способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории и средство локальной подсветки для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории, согласно которому осуществляют контроль параметров дорожного объекта посредством перемещения вдоль дорожного полотна регистрационно-измерительной системы с оптической компонентой на основе светочувствительных линеек, для чего упомянутую систему стационарно устанавливают на базовом транспортном средстве, преимущественно на виброизолированной основе, и функционально связывают ее выходные каналы с бортовым вычислительным комплексом, функционально являющимся средством обработки регистрируемой информации и передачи ее на центральную ЭВМ в цифровой форме посредством оператора, отличающийся тем, что базовое транспортное средство дополнительно оснащают бортовой электростанцией и стационарно установленной над транспортным средством рамой для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы; регистрационно-измерительную систему формируют комплексной и включают в ее состав, по меньшей мере, подсистему регистрации дефектов проезжей части дорожного объекта и элементов ее обустройства, функционально являющуюся средством двухмерной оценки упомянутых дефектов и элементов обустройства, включающим линейную камеру сканирования; подсистему регистрации состояния обустройства дорожного объекта, функционально являющуюся средством оценки состояния элементов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства, включающим, по меньшей мере, две линейные камеры бокового сканирования, которые устанавливают на раме для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью попадания в их поле зрения упомянутых контролируемых элементов дорожного объекта; по меньшей мере, одну из упомянутых подсистем оптической компоненты регистрационно-измерительной системы оснащают средством локальной подсветки исследуемых зон поверхностей элементов дорожного объекта в условиях их освещенности, не соответствующих заданным параметрам освещенности, регламентируемым свойствами оптоэлектронных каналов линейных камер сканирования соответствующей подсистемы; данное средство локальной подсветки конструктивно и пространственно организуют с возможностью формирования в поле зрения объективов упомянутых линейных камер сканирования светового потока с геометрией поперечного сечения в виде полосы света с заданным распределением освещенности по длине и ширине формируемой полосы света, при этом ширину упомянутой полосы рассчитывают из условия обеспечения исключения ослепления участников движения в момент пересечения сформированной полосы света в процессе регулярного дорожного движения с законодательно разрешенной скоростью.

2. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.1, отличающийся тем, что средство двухмерной оценки дефектов и элементов обустройства дорожного покрытия, включающее линейную камеру сканирования, размещают в области передней консольной части рамы для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы, а структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации соответствующих упомянутых дефектов на ширине дорожного покрытия до 12 м с точностью в поперечном и продольном направлениях 10 мм.

3. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.1, отличающийся тем, что линейные камеры бокового сканирования средства оценки состояния объектов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства установлены, например, в центральной части рамы для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы по разные стороны от ее продольной оси, а структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организованы с возможностью обеспечения регистрации состояния соответствующих контролируемых объектов справа, слева и сверху от траектории движения базового средства на расстоянии 6 м с точностью до 10 мм.

4. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.1, отличающийся тем, что в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включают подсистему замера продольной ровности дорожного объекта, функционально являющуюся средством построения микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним лазерным датчиком измерения продольной ровности и датчиками ускорения этой подсистемы в количестве, соответствующем количеству лазерных датчиков и функционально связанных с соответствующими лазерными датчиками.

5. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.4, отличающийся тем, что конструкцию средства построения микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении оснащают двумя лазерными датчиками измерения продольной ровности и, соответственно, двумя датчиками ускорения подсистемы замера продольной ровности; каждую пару структурных элементов лазерный датчик - датчик ускорения размещают на боковом участке рамы базового транспортного средства в области заднего моста по разные стороны от продольной оси рамы, преимущественно, в створе колеи транспортного средства; при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении с шагом не менее 125 мм и точностью 0,1 мм.

6. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.1, отличающийся тем, что в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включают подсистему замера поперечной ровности дорожного объекта, функционально являющуюся средством трехмерного построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним лазерным генератором линии объемного сканирования и камерой объемного сканирования, которые устанавливают на раме для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы.

7. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.6, отличающийся тем, что в состав конструкции средства трехмерного построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении используют два лазерных генератора линии объемного сканирования, которые устанавливают, например, в передней части консоли рамы для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью формирования линии объемного сканирования, например, впереди базового транспортного средства, а камеру объемного сканирования этого средства размещают на упомянутой раме с возможностью расположения линии объемного сканирования в пределах угла зрения ее объектива; при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации и построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении на ширину до 12 м с точностью 2 мм.

8. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.1, отличающийся тем, что в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включают, по меньшей мере, двухуровневую подсистему георадарного зондирования, один из уровней которой функционально является средством оценки диэлектрической проницаемости конструктивных слоев дорожной одежды и подстилающих грунтов для регистрации толщины конструктивных слоев, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним георадаром коротковолнового диапазона зондирования, а другой уровень - средством регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть дорожного объекта, а также различных неоднородностей, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним георадаром длинноволнового диапазона зондирования.

9. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.8, отличающийся тем, что в состав конструкции средства оценки диэлектрической проницаемости конструктивных слоев дорожной одежды и подстилающих грунтов включают два георадара с линейным диапазоном зондирования 0,05-1,0 м, которые размещают в передней части рамы базового транспортного средства поперек ее продольной оси, при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации толщины конструктивных слоев с точностью до 1 см при глубине до 0,5 м и с точностью до 3 см при глубине от 0,5 м до 1 м; в состав конструкции средства регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть дорожного объекта, а также различных неоднородностей, также включают два георадара с линейным диапазоном зондирования 0,5-10,0 м, которые размещают в задней части рамы базового транспортного средства поперек ее продольной оси, при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть с глубиной заложения до 10 м от поверхности дорожного покрытия, а также различных неоднородностей с точностью до 0,5 м.

10. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.1, отличающийся тем, что в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включают подсистемы относительного и абсолютного позиционирования, первая из которых функционально является средством линейной привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к относительной системе координат, в состав конструкции которого включают энкодер, а вторая - средством привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к абсолютной системе координат, в состав конструкции которого включают спутниковую навигационную систему.

11. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.10, отличающийся тем, что структурные элементы средства линейной привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к относительной системе координат, включающего в себя энкодер, конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения линейной привязки результатов измерений к относительной системе координат с точностью не менее 0,15%, то есть 1,5 м на 1 км трассы, а структурные элементы средства привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к абсолютной системе координат, включающего в себя спутниковую навигационную систему, конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения привязки результатов измерений к абсолютной системе координат с законодательно разрешенной точностью.

12. Способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети по п.1, отличающийся тем, что регистрационно-измерительную систему оснащают оптической станиной, которую устанавливают на раме для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы на виброопорах, а функциональные элементы соответствующих подсистем устанавливают непосредственно на оптической станине, в том числе и на индивидуальных виброопорах.

