especiais para enterrar no solo, separadas dos elementos luminosos. Neste contexto verificou-se ser conveniente que as armaduras de iluminação dos elementos luminosos sejam ligados ao res-pectivo sistema electrónico inteligente por meio de fichas eléc-tricas separáveis e/ou destacáveis. 0 sistema electrónico separado dos elementos luminosos tem a vantagem de permitir uma substituição fácil dos elementos luminosos, caso os mesmos estejam danificados, ou também durante os trabalhos a realizar junto à berma da estrada, como por exemplo o corte da relva. Isto aplica-se de igual modo aos elementos lumi- 22
V
nosos a integrar nos postes de guia, como também à configuração dos mesmos de modo a terem o aspecto de conjuntos completos com a forma de postos luminosos.
No âmbito de mais outro aperfeiçoamento da invenção o sistema electrónico inteligente pode, de maneira conveniente, estar equipado de um programa de autoteste para ensaio das armaduras de iluminação comandadas e/ou das interfaces de barramento.
Um aperfeiçoamento novamente diferente da invenção prevê que os elementos luminosos sejam equipados de uma botoneira para comando manual das armaduras de sinalização, permitindo desencadear sinais de alarme através do sistema de barramento.
Estas botoneiras podem estar configuradas de maneira a poderem ser actuadas por qualquer pessoa, mas podem também ter a configuração de interruptores com chave que só podem ser actuados por exemplo pela policia, por colaboradores das entidades gestoras de estradas ou por outras pessoas autorizadas. É no entanto também possível prever uma actuação por um código de impulsos que tal como a configuração sob a forma de um interruptor com chave assegura uma protecção contra utilização abusiva.
Finalmente mais outro aperfeiçoamento da invenção prevê que os elementos luminosos estejam equipados de meios de comunicação, tais como raios infravermelhos, microondas ou meios similares, que podem ser acoplados a uma rede de computadores própria do sistema. No âmbito da presente invenção os elementos luminosos podem também ser equipados de sensores destinados a detectar o fluxo do trânsito, tais como detectores de ultra-sons, que através de uma rede de computadores própria do sistema comunicam com um processador de instalação junto à via rodoviária.
Por meio de uma configuração deste tipo consegue-se uma ampliação da função dos elementos luminosos, que passam a ser ele- 23 ’ L-Cj Γ ι mentos luminosos e de sensor. As vantagens relativamente a sistemas de medição convencionais, como por exemplo os sensores de circuito indutivo embebidos na faixa de rodagem, são a medição continua do trânsito com um afastamento que é próprio dos elementos luminosos montados junto à berma e que acompanham o traçado da estrada, evitando-se deste modo a montagem bastante onerosa de sensores na própria estrada. 0 processo de acordo com a invenção e o sistema que serve para realizar este processo permitem uma monitorização eficaz do trânsito rodoviário, bem como dar informações atempadas e avisos aos automobilistas sempre que houver perturbações de trânsito, comportamentos incorrectos do próprio condutor ou situações especificas de risco em termos de trânsito. O processo e o sistema de acordo com a invenção permitem nomeadamente a informação e o aviso atempado dos automobilistas que seguem atrás, quando houver acidentes, choques em cadeia, mas também más condições de visibilidade, por exemplo devido a nevoeiro e ainda situações críticas da via rodoviária, por exemplo motivadas pela formação de gelo, e isto, de forma contínua, ao longo de trajectos bastante compridos da estrada em questão, e principalmente também de maneira preventiva na zona de chegada do trânsito aos pontos nos quais se verificam perturbações. 0 processo e o sistema em desenvolvimento permitem além disso emitir avisos e disciplinar o trânsito, caso se verifiquem transgressões detectadas por intermédio do sistema de sensores acoplado, podendo tratar-se de excesso de velocidade, sobrecarga, incumprimento de proibições de ultrapassagem e outras situações similares. A invenção toma em consideração que os acidentes ou as perturbações do trânsito podem ocorrer em qualquer lugar e a qualquer altura num determinado troço do traçado da estrada e que se torna necessário encetar medidas de segurança do trânsito, de controlo e de condução do mesmo não só localmente mas também a nível superior e adaptar essas medidas às condições de cada caso. 24 ! ! íj ^ A invenção toma além disso em consideração que as