13. Средство локальной подсветки для осуществления способа мониторинга улично-дорожной сети, включающее источник света; полый корпус с окном для выхода светового потока, генерируемого источником света, расположенным в полости корпуса; по меньшей мере, одно средство трансформации геометрии генерируемого источником светового потока, отличающееся тем, что упомянутый источник света выполнен электронного типа и содержит, по меньшей мере, одну газоразрядную лампу высокого давления, оснащенную горелкой, смонтированной на токоподводах, заваренных в ножку внешней колбы, по меньшей мере, половина площади внутренней поверхности которой покрыта отражающим зеркальным слоем таким образом, что плоскость, проходящая через крайние участки этого слоя, ориентирована вдоль продольной оси горелки, а форма сформированной отражающей части внешней колбы выбрана такой, что для любого поперечного сечения отношение расстояния r₀ от оси горелки до зеркального слоя в продольной плоскости симметрии к соответствующему расстоянию r в плоскости, повернутой вокруг оси горелки на угол , непрерывно изменяется с изменением угла и лежит, преимущественно, в пределах 0,7-1,1; по меньшей мере, одно средство трансформации геометрии генерируемого источником светового потока выполнено в виде щелевого коллиматора, генерируемого светового потока, который размещен поперек последнего с возможностью перекрытия генерируемого источником светового потока, и выполнен в виде набора параллельных пластин, установленных с зазорами между их взаимообращенными поверхностями; при этом корпус средства локальной подсветки оснащен приборными амортизаторами, преимущественно резиновыми, функционально являющимися элементами подвески средства локальной подсветки на раме для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью обеспечения освещения исследуемых участков поверхности элементов дорожного объекта, а геометрия щелевого коллиматора рассчитывается из условия обеспечения формирования полосы света такой ширины, которая исключает проявление эффекта ослепления участников движения в момент пересечения сформированной полосы света в процессе регулярного дорожного движения с законодательно разрешенной скоростью.

14. Средство локальной подсветки по п.13, отличающееся тем, что взаимообращенные поверхности набора пластин щелевого коллиматора выполнены зеркальными.

15. Средство локальной подсветки по п.13, отличающееся тем, что взаимообращенные поверхности набора пластин щелевого коллиматора выполнены зачерненными.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к области строительства и эксплуатации улично-дорожных сетей, а также к средствам и способам комплексной диагностики эксплуатационных показателей объектов дорожного хозяйства и организации мониторинга за их технико-эксплуатационным состоянием в режиме реального времени.

Из уровня техники известен способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории, согласно которому осуществляют контроль технико-эксплуатационных параметров дорожного объекта посредством перемещение вдоль дорожного полотна регистрационно-измерительной системы (с оптической компонентой на основе светочувствительных линеек). Для этого упомянутую систему стационарно устанавливают на базовом транспортном средстве, преимущественно на виброизолированной основе, и функционально связывают ее выходные каналы с бортовым вычислительным комплексом, функционально являющимся средством обработки регистрируемой информации и передачи ее на центральную ЭВМ в цифровой форме посредством оператора (RU № 2170298, С2, кл. Е01С 23/07, 2001 г.).

Из уровня техники известно средство локальной подсветки для осуществления способа мониторинга улично-дорожной сети включающее: источник света; полый корпус с окном для выхода светового потока, генерируемого источником света, расположенным в полости корпуса; по меньшей мере, одно средство трансформации геометрии генерируемого источником светового потока с целью его локализации в заданной области исследуемой поверхности соответствующих элементов дорожного объекта (SU № 1073360, А, кл. Е01С 23/07, 1984 г.).

К недостаткам данных известных из уровня техники технических решений (как в отношении объекта «способа, так и в отношении объекта «устройство») можно отнести ограниченные эксплуатационные возможности вследствие обеспечения контроля и регистрации исключительно одного технико-эксплуатационного параметра дорожного объекта, а также отсутствия возможности контроля и регистрации состояния элементов обустройства дорожного объекта, в том числе подземных и надземных коммуникаций; ограниченная зона контроля вследствие особенностей конструкции средства локальной подсветки, которое одновременно функционально является и средством регистрации исследуемых технико-эксплуатационных параметров дорожного объекта.

В основу заявленных технических решений была поставлена задача расширения функциональных возможностей передвижной дорожной лаборатории для осуществления заявленного способа посредством обеспечения комплексного контроля и регистрации ряда основных технико-эксплуатационных параметров дорожных одежд, а также контроля и регистрации состояния элементов обустройства дорожного объекта (в том числе подземных и надземных коммуникаций) в реальном режиме времени с заданной точностью измерения и привязки к относительной и абсолютной системам координат при повышении производительности процесса комплексного мониторинга улично-транспортной сети в целом посредством расширения номенклатуры функционально-технологических средств контроля и регистрации, синхронно работающих в процессе осуществления мониторинга.

Кроме того, еще одним техническим результатом (обеспечиваемым заявленным техническим решением) является обеспечение возможности функционирования с заданной точностью и разрешающей способностью таких подсистем, как подсистемы регистрации дефектов проезжей части и элементов обустройства дорожного полотна (функционально являющейся средством двухмерной оценки упомянутых дефектов дорожного покрытия) и подсистемы регистрации состояния обустройства дорожного объекта (функционально являющейся средством оценки состояния элементов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства) в условиях освещенности элементов дорожного объекта, не соответствующих заданным параметрам освещенности (регламентируемых свойствами оптоэлектронных каналов линейных камер сканирования соответствующей подсистемы), за счет использования в указанных подсистемах средств (определенной конструкции) локальной подсветки исследуемых зон поверхностей элементов дорожного объекта без ухудшения условий повседневной регулярной эксплуатации дорожного объекта иными транспортными средствами (т.е. исключается возможность создания на дорожном объекте аварийных ситуаций в процессе осуществления мониторинга).

Поставленная задача в отношении объекта изобретения «способ» решается посредством того, что в способе осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории, согласно которому осуществляют контроль технико-эксплуатационных параметров дорожного объекта посредством перемещение вдоль дорожного полотна регистрационно-измерительной системы с оптической компонентой на основе светочувствительных линеек, для чего упомянутую систему стационарно устанавливают на базовом транспортном средстве, преимущественно на виброизолированной основе, и функционально связывают ее выходные каналы с бортовым вычислительным комплексом, функционально являющимся средством обработки регистрируемой информации и передачи ее на центральную ЭВМ в цифровой форме посредством оператора, согласно изобретению базовое транспортное средство дополнительно оснащают бортовой электростанцией и стационарно установленной над транспортным средством рамой для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы; регистрационно-измерительную систему формируют комплексной и включают в ее состав, по меньшей мере, подсистему регистрации дефектов проезжей части дорожного объекта и элементов ее обустройства, функционально являющуюся средством двухмерной оценки упомянутых дефектов дорожного объекта, включающим линейную камеру сканирования; подсистему регистрации состояния обустройства дорожного объекта, функционально являющуюся средством оценки состояния элементов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства, включающим, по меньшей мере, две линейные камеры бокового сканирования, которые устанавливают на раме для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью попадания в их поле зрения упомянутых контролируемых элементов дорожного объекта; по меньшей мере, одну из упомянутых подсистем оптической компоненты регистрационно-измерительной системы оснащают средством локальной подсветки исследуемых зон поверхностей элементов дорожного объекта в условиях их освещенности, не соответствующих заданным параметрам освещенности, регламентируемым свойствами оптоэлектронных каналов линейных камер сканирования соответствующей подсистемы; данное средство локальной подсветки конструктивно и пространственно организуют с возможностью формирования в поле зрения объективов упомянутых линейных камер сканирования светового потока с геометрией поперечного сечения в виде узкой полосы света с заданным распределением освещенности по длине и ширине формируемой полосы света, при этом ширину упомянутой полосы рассчитывают из условия обеспечения исключения проявления эффекта ослепления участников движения в момент пересечения сформированной полосы света в процессе регулярного дорожного движения с законодательно разрешенной скоростью.

Оптимально средство двухмерной оценки дефектов и элементов обустройства дорожного покрытия, включающее линейную камеру сканирования, размещать в области передней консольной части рамы для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы, а структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организовывать с возможностью обеспечения регистрации соответствующих упомянутых дефектов на ширине дорожного покрытия до 12 м с точностью в поперечном и продольном направлениях 10 мм.

Оптимально линейные камеры бокового сканирования средства оценки состояния объектов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства устанавливать, например, в центральной части рамы для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы по разные стороны от ее продольной оси, а структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организовывать с возможностью обеспечения регистрации состояния соответствующих контролируемых объектов справа, слева и сверху от траектории движения базового средства на расстоянии 6 м с точностью до 10 мм.

Допустимо в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включать подсистему замера продольной ровности дорожного объекта, функционально являющуюся средством построения микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним лазерным датчиком измерения продольной ровности и датчиками ускорения этой подсистемы в количестве, соответствующем количеству лазерных датчиков и функционально связанных с соответствующими лазерными датчиками.

Оптимально конструкцию средства построения микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении оснащать двумя лазерными датчиками измерения продольной ровности и, соответственно, двумя датчиками ускорения подсистемы замера продольной ровности; каждую пару структурных элементов лазерный датчик - датчик ускорения в этом случае целесообразно размещать на боковом участке рамы базового транспортного средства в области заднего моста по разные стороны от продольной оси рамы, преимущественно в створе колеи транспортного средства; при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении с шагом не менее 125 мм и точностью 0,1 мм.

Допустимо в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включать подсистему замера поперечной ровности дорожного объекта, функционально являющуюся средством трехмерного построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним лазерным генератором линии объемного сканирования и камерой объемного сканирования, которые устанавливают на раме для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы.

Оптимально в составе средства трехмерного построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении использовать два лазерных генератора линии объемного сканирования, которые устанавливают, например, в передней части консоли рамы для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью формирования линии объемного сканирования, например, впереди базового транспортного средства, а камеру объемного сканирования этого средства (в рассматриваемом случае) размещают на упомянутой раме с возможностью расположения линии объемного сканирования в пределах угла зрения ее (т.е. камеры) объектива; при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации и построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении на ширину до 12 м с точностью 2 мм.

Допустимо в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включать, по меньшей мере, двухуровневую подсистему георадарного зондирования, один из уровней которой функционально является средством оценки диэлектрической проницаемости конструктивных слоев дорожной одежды и подстилающих грунтов для регистрации толщины конструктивных слоев, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним георадаром коротковолнового диапазона зондирования, а другой уровень - средством регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть дорожного объекта, а также различных неоднородностей, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним георадаром длинноволнового диапазона зондирования.

Оптимально:

- в состав конструкции средства оценки диэлектрической проницаемости конструктивных слоев дорожной одежды и подстилающих грунтов включать два георадара с линейным диапазоном зондирования 0,05-1,0 м, которые размещают в передней части рамы базового транспортного средства поперек ее продольной оси, при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации толщины конструктивных слоев с точностью до 1 см при глубине до 0,5 м и с точностью до 3 см при глубине от 0,5 м до 1 м;

- в состав средства регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть дорожного объекта, а также различных неоднородностей также включать два георадара с линейным диапазоном зондирования 0,5 - 10,0 м, которые размещают в задней части рамы базового транспортного средства поперек ее продольной оси, при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть с глубиной заложения до 10 м от поверхности дорожного покрытия, а также различных неоднородностей с точностью до 0,5 м.

Допустимо в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включать подсистемы относительного и абсолютного позиционирования, первая из которых функционально является средством линейной привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к относительной системе координат, в конструкцию которого включают энкодер, а вторая - средством привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к абсолютной системе координат, в конструкцию которого включают спутниковую навигационную систему.

Оптимально:

- структурные элементы средства линейной привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к относительной системе координат, включающего в себя энкодер, конструктивно и пространственно организовывать с возможностью обеспечения линейной привязки результатов измерений к относительной системе координат с точностью не менее 0,15%, то есть 1,5 м на 1 км трассы;

- структурные элементы средства привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к абсолютной системе координат, включающего в себя спутниковую навигационную систему, конструктивно и пространственно организовывать с возможностью обеспечения привязки результатов измерений к абсолютной системе координат с законодательно разрешенной точностью.

Разумно регистрационно-измерительную систему оснащать оптической станиной, которую устанавливают на раме для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы на виброопорах, а функциональные элементы соответствующих подсистем устанавливать непосредственно на оптической станине, в том числе и на индивидуальных виброопорах.

Поставленная задача в отношении объекта изобретения «устройство» решается посредством того, что в средстве локальной подсветки для осуществления способа мониторинга улично-дорожной сети, включающем: источник света; полый корпус с окном для выхода светового потока, генерируемого источником света, расположенным в полости корпуса; по меньшей мере, одно средство трансформации геометрии генерируемого источником светового потока, согласно изобретению упомянутый источник света выполнен электронного типа, при этом он должен содержать, по меньшей мере, одну газоразрядную лампу высокого давления, оснащенную горелкой, смонтированной на токоподводах, заваренных в ножку внешней колбы, по меньшей мере, половина площади внутренней поверхности которой покрыта отражающим зеркальным слоем таким образом, что плоскость, проходящая через крайние участки этого слоя, ориентирована вдоль продольной оси горелки, а форма сформированной отражающей части внешней колбы выбрана такой, что для любого поперечного сечения отношение расстояния r₀ от оси горелки до зеркального слоя в продольной плоскости симметрии к соответствующему расстоянию r в плоскости, повернутой вокруг оси горелки на угол , непрерывно изменяется с изменением угла и лежит, преимущественно, в пределах 0,7-1,1; по меньшей мере, одно средство трансформации геометрии генерируемого источником светового потока выполнено в виде щелевого коллиматора генерируемого светового потока, который размещен поперек последнего с возможностью перекрытия генерируемого источником светового потока и выполнен в виде набора параллельных пластин, установленных с зазорами между их взаимообращенными поверхностями; при этом корпус средства локальной подсветки оснащен приборными амортизаторами, преимущественно резиновыми, функционально являющимися элементами подвески средства локальной подсветки на раме для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью обеспечения освещения исследуемых участков поверхности элементов дорожного объекта, а геометрия щелевого коллиматора рассчитывается из условия обеспечения формирования полосы света такой ширины, которая исключает проявление эффекта ослепления участников движения в момент пересечения сформированной полосы света в процессе регулярного дорожного движения с законодательно разрешенной скоростью.

Допустимо взаимообращенные поверхности набора пластин щелевого коллиматора выполнять зеркальными.

Допустимо взаимообращенные поверхности набора пластин щелевого коллиматора выполнять зачерненными.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками и связями между ними, идентичными всем существенным признакам заявленных технических решений, а выбранные из перечня выявленных аналогов прототипы, как наиболее близкие по совокупности признаков аналоги, позволили выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявленных объектах изобретений, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна» по действующему законодателству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных технических решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленных изобретений, результаты которого показывают, что заявленные изобретения не следуют для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленных изобретений преобразований на достижение усматриваемого заявителем технического результата.

В частности, заявленными изобретениями не предусматриваются следующие преобразования известных объектов-прототипов:

- дополнение известного объекта каким-либо известным признаком, присоединяемым к нему по известным правилам, для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно таких дополнений;

- замена какого-либо признака известного объекта другим известным признаком для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

- исключение какого-либо признака известного объекта с одновременным исключением обусловленной наличием этого признака функции и достижением при этом обычного для такого исключения результата;

- увеличение количества однотипных признаков в известном объекте для усиления технического результата, обусловленного наличием в объекте именно таких признаков;

- выполнение известного объекта или его части из известного материала для достижения технического результата, обусловленного известными свойствами материала;

- создание объекта, включающего известные признаки, выбор которых и связь между ними осуществлены на основании известных правил и достигаемый при этом технический результат обусловлен только известными свойствами признаков этого объекта и связей между ними.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию условия патентоспособности «изобретательский уровень» по действующему законодательству.

Изобретения иллюстрируются графическими материалами.

Фиг.1 - схема компоновки подсистем АДС-МАДИ на базовом транспортном средстве (вид сбоку).