consequências de engarrafamentos para os condutores que circulam mais atrás podem ser visualizadas dinamicamente por meio de cadeias luminosas definíveis, que servem de sensores de aviso antecipado ao longo do troço que antecede o congestionamento, cadeias essas que correm principalmente no sentido contrário ao da circulação, com a velocidade de formação do congestionamento, antes de este se ter iniciado. Isto torna dispensáveis viaturas da policia emitindo um aviso de congestionamento e que circulam em sentido contrário, tal como se tornava até à data necessário nas auto-estradas. Além disso o processo de acordo com a invenção e o sistema de monitorização e de informação, que serve para concretizar o processo, podem ser utilizados não só em vias rápidas, tais como autoestradas, mas também junto de saídas, trajectos com muitas curvas, locais de obras e outras zonas de perigo. A seguir irão ser explicadas mediante os desenhos anexos duas formas de realização do sistema de regulação do trânsito e de informação de acordo com a invenção, bem como uma forma de realização de um processador de instalação junto à via rodoviária e de um elemento luminoso com a configuração de um poste luminoso. As vistas esquemáticas mostram:
Fig. 1 um troço rodoviário de uma estrada com muitas curvas, equipada do sistema de regulação do trânsito e de informação,
Fig. 2 a estrutura do sistema, numa representação ampliada em relação à da fig. 1, mostrando os diversos componentes do sistema,
Fig. 3 numa representação esquemática, uma estrutura de sistema alternativa à da fig. 2, com processadores, cada um dos quais está relacionado com um determinado troço da via, 25 jj“ ^—ç- que se encontram ligados entre si por meio de uma rede especial de cabos,
Fig. 4 a constituição de um processador de instalação junto à via rodoviária, para o processamento das informações adquiridas em relação a situações de trânsito e/ou da via rodoviária e para o comando de sinalizadores da instalação e/ou de outros sinais de trânsito,
Fig. 5 um poste de guia rodoviário com a configuração de um poste luminoso, provido de uma armadura de iluminação e de uma caixa para enterrar, destinada ao alojamento do sistema electrónico, sendo ambos mostrados após a sua instalação,
Fig. 6 uma parte intermédia de poste de guia com duas armaduras de sinalização, uma virada para a frente e a outra para trás,
Fig. 7 uma caixa para enterrar, com o sistema electrónico de um elemento luminoso,
Fig. 8 um elemento de painel luminoso com a estrutura de uma matriz de LED's, mostrado individualmente e
Fig. 9 uma botoneira para o comando das armaduras de sinalização, permitindo desencadear sinais de alarme através de um sistema de barramento. 0 sistema de regulação do trânsito e de informação de acordo com a invenção abrange os seguintes sistemas parciais: um conjunto de sensores junto à estrada, para a detecção das situações de trânsito e/ou da via de trânsito, um sistema de processadores para o processamento dos dados adquiridos sobre a situação do trânsito e da via rodoviária e um sistema de aviso com armaduras 26
U, ^ de sinalização que podem ser comandadas na dependência das situações constatadas do trânsito e da via rodoviária.
Na via rodoviária 10, que a fig. 1 mostra e que comporta duas faixas de rodagem 11, 11' vizinhas uma da outra, cada uma das quais se destina a sentidos de trânsito contrários, existe um troço com muitas curvas, que está equipado do sistema de controlo e de informação de acordo com a invenção. Este sistema compreende por cada faixa de rodagem três pontos de medida 12, 12' dispostos no sentido de marcha e com um determinado afastamento entre si, cada um deles equipado de um processador local 13, 13' servindo de unidade de análise e de comando e de elementos luminosos 14, 14' dispostos junto às bermas e acompanhando o desenvolvimento da via rodoviária. Cada elemento luminoso está provido de um sistema electrónico 15, 15' e de armaduras de iluminação 16, 16' ligadas umas às outras à maneira de cadeias luminosas, formando um barra-mento luminoso 17, 17'.
Os pontos de medida 12, 12' encontram-se dispostos com afastamentos variáveis entre si, dependendo do percurso em questão e de tal maneira que nos traçados com menos curvas os afastamentos entre pontos de medida vizinhos são maiores, enquanto que nos traçados com mais curvas estes afastamentos são menores. O mesmo se aplica ao afastamento dos elementos luminosos 14, 14', com as armaduras luminosas 16, 16' ligados entre si de modo a formarem cadeias luminosas.
Na panorâmica do sistema, ilustrada na fig. 1, a cadeia luminosa que se estende ao longo da berma da direita de uma via rodoviária 11, 11' é constituída por elementos luminosos 14, 14' ligados de modo a formar um barramento de alimentação das armaduras 17, 17', que serve para fornecer informações aos condutores da faixa de rodagem na qual se encontram instalados. Os correspondentes sentidos de rodagem encontram-se referenciados pelas setas 18, 18'. 27
V
u
A fig. 2 mostra um excerto de um troço rodoviário 20 equipado do sistema de monitorização e de informação, com duas faixas de rodagem 21, 21', uma adjacente da outra e destinadas ao mesmo sentido de trânsito, o que se encontra referenciado pelas setas 22, 22' .
Este sistema abrange em cada faixa de rodagem 21, 21' um ponto de medida 24, 24' com equipamentos de detecção de trânsito e de carga embebidos na faixa rodoviária no sentido perpendicular ao da extensão longitudinal daquela faixa de rodagem. Além disso e da maneira também mostrada na fig. 1 encontram-se dispostos ao longo da faixa de rodagem e com maiores afastamentos entre si pontos de medida de configuração idêntica. Os pontos de medida estão equipados de detectores de passagem de eixos 25, 25' , de detectores de viaturas 26, 26' sob a forma de circuitos indutivos, de placas de pesagem 27, 27' e de medidores dinâmicos de carga das rodas 28, 28' . 0 sistema de sensores de trânsito pode além disso ser ainda equipado de sensores do meio ambiente, não contemplados no presente exemplo de realização. O sistema de sensores de via rodoviária e de trânsito dos pontos de medida 24, 24' adjacentes, existentes em ambas as faixas de rodagem 21, 21', está ligado a uma unidade de análise sob a forma de um processador 30 instalado junto à via rodoviária, destinado à aquisição das velocidades, das classes de viatura, dos pesos de viatura e dos pesos por eixo anteriormente determinados por meio dos detectores do ponto de medida em questão e ainda para o cálculo local e eventualmente para o cálculo de perturbações de trânsito de nível superior e aos pares, por meio de algoritmos automáticos relativos a perturbações de trânsito. Existe um processador de sinais 32 associado ao ponto de medida, que se encontra em ligação funcional com o processador 30 instalado junto à via rodoviária, processador de sinais esse que se encontra em ligação activa, através de uma rede de comunicação 33, com elementos luminosos inteligentes 34, 34' providos de ar- 28 maduras de sinalização 35, 35', dispostos de ambos os lados ao longo das faixas de rodagem, com um determinado afastamento entre si. Aquelas armaduras de sinalização estão por sua vez ligadas estaticamente ou dinamicamente umas com as outras, podendo assim formar cadeias luminosas ou então um barramento luminoso 36, 36'.
Como também se encontra representado na fig. 1, prevêem-se ao longo do sentido de rodagem e afastados entre si vários pontos de medida com as respectivas unidades de análise e comando, bem como as cadeias luminosas acopladas àquelas unidades. Os processadores 30 de instalação junto à via rodoviária associados a pontos de medida distanciados entre si ao longo da faixa de rodagem estão ligados uns aos outros por meio de uma rede de comunicação 38 e as cadeias luminosas dispostas a jusante do respectivo processador de sinais 32 encontram-se por sua vez interligadas sob a forma de um barramento 36, 36' . Nesta disposição cada elemento luminoso 34 está equipado de um interruptor de emergência 40, 40' de comando manual, que em caso de acidente ou em outros casos de necessidade permite a ligação manual das cadeias luminosas no sentido contrário ao de rodagem e isto ao longo de uma distância que depende da configuração do traçado da via rodoviária.
Sempre que por intermédio do sistema de sensores de trânsito de um ponto de medida 24, 24' for detectada uma perturbação de trânsito, por exemplo a marcha dos diversos automobilistas com velocidades de marcha muito diferentes, tal situação será detectada pelo correspondente processador 30 de instalação junto à via rodoviária e automaticamente reconhecido mediante algoritmos preestabelecidos, relativos a perturbações de trânsito. Isto conduz, em associação com o processador de sinais 32 funcionalmente ligado ao processador de instalação junto à via rodoviária, por exemplo à activação da cadeia luminosa, de tal maneira que as armaduras. de sinalização 35, 35' da mesma são actuadas com impulsos luminosos que correm no sentido de marcha ao longo da faixa de rodagem com a velocidade recomendada, sendo os automobilistas deste 29 t* Γ modo levados a um comportamento de marcha sincronizado com a velocidade recomendada. De maneira análoga a passagem com excesso de velocidade pelo sistema de sensores de via e de trânsito de um ponto de medida conduz à actuação das cadeias luminosas de tal maneira que os modos de intermitência de algumas armaduras de sinalização da cadeia que se encontram à frente da viatura são operadas visivelmente com a mesma velocidade de propagação, e isto até que o automobilista tenha reduzido a sua velocidade demasiado elevada para um valor admissível.