Фиг.2 - схема компоновки подсистем АДС-МАДИ на базовом транспортном средстве (вид спереди).

Фиг.3 - общая схема средства локальной подсветки (продольный разрез).

Фиг.4 - сечение А-А по фиг.3.

Фиг.5 - общий вид электронной лампы средства локальной подсветки (штриховкой обозначена зеркальная отражающая часть внешней колбы лампы).

Фиг.6 и 7 - ход падающих и отраженных лучей в электронной лампе при различных вариантах геометрии профиля поперечного сечения внешней колбы.

Фиг.8 и 9 - фотоснимки общего вида АДС-МАДИ в эксплуатационной компоновке функциональных блоков и подсистем регистрационно-измерительного комплекса на базовом транспортном средстве в различных ракурсах.

Фиг.10 - фотоснимок АДС-МАДИ в процессе использования средства локальной подсветки (полоса света, формируемая средством локальной подсветки посредством трансформации исходного светового потока, четко просматривается даже в черно-белом изображении).

Агрегаты, блоки, подсистемы регистрационно-измерительной системы и их структурные элементы в графических материалах обозначены следующими позициями.

1 - средство (базовое транспортное).

2 - комплекс (бортовой вычислительный).

3 - место (рабочее оператора).

4 - электростанция (бортовая).

5 - рама (для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы).

6 - датчик лазерный (подсистемы измерения продольной ровности дорожного объекта).

7 - датчик ускорения (подсистемы измерения продольной ровности дорожного объекта, функционально связанный с лазерным датчиком 6).

8 - датчик лазерный (подсистемы измерения продольной ровности дорожного объекта).

9 - датчик ускорения (подсистемы измерения продольной ровности дорожного объекта, функционально связанный с лазерным датчиком 8).

10 - камера линейная (подсистемы регистрации дефектов проезжей части и элементов обустройства дорожного полотна).

12 - камера линейная бокового сканирования (подсистемы регистрации состояния обустройства дорожного объекта справа, слева и сверху).

13 - камера линейная бокового сканирования (подсистемы регистрации состояния обустройства дорожного объекта справа, слева и сверху).

14 - генератор лазерный линии объемного сканирования (подсистемы замера поперечной ровности дорожного объекта).

15 - генератор лазерный линии объемного сканирования (подсистемы замера поперечной ровности дорожного объекта).

16 - камера объемного сканирования (подсистемы замера поперечной ровности дорожного объекта).

17 - георадар (коротковолновый с диапазоном зондирования - 0,05-1,0 м).

18 - георадар (длинноволновый с диапазоном зондирования - 0,5-10,0 м).

19 - система (спутниковая навигационная).

20 - средство (локальной подсветки исследуемых зон поверхностей элементов дорожного объекта).

21 - поток световой (генерируемый средством 20 локальной подсветки).

22 - сечение (поперечное светового потока 21 на поверхности исследуемой зоны элемента дорожного объекта, например дорожного полотна).

23 - полоса (формируемая световым потоком 21 на поверхности исследуемой зоны элемента дорожного объекта, например дорожного полотна).

24 - источник света (электронный).

25 - корпус полый (электронного источника 24 света).

26 - окно (полого корпуса 25 для распространения светового потока 21, генерируемого источником 24 света).

27 - лампа высокого давления (электронного источника 24 света).

28 - горелка (лампы 27 высокого давления).

29 - токоподводы (к горелке 28).

30 - колба (внешняя лампы 27 высокого давления).

31 - ножка (внешней колбы 30 лампы 27 высокого давления).

32 - цоколь (лампы 27 высокого давления).

33 - слой зеркальный (нанесенный на часть внутренней поверхности колбы 30 лампы 27 высокого давления).

34 - ось (продольная горелки 28 лампы 27 высокого давления).

35 - коллиматор (например, щелевой средства 20 локальной подсветки исследуемых зон поверхностей элементов дорожного объекта).

36 - набор (пластин коллиматора 35).

37 - пластины (набора 36 коллиматора 35).

38 - поверхность (отражающая или поглощающая /зачерненная/ пластины 37).

39 - амортизаторы (приборные для вертикальной подвески средства 20 локальной подсветки).

Заявленный способ осуществления мониторинга улично-дорожной сети посредством передвижной дорожной лаборатории заключается в следующем.

Согласно заявленному способу осуществления мониторинга улично-дорожной сети осуществляют контроль технико-эксплуатационных параметров дорожного объекта посредством перемещения вдоль дорожного полотна регистрационно-измерительной системы (с оптической компонентой на основе светочувствительных линеек). Для этого упомянутую систему стационарно устанавливают на базовом транспортном средстве 1, преимущественно на виброизолированной основе, и функционально связывают ее выходные каналы с бортовым вычислительным комплексом 2, функционально являющимся средством обработки регистрируемой информации и передачи ее на центральную ЭВМ в цифровой форме посредством оператора.

Базовое транспортное средство 1 дополнительно оснащают бортовой электростанцией 4 и стационарно установленной над транспортным средством 1 рамой 5 для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы.

Регистрационно-измерительную систему формируют комплексной и включают в ее состав, по меньшей мере;

- подсистему регистрации дефектов проезжей части дорожного объекта и элементов ее обустройства, функционально являющуюся средством двухмерной оценки упомянутых дефектов и элементов обустройства дорожного объекта, включающим линейную камеру 10 сканирования;

- подсистему регистрации состояния обустройства дорожного объекта, функционально являющуюся средством оценки состояния элементов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства 1, включающим, по меньшей мере, две линейные камеры 12 и 13 бокового сканирования, которые устанавливают на раме 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью попадания в их (камер 12 и 13) поле зрения упомянутых контролируемых элементов дорожного объекта.

По меньшей мере, одну из упомянутых подсистем оптической компоненты регистрационно-измерительной системы оснащают средством 20 локальной подсветки исследуемых зон поверхностей элементов дорожного объекта в условиях их освещенности, не соответствующих заданным параметрам освещенности, регламентируемым свойствами оптоэлектронных каналов линейных камер 10, 12 и 13 сканирования соответствующей подсистемы. Данное средство 20 локальной подсветки конструктивно и пространственно организуют с возможностью формирования в поле зрения объективов упомянутых линейных камер 10, 12 и 13 сканирования светового потока 21 с геометрией поперечного сечения в виде узкой (преимущественно 0,3-0,6 м) полосы 23 света с заданным распределением освещенности по длине и ширине формируемой полосы 23 света. При этом ширину упомянутой полосы 23 рассчитывают из условия обеспечения исключения проявления эффекта ослепления участников движения в момент пересечения сформированной полосы света в процессе регулярного дорожного движения с законодательно разрешенной скоростью. Это позволяет полностью исключить создание на дорожном объекте аварийной ситуации посредством передвижной дорожной лаборатории в процессе осуществления мониторинга.

Оптимально средство двухмерной оценки дефектов и элементов обустройства дорожного покрытия, включающее линейную камеру 10 сканирования, размещать в области передней консольной части рамы 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы, а структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организовывать с возможностью обеспечения регистрации соответствующих упомянутых дефектов на ширине дорожного покрытия до 12 м с точностью в поперечном и продольном направлениях 10 мм.

Оптимально линейные камеры 12 и 13 бокового сканирования средства оценки состояния объектов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства устанавливать, например, в центральной части рамы 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы по разные стороны от ее (рамы 5) продольной оси, а структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организовывать с возможностью обеспечения регистрации состояния соответствующих контролируемых элементов дорожного объекта справа, слева и сверху от траектории движения базового средства 1 на расстоянии 6 м с точностью до 10 мм.

Допустимо в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включать подсистему замера продольной ровности дорожного объекта, функционально являющуюся средством построения микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении, конструкцию которого оснащают, по меньшей мере, одним лазерным датчиком 6 и 8 измерения продольной ровности и датчиками 7 и 9 ускорения этой подсистемы в количестве, соответствующем количеству лазерных датчиков 6 и 8 и функционально связанных с соответствующими лазерными датчиками 6 и 8.

Оптимально конструкцию средства построения микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении оснащать двумя лазерными датчиками 6 и 8 измерения продольной ровности и, соответственно, двумя датчиками 7 и 9 ускорения подсистемы замера продольной ровности. Каждую пару структурных элементов лазерный датчик 6 или 8 - датчик 7 или 9 ускорения соответственно в этом случае целесообразно размещать на боковом участке рамы 5 базового транспортного средства 1 в области заднего моста по разные стороны от продольной оси рамы 5, преимущественно в створе колеи транспортного средства 1. При этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении с шагом не менее 125 мм и точностью 0,1 мм.

Допустимо в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включать подсистему замера поперечной ровности дорожного объекта, функционально являющуюся средством трехмерного построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении. Конструкцию этого средства оснащают, по меньшей мере, одним лазерным генератором 14 и 15 линии объемного сканирования и камерой 16 объемного сканирования, которые устанавливают на раме 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы.

Оптимально в составе средства трехмерного построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении использовать два лазерных генератора 14 и 15 линии объемного сканирования, которые устанавливают, например, в передней части консоли рамы 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью формирования линии объемного сканирования, например, впереди базового транспортного средства 1. Камеру 16 объемного сканирования этого средства (в рассматриваемом случае) размещают на упомянутой раме 5 с возможностью расположения линии объемного сканирования в пределах угла зрения ее (камеры 16) объектива. При этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации и построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении на ширину до 12 м с точностью 2 мм.

Допустимо в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включать, по меньшей мере, двухуровневую подсистему георадарного зондирования.

Один из уровней этой подсистемы функционально является средством оценки диэлектрической проницаемости конструктивных слоев дорожной одежды и подстилающих грунтов для регистрации толщины конструктивных слоев. Конструкцию этого уровня оснащают, по меньшей мере, одним георадаром 17 коротковолнового диапазона зондирования.

Другой уровень этой подсистемы функционально является средством регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть дорожного объекта, а также различных неоднородностей в грунте. Конструкцию этого уровня оснащают, по меньшей мере, одним георадаром 18 длинноволнового диапазона зондирования.

Оптимально:

- в состав конструкции средства оценки диэлектрической проницаемости конструктивных слоев дорожной одежды и подстилающих грунтов включать два георадара 17 с линейным диапазоном зондирования 0,05-1,0 м, которые размещают в передней части рамы 5 базового транспортного средства 1 поперек ее продольной оси, при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации толщины конструктивных слоев с точностью до 1 см при глубине до 0,5 м и с точностью до 3 см при глубине от 0,5 м до 1 м;

- в состав средства регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть дорожного объекта, а также различных неоднородностей также включать два георадара 18 с линейным диапазоном зондирования 0,5-10,0 м, которые размещают в задней части рамы 5 базового транспортного средства 1 поперек ее продольной оси, при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть с глубиной заложения до 10 м от поверхности дорожного покрытия, а также различных неоднородностей с точностью до 0,5 м.

Допустимо в состав контрольно-измерительной системы дополнительно включать подсистемы относительного и абсолютного позиционирования.

Первая из указанных подсистем функционально является средством линейной привязки результатов измерений (полученных при работе всех вышеуказанных подсистем) к относительной системе координат, в конструкцию которого включают энкодер.

Вторая из указанных подсистем функционально является средством привязки результатов измерений (полученных при работе всех вышеуказанных подсистем) к абсолютной системе координат, в конструкцию которого включают спутниковую навигационную систему 19.

Оптимально:

- структурные элементы средства линейной привязки результатов измерений (полученных при работе всех вышеуказанных подсистем) к относительной системе координат (включающего в себя энкодер) конструктивно и пространственно организовывать с возможностью обеспечения линейной привязки результатов измерений к относительной системе координат с точностью не менее 0,15%, то есть 1,5 м на 1 км трассы;

- структурные элементы средства привязки результатов измерений (полученных при работе всех вышеуказанных подсистем) к абсолютной системе координат (включающего в себя спутниковую навигационную систему) конструктивно и пространственно организовывать с возможностью обеспечения привязки результатов измерений к абсолютной системе координат с законодательно разрешенной точностью.

Разумно регистрационно-измерительную систему оснащать оптической станиной (в графических материалах условно не показана), которую устанавливают на раме 5 для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы на виброопорах, а функциональные элементы соответствующих подсистем устанавливать непосредственно на оптической станине, в том числе и на индивидуальных виброопорах.

Используемое для реализации вышерассмотренного способа осуществления мониторинга улично-дорожной сети средство локальной подсветки включает:

- источник 24 света;

- полый корпус 25 с окном для выхода светового потока 21, генерируемого источником 24 света, расположенным в полости корпуса 25;

- по меньшей мере, одно средство трансформации геометрии генерируемого источником 24 светового потока.

Согласно изобретению упомянутый источник 24 света выполнен электронного типа, при этом он должен содержать, по меньшей мере, одну газоразрядную лампу 27 высокого давления, оснащенную горелкой 28, смонтированной на токоподводах 29, заваренных в ножку 31 внешней колбы 30. По меньшей мере, половина площади внутренней поверхности колбы 30 покрыта отражающим зеркальным слоем 33 таким образом, что плоскость, проходящая через крайние участки этого слоя 33, ориентирована вдоль продольной оси 34 горелки 28. Форма сформированной отражающей части слоя 33 внешней колбы 30 выбрана такой, что для любого поперечного сечения отношение расстояния r₀ от оси 34 горелки 28 до зеркального слоя 33 в продольной плоскости симметрии к соответствующему расстоянию r в плоскости (повернутой вокруг оси 34 горелки 28 на угол ) непрерывно изменяется с изменением угла и лежит, преимущественно, в пределах 0,7-1,1.

По меньшей мере, одно средство трансформации геометрии генерируемого источником светового потока 21 выполнено в виде щелевого коллиматора 35 генерируемого светового потока 21, который (т.е. коллиматор 35) размещен поперек последнего (светового потока 21) с возможностью перекрытия генерируемого источником 24 светового потока 21 и выполнен в виде набора 36 параллельных пластин 37, установленных с зазорами между их взаимообращенными поверхностями 38 (отражающими или поглощающими, т.е. зачерненными).

При этом корпус 25 средства 20 локальной подсветки оснащен приборными амортизаторами (преимущественно резиновыми), функционально являющимися элементами подвески средства 20 локальной подсветки на раме для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы (или на оптической станине) с возможностью обеспечения освещения исследуемых участков поверхности элементов дорожного объекта. Геометрия щелевого коллиматора 35 рассчитывается из условия обеспечения формирования полосы 23 света такой ширины, которая исключает проявление эффекта ослепления участников движения в момент пересечения сформированной полосы 23 света в процессе регулярного дорожного движения с законодательно разрешенной скоростью.

Допустимо взаимообращенные поверхности 38 набора 36 пластин 37 щелевого коллиматора выполнять зеркальными (отражающими).

Допустимо взаимообращенные поверхности 38 набора 36 пластин щелевого коллиматора 35 выполнять зачерненными (поглощающими).