Na estrutura do sistema ilustrada na fig. 3 numa representação esquemática trata-se de uma estrada 50 com duas faixas de rodagem 51, 51' vizinhas uma da outra, destinadas a sentidos de rodagem opostos, equipada de um sistema de monitorização e de informação constituído por sistemas parciais, cada um dos quais compreende um processador de instalação junto à via rodoviária. Os sentidos de rodagem encontram-se referenciados pelas setas 52, 52' . A cada sistema parcial pertencem dois pontos de medida 53, 53' e 54, 54' distanciados entre si na direcção longitudinal da estrada, cujos sensores se encontram ligados através de redes de comunicação 55, 55' e 56, 56' com os processadores 58, 59 de instalação junto à via rodoviária que lhes estão associados. Além disso estendem-se ao longo de ambos os lados da estrada e com um determinado afastamento entre si, elementos luminosos 60, 60' equipados de armaduras de sinalização 61, 61', cada um deles associado a um sistema electrónico 62, 62', que através de uma rede de comunicação 63, 63' ou 64, 64' se encontram interligados formando cadeias luminosas 65, 65' ou 66, 66', e que estão ainda ligados ao respectivo processador 58, 59 de instalação junto à via rodoviária. Finalmente os processadores de instalação junto à via rodoviária associados aos sistemas parciais que se seguem uns aos outros no sentido longitudinal da estrada encontram-se ligados uns aos outros por meio de uma rede de comunicação 68 a nível do processador, encontrando-se para além disso ligados a um sistema de alimentação 69, apenas esboçado na figura. É também possível 30 L-C, junto à via rodoviária de ligá-lo a um posto centra- dotar cada processador de instalação uma ligação 70 por Modem, que permite lizado eventualmente existente. A configuração alternativa, de acordo com a fig. 3, distingue-se da estrutura de sistema atrás explicada em conjugação com a fig. 2 pelo facto de os processadores 58, 59 de instalação junto à via rodoviária estarem equipados de gavetas para as diversas funções, pelo que não há necessidade de existirem processadores de sinais separados.
No que se refere ao processador 75 de instalação junto à via rodoviária, ilustrado na fig. 4, trata-se de um aparelho no qual os diversos elementos funcionais se encontram alojados numa caixa 76 capsulada, que os protege da intempérie. Entre uma fonte de alimentação 7 7 ligada a um cabo de alimentação de corrente eléctrica 78 conduzido para o exterior e uma bateria tampão 80 encontram-se previstos cinco espaços para placas de inserção, nos quais se encontram inseridas as várias placas do processador. Assim, imediatamente ao lado da fonte de alimentação 77 encontra-se situado o processador mestre 32 com uma interface 83 para um computador laptop e a seguir estão encaixadas duas placas 84, 85 de processamento de circuitos de indução, às quais se segue uma placa 86 de processamento neuronal. Entre aquela placa 86 e a bateria tampão 80 encontra-se então disposta uma outra placa 87 com a configuração de uma placa de interface para a rede de dados, que está ligada a um Modem de interface de dados 88, que sai directa-mente da caixa 76.
As diversas placas encontram-se ligadas entre si por meio de módulos de ligação sob a forma de placas modulares de ligações, estando estas placas equipadas de réguas de terminais que providenciam a ligação directa da rede de comunicação do processador dos sistemas de sensores com uma interface de dados para a rede de comunicação de sinais. Assim, a rede de comunicação 90 do 31 t processador atravessa a caixa exterior através de uma travessia de cabo apropriada, estando do lado de dentro ligada a uma placa de ligação 91, que faculta a ligação com o processador mestre. Na forma de realização que a figura mostra prevêem-se duas placas de processador para os circuitos indutivos, cada uma das quais está ligada a uma placa de ligações 92, 93. A ligação com o respectivo sistema de sensores está a cargo dos cabos de ligação 94, 95 que passam através de travessias de cabo existentes na caixa e que se encontram conectados às réguas de terminais daquelas placas de ligação. À última placa de ligação 96, que se encontra conectada à placa de interface da rede de comunicação de dados, encontram-se ligados os cabos de sinalização 97, 98 para o comando dos elementos luminosos. Os módulos de ligação encontram-se de resto equipados de pára-raios integrados.
No que respeita ao elemento luminoso mostrado na fig. 5 trata-se de um poste de guia rodoviário com a configuração de um poste luminoso 100. Este poste de guia tem a secção transversal típica em forma de um triângulo isósceles e encontra-se ancorado no solo 101 pela sua extremidade inferior, junto à berma de uma estrada. O vértice formado pelas duas abas do triângulo da secção transversal triangular do poste de guia encontra-se apontado na direcção da estrada, estando a superfície virada para o trânsito oposto equipada de um reflector 102 de forma rectangular, cuja extensão principal se desenvolve no sentido vertical. A transformação de um poste de guia tradicional num poste luminoso 100 é possibilitada por uma parte intermédia 105 de poste de guia com a configuração de um módulo que se encontra disposto acima do reflector 102 e que da maneira visível na fig. 6 está dotada de duas armaduras de sinalização 106, 106', uma das quais se encontra virada no sentido do trânsito que se aproxima e a outra no sentido do trânsito que se afasta, bem como de uma bo-toneira 107 de comando manual. A parte intermédia de poste de guia está equipada de um troço de inserção inferior 108 e de um 32 L' troço de inserção superior 108', cujas secções transversais estão adaptadas às secções interiores do poste de guia. No poste luminoso 100 a parte intermédia 105, configurada à maneira de um módulo, encontra-se alojada entre a parte do poste de guia provida do reflector 102, que se estende no sentido vertical, e uma capa superior do poste de guia. As armaduras de sinalização 106, 106' encontram-se dispostas nas duas faces planas da parte intermédia 105, que convergem num bico que aponta no sentido da estrada, enquanto que a botoneira 107 de comando manual se encontra montada na face plana virada para o lado oposto ao da estrada.
Directamente ao lado do poste luminoso 100 encontra-se en-castrada no solo 101 uma caixa de embeber no solo 110 com uma tampa superior amovível 111, caixa essa na qual se encontra alojado o sistema electrónico 112 pertencente àquele elemento luminoso. O sistema electrónico encontra-se em comunicação com o sistema electrónico de elementos luminosos vizinhos através de uma rede de cabos 115 e está ligada às armaduras de sinalização 106, 106' e à botoneira 107 instalada na parte intermédia 105 do poste de guia através dos condutores 116, 117 e de uma ficha de conexão 118 que tem a configuração de uma ficha de conexão de seccionamento ou para fins de desmontagem e que em caso de avaria ou por outros motivos permite uma desmontagem fácil da parte intermédia do poste de guia equipada das armaduras de sinalização e da botoneira.
As armaduras de sinalização do poste luminoso, alojadas na parte intermédia 105 do poste de guia, estão equipadas de elementos de painel luminoso 120 sob a forma de matrizes de LED's. Trata-se de LED's 122 alojados numa moldura de matéria sintética 121, que no interesse de uma cablagem simples se encontram fixados a uma platina não representada na figura e cuja parte inferior se encontra embebida na moldura de matéria sintética. Embebendo só a parte inferior dos LED's, assegura-se que o seu brilho não possa ser afectado pela acumulação de impurezas quando o con- 33 LED' s fluxo junto for utilizado no exterior, uma vez que os topos dos se encontram sujeitos a um processo natural de limpeza e o luminoso se encontra orientado para aqueles topos.