Практическая реализация заявленного способа осуществления мониторинга улично-дорожной сети с использованием заявленного средства 20 локальной подсветки исследуемых зон поверхностей элементов дорожного объекта рассматривается на примере работы передвижной лаборатории для осуществления упомянутого мониторинга

Передвижная дорожная лаборатория мониторинга улично-дорожной сети (далее - АДС-МАДИ), включает: базовое транспортное средство 1, оснащенное бортовым вычислительным комплексом 2 (функционально являющимся средством обработки регистрируемой информации и передачи ее на центральную ЭВМ в цифровой форме) и рабочим местом 3 оператора; а также регистрационно-измерительную систему контролируемых параметров дорожного объекта с оптической компонентой на основе светочувствительных линеек, которая стационарно установлена на базовом транспортном средстве 1 (преимущественно на виброизолированной основе) и функционально связана с бортовым вычислительным комплексом 2.

Базовое транспортное средство 1 дополнительно оснащено бортовой электростанцией 4 (например, дизельной) и стационарно установленной на крыше транспортного средства рамой 5 для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы.

Регистрационно-измерительная система выполнена комплексной и содержит, по меньшей мере, следующие подсистемы.

Подсистему регистрации дефектов проезжей части дорожного объекта и элементов ее обустройства.

Данная подсистема функционально является средством двухмерной оценки упомянутых дефектов и элементов обустройства дорожного объекта, включающим линейную камеру 10 сканирования.

Оптимально, чтобы средство двухмерной оценки дефектов и элементов обустройства дорожного покрытия (включающее линейную камеру 10 сканирования) было размещено в области передней консольной части рамы 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы, а структурные элементы этого средства должны быть конструктивно и пространственно организованы с возможностью обеспечения регистрации соответствующих (упомянутых) дефектов на ширине дорожного покрытия до 12 м с точностью в поперечном и продольном направлениях 10 мм.

Подсистема регистрации состояния обустройства дорожного объекта

Данная подсистема функционально является средством оценки состояния элементов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства, включающим, по меньшей мере, две линейные камеры 12 и 13 бокового сканирования, установленные на раме 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью попадания в их поле зрения упомянутых контролируемых элементов обустройства дорожного объекта.

Оптимально, чтобы линейные камеры 12 и 13 бокового и верхнего сканирования средства оценки состояния объектов обустройства справа, слева и сверху от траектории движения базового транспортного средства были установлены, например, в центральной части рамы 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы по разные стороны от ее продольной оси. Структурные элементы этого средства в оптимальном варианте конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации состояния соответствующих контролируемых объектов справа, слева и сверху от траектории движения базового средства на расстоянии 6 м с точностью до 10 мм.

По меньшей мере, одна из упомянутых подсистем оптической компоненты регистрационно-измерительной системы оснащена средством 20 локальной подсветки исследуемых зон поверхностей элементов дорожного объекта в условиях их освещенности, не соответствующих заданным параметрам освещенности (регламентируемым свойствами оптоэлектронных каналов линейных камер сканирования соответствующей подсистемы). Данное средство 20 локальной подсветки конструктивно и пространственно организовано с возможностью формирования в поле зрения объективов упомянутых линейных камер 10 и 12 сканирования светового потока 21 с геометрией поперечного сечения в виде узкой полосы 23 света с равномерным распределением освещенности по длине и ширине формируемой полосы 23 света. При этом ширина упомянутой полосы 23 выбирается из условия обеспечения исключения ослепления водителей в момент пересечения их автотранспортом этой полосы 23 в процессе регулярного дорожного движения с законодательно разрешенной скоростью.

Оснащение вышерассмотренных подсистем средством 20 локальной подсветки сканируемого участка дорожного полотна позволяет получать информацию о состоянии поверхности исследуемых элементов дорожного объекта как в условиях недостаточной освещенности, так и в условиях избыточной (солнечной) освещенности. В последнем случае средство 20 функционально является средством снижения контрастности в условиях избыточной (солнечной) освещенности при определенном расположении солнца относительно исследуемой поверхности соответствующего элемента дорожного объекта.

Как ранее указывалось, согласно одному из конструктивных вариантов средство 20 локальной подсветки включает: электронный источник 24 света; полый корпус 25 с окном 26 для выхода (распространения) светового потока 21, генерируемого электронным источником 24 света, расположенным в полости корпуса 25; по меньшей мере, один щелевой коллиматор 35, функционально являющийся средством трансформации геометрии генерируемого электронным источником 24 светового потока 21. Упомянутый источник 24 света содержит, по меньшей мере, одну газоразрядную лампу 27 высокого давления, оснащенную горелкой 28, смонтированной на токоподводах 29, заваренных в ножку 31 внешней колбы 30. По меньшей мере, половина площади внутренней поверхности внешней колбы 30 покрыта отражающим зеркальным слоем 33 таким образом, что плоскость, проходящая через крайние участки этого слоя 33, ориентирована вдоль продольной оси 34 горелки 28. Форма сформированной отражающей части (зеркального слоя 33) внешней колбы 30 выбрана такой, что для любого поперечного сечения отношение расстояния r₀ от оси 34 горелки 28 до зеркального слоя 33 в продольной плоскости симметрии к соответствующему расстоянию r в плоскости, повернутой вокруг оси 34 горелки 28 на угол , непрерывно изменяется с изменением угла и лежит, преимущественно, в пределах 0,7-1,1. По меньшей мере, один щелевой коллиматор 35 генерируемого светового потока 21 размещен поперек последнего с возможностью перекрытия генерируемого источником 24 светового потока 21 и выполнен в виде набора 36 параллельных пластин 37, установленных с зазорами между их взаимообращенными поверхностями 38. При этом корпус 25 средства 20 локальной подсветки подвешен на раме 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы посредством приборных амортизаторов 39 (преимущественно резиновых) с возможностью обеспечения освещения исследуемых участков поверхности элементов дорожного объекта. Геометрия щелевого коллиматора 35 рассчитывается из условия обеспечения формирования полосы света такой ширины, которая исключает проявление эффекта ослепления водителей в момент пересечения их автотранспортом сформированной полосы света в процессе регулярного дорожного движения с законодательно разрешенной скоростью.

Подвеска корпуса 25 средства 20 на приборных амортизаторах позволяет отсечь высокочастотные вибрации, генерируемые транспортным средством 1. А это повышает срок службы используемых в светильнике ламп 27 высокого давления, которые расположены горизонтально относительно дорожного полотна, и собственный вес колбы 30 лампы 27 при восприятии высокочастотных вибраций может спровоцировать ее разрушение (излом) в зоне соединения колбы 30 с цоколем 32 лампы 27.

Пластины 37 в наборе 36 щелевого коллиматора 35 могут быть выполнены как с зеркальными (отражающими) поверхностями 38, так и с зачерненными (поглощающими) поверхностями 38. В первом случае обеспечивается увеличение энергетических параметров формируемого коллиматором 35 светового потока 21, однако, с точки зрения технологии изготовления пластин 37, процесс изготовления полированных поверхностей 38 более трудоемок. Технология изготовления зачерненных поверхностей 38 пластин 37 не представляет каких-либо трудностей с технологической точки зрения, однако в этом случае проявляется эффект снижения энергетических параметров светового потока 21, формируемого коллиматором 35 (что компенсируется посредством использования в конструкции средства 20 ламп 27 высокого давления вышеописанной конструкции, т.е. с зеркальным отражающим слоем 33 на внутренней поверхности колбы 30 лампы 27. Кроме того, использование в средстве 20 локальной подсветки ламп 27 указанной конструкции позволяет исключить из конструкции средства 20 дополнительные отражатели (рефлекторы) с высокими массогабаритными показателями.

Можно также отметить, что использование в конструкции средства 20 локальной подсветки пластинчатых коллиматоров 35 повышает безопасность процесса мониторинга в условиях регулярного дорожного движения на автотрассе, поскольку в случае аварийного скола колбы 30 лампы 27 от цоколя 32 колба разбивается на пластинах коллиматора 35 и попадает на дорожное полотно в виде мелкой россыпи, не вызывая аварийной ситуации.