Lisboa, 29 de Agosto de 2000
O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL
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Claims (29)

  1. I ' L· REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a monitorização do trânsito rodoviário e para a informação e o aviso atempado dos automobilistas, no qual as situações de trânsito e da via rodoviária, detectadas por meio de sensores instalados na via ou introduzidas no sistema, são visualizadas por meio de elementos de sinalização, caracterizado por se detectarem em três modos de serviço diferentes entre si perturbações de trânsito, comportamentos incorrectos, condições de perigo na estrada e/ou condições atmosféricas criticas por meio de dispositivos de detecção do trânsito e/ou das cargas, sendo aquelas situações sinalizadas por meio de elementos luminosos seleccionáveis em conjunto ou consecutivamente, com armaduras de sinalização (16, 16', 35,35', 61', 106, 106) ligadas umas às outras, formando ca deias luminosas distanciadas entre si, conseguindo-se deste modo uma informação de trânsito contínua e eventualmente um aviso em tempo real, de tal maneira que os elementos luminosos (14, 14', 34, 34', 60, 60', 100) das cadeias luminosas - podem ser operadas num modo de serviço com "tempo de reac-ção mínimo", por comando através de um elemento de sensor de via rodoviária (12, 12', 24, 24', 53, 53', 54, 54') provido de um sistema electrónico de análise (13, 13', 30, 32', 58, 59) e de reconhecimento automático de perturbações ou então por ligação manual, - podem ser operadas num outro modo de serviço com "tempo de reacção médio", por comando obtido pela análise dos dados de trânsito de dois ou mais sensores e unidades de análise e uma avaliação comparativa dos dados de trânsito ou - podem ser operados em mais um modo de serviço com "tempo de reacção longo", por comando obtido pela análise dos senso- 1 Γ res através processos sediados em postos centralizados de controlo.
  2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as cadeias luminosas formadas por elementos luminosos (14, 14', 24, 24', 60, 60', 100) ligados entre si serem operadas continuamente com um comprimento de cadeia luminosa preestabelecido, servindo de meios auxiliares de guiamento ao longo da estrada.
  3. 3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por as armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106') das cadeias luminosas poderem ser operadas com duração de impulsos variável, frequência variável e factor de ligação dos impulsos luminosos também variável.
  4. 4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por em caso de serem detectadas transgressões, tais como excesso de velocidade, proibição de ultrapassagem de veículos pesados, sobrecarga dos eixos, sentido de marcha errado ou situações similares, as armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106') serem operadas no modo intermitente, o que permite dar indicações ao automobilista visado .
  5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por as armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106') das cadeias luminosas serem operadas em tempo real e em conjugação com os dispositivos de detecção de trânsito e/ou de cargas, utilizando para tal diferentes algoritmos representativos das perturbações.
  6. 6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, ca racterizado por os estados de iluminação das armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106') dos elementos 2 J· Γ
    t luminosos (14, 14', 34, 34', 60, 60', 100) da cadeia luminosa serem monitorizados e comandados a partir de um posto centralizado de controlo.
  7. 7. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, ca-racterizado por se seleccionarem e activarem vários elementos luminosos no sentido inverso e contrariamente ao fluxo do trânsito, através de um sistema de sensores de via rodoviária ligado a uma unidade de análise e de comando.
  8. 8. Sistema de monitorização do trânsito e de informação equipado de meios para a realização do processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, com sensores instalados na via rodoviária e com elementos de visualização dispostos ao longo dessa via rodoviária, caracterizado por se instalarem, servindo de elementos de visualização, elementos luminosos dispostos de pelo menos um dos lados da via rodoviária e no seguimento do traçado da mesma, que sob a forma de um barramento de armaduras (17, 17', 36, 36') estão dotados de armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106') ligadas entre si de modo a formarem cadeias luminosas, as situações de trânsito e/ou da via rodoviária detectadas na dependência de outros factores e/ou predefinidas poderem ser seleccionadas individualmente, em grupos ou em conjunto, para permitir a emissão de sinais, prevendo-se para tal, servindo de sensores, pontos de medida (12, 12', 24, 24', 53, 53', 54, 54') com equipamentos de de-tecção do trânsito e das cargas (25, 26, 27, 28 ou 25', 26', 27', 28'), que no essencial actuam numa direcção perpendicular à da faixa de rodagem de uma via rodoviária (10, 20, 50) e que se encontram associados a pelo menos dois elementos luminosos (14, 14', 34, 34', 60, 60', 100) equipados de armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106'), ser vindo de sinalizadores ópticos, que seguem o traçado da via 3 V
    U t rodoviária, se encontram distanciados entre si e estão acoplados estática ou dinamicamente, bem como com pelo menos um processador de instalação junto à via rodoviária (13, 13')/ 30, 32', 58, 59), servindo de unidade de análise e de comando, para a avaliação das situações de trânsito e de via rodoviária detectadas, e para a selecção e a activação das armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106').