Использование в конструкции источника 24 света электронных преобразователей частоты напряжения позволяет отказаться от электрических трансформаторов, обладающих высокими массогабаритными показателями и необходимыми для осуществления работы ламп 27 рассматриваемой конструкции от источника напряжения 220 В.

Ширина полосы 23 света (формируемой коллиматором 35) вдоль дорожного полотна, как правило, составляет 0,5-0,6 м, что позволяет проходить попутному и встречному потокам автотранспорта эту зону возможного ослепления за сотые доли секунды, что исключает создание аварийной ситуации на дороге.

Регистрационно-измерительная система АДС-МАДИ дополнительно может содержать, по меньшей мере, следующие подсистемы:

Подсистему замера продольной ровности дорожного объекта.

Данная подсистема функционально является средством построения микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении, включающим, по меньшей мере, один лазерный датчик 6 и 8 измерения продольной ровности и датчики 7 и 9 соответственно ускорения этой подсистемы в количестве, соответствующем количеству лазерных датчиков 6 и 8, функционально связанных с соответствующими лазерными датчиками 6 и 8.

Оптимально, чтобы средство построения микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении включало два лазерных датчика 6 и 8 измерения продольной ровности и соответственно два датчика 7 и 9 соответственно ускорения подсистемы замера продольной ровности. Каждая пара структурных элементов лазерный датчик 6 или 8 - датчик 7 или 8 ускорения соответственно должна быть расположена на боковом участке рамы базового транспортного средства 1 в области заднего моста по разные стороны от продольной оси рамы, преимущественно в створе колеи транспортного средства. При этом структурные элементы этого средства должны быть конструктивно и пространственно организованы с возможностью обеспечения регистрации микропрофиля дорожного покрытия в продольном направлении с шагом не менее 125 мм и точностью 0,1 мм.

Подсистему замера поперечной ровности дорожного объекта.

Данная подсистема функционально является средством трехмерного построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении, включающим, по меньшей мере, один лазерный генератор 14 и 15 линии объемного сканирования и камеру 16 объемного сканирования, установленные на раме 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы.

Оптимально, чтобы в средстве трехмерного построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении были использованы два лазерных генератора 14 и 15 линии объемного сканирования, которые устанавливаются, например, в передней части консоли рамы 5 для монтажа функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы с возможностью формирования линии объемного сканирования, например впереди базового транспортного средства 1. Камера 16 объемного сканирования этого средства должна быть размещена на упомянутой раме 5 с возможностью расположения линии объемного сканирования в пределах угла зрения ее объектива. При этом в оптимальном варианте структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации и построения микропрофиля дорожного покрытия в поперечном направлении на ширину до 12 м с точностью 2 мм.

По меньшей мере, двухуровневую подсистему георадарного зондирования.

Один из уровней подсистемы георадарного зондирования функционально является средством оценки диэлектрической проницаемости конструктивных слоев дорожной одежды и подстилающих грунтов (для регистрации толщины конструктивных слоев), включающим, по меньшей мере, один георадар 17 коротковолнового диапазона зондирования.

Другой уровень подсистемы георадарного зондирования функционально является средством регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть дорожного объекта, а также различных неоднородностей (промоин, каверн, разуплотнений и т.п.), включающим, по меньшей мере, один георадар 18 длинноволнового диапазона зондирования.

Допустимо, чтобы:

- средство оценки диэлектрической проницаемости конструктивных слоев дорожной одежды и подстилающих грунтов включало два георадара 17 с линейным диапазоном зондирования 0,05-1,0 м, размещенных в передней части рамы базового транспортного средства 1 поперек ее продольной оси, при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации толщины конструктивных слоев с точностью до 1 см при глубине до 0,5 м и с точностью до 3 см при глубине от 0,5 м до 1 м;

- средство регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть дорожного объекта, а также различных неоднородностей, также включало два георадара 18 с линейным диапазоном зондирования 0,5 -10,0 м, размещенных в задней части рамы базового транспортного средства 1 поперек ее продольной оси, при этом структурные элементы этого средства конструктивно и пространственно организуют с возможностью обеспечения регистрации инженерных сетей, пересекающих проезжую часть с глубиной заложения до 10 м от поверхности дорожного покрытия, а также различных неоднородностей с точностью до 0,5 м.

Подсистемы относительного и абсолютного позиционирования

Подсистема относительного позиционирования функционально является средством линейной привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к относительной системе координат (привязка к километровым столбам, реперам, перекресткам, зданиям, мачтам освещения и т.п.).

Данное средство включает в себя энкодер (в графических материалах условно не показан).

Подсистема абсолютного позиционирования функционально является средством привязки результатов контроля, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к абсолютной системе координат.

Данное средство включает в себя спутниковую навигационную систему 19.

Оптимально, чтобы:

- структурные элементы средства линейной привязки результатов измерений, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к относительной системе координат, включающего в себя энкодер (в графических материалах условно не показан), были бы конструктивно и пространственно организованы с возможностью обеспечения линейной привязки результатов измерений к относительной системе координат с точностью не менее 0,15%, то есть 1,5 м на 1 км трассы;

- структурные элементы средства привязки результатов контроля, полученных при работе всех вышеуказанных подсистем к абсолютной системе координат, включающего в себя спутниковую навигационную систему 19 (например, систему GPS), были бы конструктивно и пространственно организованы с возможностью обеспечения привязки результатов измерений к абсолютной системе координат с законодательно разрешенной точностью.

Передвижная дорожная лаборатория может быть оснащена оптической станиной (в графических материалах условно не показана), которая установлена на раме 5 для монтажа, по меньшей мере, части функциональных средств оптической компоненты регистрационно-измерительной системы на виброопорах, а функциональные элементы соответствующих подсистем установлены непосредственно на оптической станине, в том числе и на собственных дополнительных виброопорах.

Необходимо, чтобы передвижная дорожная лаборатория была оснащена предупредительными оптическими средствами (в графических материалах условно не показаны), выполненными в виде проблесковых маячков желтого цвета и пульсирующих стрелок.

Разумно в качестве базового транспортного средства 1 использовать автомобиль с межмостовой колесной базой не менее 3,9 м.

Работа передвижной дорожной лаборатории мониторинга улично-дорожной сети (АДС-МАДИ) заключается в следующем.

С физической точки зрения, работа регистрационно-измерительной системы комплекса АДС-МАДИ, в частности ее оптической компоненты, организованной на базе вышеперечисленных оптических структур и подсистем (общеизвестных из «уровня техники», т.е. лазерных генераторов, фотокамер линейного и объемного сканирования на основе светочувствительных линеек, например ПЗС-линеек, светодиодных линеек), основана на принципах и законах геометрической оптики, а также оптоэлектроники и, следовательно, дополнительных пояснений не требует.

Однако целесообразно рассмотреть некоторые принципиальные аспекты конструктивно-пространственной организации структур и подсистем регистрационно-измерительной системы комплекса АДС-МАДИ.

Средство 20 локальной подсветки функционирует следующим образом.