  9. 9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por ao longo de uma via rodoviária (10, 20, 50) se encontrarem dispostos com afastamentos predefinidos entre si pelos menos dois pontos de medida (12, 12', 24, 24', 53, 53', 54, 54') equipados de dispositivos de detecção do trânsito e/ou das cargas, que se encontram ligados a elementos luminosos providos de armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106' ) acopladas entre si e ligados a pelo menos um processador de instalação junto à via rodoviária (13, 13', 30, 32', 58, 59), servindo de unidade de análise e de comando.
  10. 10. Sistema de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado por os processadores de instalação junto à via rodoviária (13, 13', 30, 32', 58, 59) de vários pontos de medida (12, 12', 24, 24', 53, 53', 54, 54') estarem ligados entre si por meio de uma rede de comunicação (38, 68).
  11. 11. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 10, caracterizado por, no que se refere aos dispositivos de detecção do trânsito e das cargas, se tratar de sensores de medida de velocidade, detectores de passagem de eixos, circuitos indutivos, placas de pesagem, medidores da carga das rodas e outros dispositivos similares.
  12. 12. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 11, caracterizado por o sistema de sensores instalado na via rodoviária e pertencente aos pontos de medida (12, 12', 24, 24', 4 t Γ 53, 53', 54, 54') destinados a detectar as situações de trânsito e/ou da via rodoviária estarem ligados por meio de uma rede de comunicação a um processador de instalação junto à via rodoviária (13, 13', 30, 32', 58, 59), que na sua quali dade de processador mestre selecciona individualmente, colec-tivamente ou numa sequência previamente programada os elementos luminosos (14, 14', 34, 34', 60, 60", 100) e coordena as placas de interface para os diversos sensores e unidades processadoras de sinais.
  13. 13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por se preverem pontos de medida (12, 12", 24, 24", 53, 53", 54, 54') dispostos consecutivamente ao longo de uma via rodoviária (10, 20, 50), providos de um sistema de sensores para a detecção das situações de trânsito e/ou da via rodoviária, que estão ligados por intermédio de uma rede de comunicação a um processador de instalação junto à via rodoviária (13, 13", 30, 32", 58, 59) e por os processadores de instalação junto à via rodoviária (13, 13", 30, 32", 58, 59), relacionados com os respectivos troços de via, estarem ligados entre si por meio de uma rede de comunicação.
  14. 14. Sistema de acordo com as reivindicações 12 ou 13, caracteri-zado por - o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) ter uma estrutura com arquitectura modular e abranger diferentes processadores de sinal, gavetas de interface, bem como um processador mestre que coordena os processadores de sinal e as gavetas de interface, - o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) estar dotado de espaços livres para a inserção de eventuais ampliações ou para a substituição de sensores ou de interfaces de sensor e por todos os processadores e plati- 5 V
    nas de inserção poderem ser ligados entre si através de uma platina de barramento (placa-mãe), tornando-os intermutá-veis, - existirem placas de ligação modulares (91, 92, 93, 96), que servem para o acoplamento dos sensores, - por ser possível inserir por cada tipo de sensor ou de interface uma correspondente placa de ligação (91, 92, 93, 96) e - por as placas de ligação (91, 92, 93, 96) estarem equipadas de pára-raios integrados.
  15. 15. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 14, caracterizado por o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75), mercê de um módulo de interface especial, ter uma configuração que o torna capaz de funcionar em rede, que será uma rede de computadores em tempo real, bem como capaz de um serviço sincronizado em redes paralelas, podendo por isso proporcionar um acoplamento em tempo real do sistema de sensores com o sistema de actuadores.
  16. 16. Sistema de acordo com as reivindicações 14 ou 15, caracteri-zado por o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) e/ou o sistema de sensores ligado àquele processador terem uma configuração que permite um diagnóstico à distância, podendo o seu funcionamento ser portanto verificado por diagnóstico remoto.
  17. 17. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 16, caracterizado por o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) estar concebido de maneira a poder processar os dados recolhidos em relação a viaturas (viaturas individuais ou grupos de viaturas), bem como concebido para 6 p ^^ durante ο processamento de dados gerar determinados parâmetros e compará-los com valores limite ajustáveis e por o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) estar concebido de maneira a poder efectuar a comparação de parâmetros individuais ou de combinações seleccionadas de parâmetros com uma matriz de transgressão contendo valores limite configuráveis.
  18. 18. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 17, caracterizado por o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) estar concebido para poder proceder à classificação de diferentes tipos de perturbações de trânsito .
  19. 19. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 18, caracterizado por o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) estar concebido para funcionar com al goritmos tradicionais relativos a perturbações de trânsito, utilizando processos individuais ou multimodais (com algoritmos combinados).
  20. 20. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 19, caracterizado por - o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) estar concebido para o processamento, com arquitecturas neuronais, das situações de trânsito e/ou da via rodoviária previamente detectadas, - existir uma matriz associativa, tolerante a defeitos e apresentando uma grande gama de captação, que permite um processamento local a tempo real, que serve para codificar ultrapassagens de valores limite e para classificar situações de trânsito, 7 V tt U t - existir uma rede heteroassociativa treinada, que serve para a classificação em tempo real de situações de trânsito e de perturbações de trânsito, na qual existem num ficheiro de aprendizagem imagens de grandezas relacionadas com o trânsito e valores limite reunidos de maneira a formarem classes de situação de trânsito, que são utilizadas para o treino mediante valores de medição obtidos na prática e/ou padrões de treino gerados sinteticamente e/ou ainda padrões de sinais modificados por variâncias e que são aplicadas numa "fase de competência" para a formação, em tempo real, de classes de situações de trânsito.
  21. 21. Sistema de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) , destinado à classificação de tipos de viaturas, estar concebido de acordo com arquitecturas neuronais, sendo os tipos de viaturas reconhecidos mediante os padrões de sinais emitidos pelos diferentes sensores, tais como por exemplo a dessintonização de circuitos indutivos ou também os padrões de sinais combinados provenientes de vários sensores.
  22. 22. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 21, caracterizado por o processador de instalação junto à via rodoviária (58, 59, 75) estar equipado de pelo menos uma interface para a ligação de sensores relacionados com o meio ambiente, bem como concebido para processar e eventualmente memorizar dados relativos ao meio ambiente, podendo desencadear, de preferência automaticamente, alarmes ou então a visualização de valores actuais quando forem excedidos determinados valores limite predefinidos.
  23. 23. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 22, caracterizado por se utilizarem para o reconhecimento de perturbações de trânsito, para além de outros critérios, tais como o número de viaturas, o tipo de viatura ou a velocidade 8 de marcha, ainda o peso da viatura ou as cargas por eixo, para avaliação de grandezas relacionadas com o trânsito e/ou perturbações, permitindo deste modo efectuar prognósticos.
  24. 24. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 8 a 23, ca-racterizado por os elementos luminosos poderem ser programados individualmente ou reciprocamente e poderem ser seleccio-nados através de computador, utilizando para tal situações de trânsito ou da via rodoviária apuradas por meio de dispositivos de detecção do trânsito e/ou das cargas instalados na via rodoviária ou então situações introduzidas no sistema.
  25. 25. Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por os elementos luminosos terem a configuração de módulos (105), que podem ser montados posteriormente em postes de guiamento do trânsito, já existentes ao longo da via rodoviária.
  26. 26. Sistema de acordo com as reivindicações 24 ou 25, caracterizado por as armaduras de sinalização estarem equipadas de elementos monocromáticos de superfície luminosa, emitindo eventualmente diferentes cores, e/ou terem a configuração de elementos de superfície luminosa (120) que podem ser operados com cores mistas e por se tratar, no tocante aos elementos de superfície luminosa (120), de matrizes de LED's de funcionamento optimizado em termos de consumo de energia.
  27. 27. Sistema de acordo com as reivindicações 25 ou 26, caracterizado por as armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106') dos elementos luminosos serem seleccionadas por intermédio de um sistema electrónico inteligente (13, 15, 30, 32, 62, 62', 112) e por o sistema electrónico inteligente abranger um módulo de cálculo próprio, com interface para barramento, bem como um endereço próprio que permite a sua selecção programada.
  28. 28. Sistema de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por as armaduras de sinalização (16, 16', 35, 35', 61', 106, 106' ) dos elementos luminosos se encontrarem ligadas ao res-pectivo sistema electrónico inteligente (112) por meio de fichas de seccionamento e de desligação.
  29. 29. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 25 a 28, caracterizado por os elementos luminosos estarem equipados de sensores, tais como detectores de ultra-sons, destinados à detecção do fluxo de trânsito, sensores esses que através de uma rede de computadores própria do sistema estão ligados a um processador de instalação junto à via rodoviária. Lisboa, 29 de Agosto de 2000 O AGENTE OFÍCÍAL DA PROPR.ÍEDADE ÍNDUSTRIAt
    10
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