Луч света, выходящий из центра горелки 28 в направлении зеркальной отражающей части (зеркального слоя 33) внешней колбы 30, падает на зеркальный слой 33. Так как отношение r₀/r постоянно изменяется с изменением , то нормаль к зеркальной поверхности слоя 33 в точке падения луча будет направлена не на продольную ось 34 горелки, а мимо нее. Благодаря этому отраженный от зеркальной поверхности слоя 33 луч проходит вне зоны расположения горелки 28 и не ослабляется в ней (т.е. выходит из колбы 30 лампы 27 с минимальной потерей, генерируемой источником 24 световой энергии.). Лучи света, выходящие из горелки 28 в направлении выходного окна 26, выходят из колбы 30 лампы 27 без отражения, т.е. также практически без потерь генерируемой источником 24 световой энергии. Таким образом, световая отдача такой лампы 27 выше световой отдачи лампы с круглосимметричной колбой. Кроме того, формируя лампы 27 с различной геометрией профиля зеркального слоя 33 (т.е. с различными соотношениями зависимости r₀/r =f_{( )}), можно получить источники 24 света с различным светораспределением по сечению генерируемого светового потока 21.

В случае, если отношение r₀/r =f_{( )} принимает значения как больше, так и меньше единицы и с ростом модуля угла как возрастает, так и убывает, то геометрия профиля отражающей поверхности зеркального слоя 33 имеет, как правило, выпукло-вогнутую форму (см. фиг.6). Если упомянутое отношение постоянно убывает с ростом модуля угла , то геометрия профиля отражающей поверхности зеркального слоя 33 имеет исключительно выпуклую форму (см. фиг.7). Увеличение модуля угла |< _max|>90° расширяет технологические возможности при создании ламп 27 с различным светораспределением. Однако при |< _max|>115° существенно увеличивается доля излучения, выходящего после многократных отражений, вследствие чего снижается энергетическая отдача источника 24 света (электронной газоразрядной лампы 27).

В частности, используемая в настоящей полезной модели лампа 27 с горелкой от лампы ДНаТ мощностью 100 Вт, профилем отражающей поверхности зеркального слоя 33 внешней колбы 30, соответствующим фиг.7 (r₀ /r _max=0,82), и углом охвата |< _max|=105° имеет световую отдачу (световую эффективность) 75,3 лм/Вт, в то время как аналогичная лампа с круглосимметричной колбой и |< _max|=105° имеет световую отдачу (световую эффективность) 69,8 лм/Вт.

Кроме того, при сканировании верхних и боковых элементов обустройства дорожного объекта (например, подмостовых габаритов, информационных указателей, дорожных знаков) пространственное расположение фотокамер относительно исследуемых объектов обеспечивают таким образом, чтобы габариты всех исследуемых объектов по соответствующим координатам находились в поле зрения объективов соответствующих сканирующих устройств. При этом съемка осуществляется в реальном времени синхронно всеми объективами в импульсном режиме, а период времени между импульсами привязан (пропорционален) к скорости перемещения сканирующего устройства с возможностью строгой состыковки отдельных (смежных) кадров по направлению перемещения.

Светочувствительные линейки и объективы могут быть установлены на базовой платформе (оптической станине) как подвижно, так и неподвижно. Они могут быть установлены и на гироскопической опоре с целью сохранения постоянного (исходного) пространственного положения относительно сканируемой поверхности при воздействии вибраций и иных пространственных перемещений базового транспортного средства в процессе его движения.

Преимущества используемого в заявленном техническом решении метода сканирования посредством оптических камер на основе светочувствительных линеек (по отношению к используемым для аналогичных целей телевизионным камерам) заключаются в следующем:

- отсутствие в памяти бортового компьютера лишней информации об исследуемой поверхности объекта сканирования, т.к. каждая точка сканируемой поверхности регистрируется в запоминающем устройстве только один раз;

- автоматическое совмещение начала последующего кадра с концом предыдущего в процессе съемки без какого-либо наложения кадров один на другой;

- возможность использования системы автоматизированного распознавания образов в процессе обработки и исследования отснятой визуальной информации об исследуемом объекте в связи с минимизацией объема визуальной информации об объекте, необходимой для его качественной оценки по стандартной бальной системе и соответствующим параметрам качества;

- значительное увеличение скорости обработки и передачи данных на расстояние в связи с многократным уменьшением объема информационного потока, необходимого для получения конечной информации об объекте (в частности, его визуализации с заданным разрешением);

- объективность оценки качественных параметров сканируемых объектов исследования ввиду обеспечения возможности многократной визуальной оценки полученной об объекте информации независимыми экспертами и оперативного решения спорных вопросов путем повторного совместного анализа информации с участием третьих лиц (специалистов);

- регулярный 100% (а не выборочный) мониторинг автомагистралей и иных объектов дорожного обустройства с целью их качественной оценки и выявления первоочередных участков, требующих ремонта, что резко увеличивает безопасность дорожного движения, в особенности на оживленных городских магистралях мегаполисов;

- возможность определения скорости износа (старения) исследуемых объектов путем наложения полной последующей картинки объекта на предыдущую в автоматическом режиме (то есть возможность оценки динамики разрушения исследуемых объектов во времени с целью формирования прогнозируемого графика обеспечения плановых ремонтно-строительных работ);

- отсчет времени дискретизации кадров съемки осуществляется инкодером (расположенным на пятом колесе базового транспортного средства или в коробке скоростей) с привязкой к километражу дороги (т.е. пройденному транспортным средством, несущим сканирующее устройство, расстоянию), а не ко времени, что исключает дублирование одной и той же информации:

- синхронная комплексная (по нескольким параметрам) оценка дорожных покрытий и иных элементов обустройства дорог в привязке к километражу дороги посредством спутниковой навигационной системы (например, системы CPS), т.е. привязка к абсолютной системе координат.

Комплексная регистрация технико-эксплуатационных показателей исследуемых объектов, в частности, включает в себя:

- двухмерное сканирование;

- трехмерное сканирование;

- зондирование георадаром в продольном и поперечном направлениях;

- замеры верхних габаритов систем и элементов обустройства дорог;

- замеры расстояний и габаритов элементов обустройства по бокам,

- привязка результатов сканирования к километражу дороги.

Привязка в широком смысле означает привязку результатов сканирования к углам домов, километровым столбам, дорожным знакам, существенным элементам обустройства дорог, например путепроводам (начало моста - конец моста), к освещению.

Если мы знаем точную длину марки машины, то по снимку, полученному посредством сканера, можно определить (путем пересчета) ее скорость за счет эффекта «укорачивания ее длины» в период времени сканирования (чем длиннее изображение машины, тем меньше ее относительная скорость).

Данный эффект сглаживает эффект закрытия дорожного полотна встречным потоком автотранспорта, а при небольшой скорости автолаборатории (порядка 30 км/ч) - и попутного потока.

Если соответствующим образом подобрать базу АДС и расположить две идентичные по функциональному назначению сканирующие подсистемы в начале базового транспортного средства АДС-МАДИ и в его конце, то попадание одного и того же автомобиля одновременно на два сканера практически исключено.

Эти два эффекта позволяют при сканировании видеть дорогу практически «пустой», т.е. как будто бы встречный и попутный потоки автотранспорта в процессе сканирования отсутствуют.

Увеличение количества осей базового транспортного средства АДС-МАДИ снижает частотные характеристики вибрации и тем самым повышает качество съемки.

Основные требования к сборке и монтажу АДС-МАДИ

Средства фиксации оборудования в грузовом отсеке базового транспортного средства должны обеспечивать полную неподвижность этого оборудования при движении транспортного средства.

Система обеспечения вывода отработанных газов от дизель-генераторной установки (бортовой дизельной электростанции) из грузового отсека должна обеспечивать полную герметичность грузового отсека.

Дизель-генератор должен быть установлен в грузовом отсеке таким образом, чтобы обеспечивались требования доступности при его заправке и техническом обслуживании.

Основные требования санитарных норм:

Уровни шумов, освещенности, вибрации и параметры воздуха в грузовом отсеке должны соответствовать «Временным санитарным нормам и правилам для работников вычислительных центров» и ГОСТ 12.1.005.

Основные требования по эксплуатационной безопасности в процессе работы:

- наличие включенных проблесковых маячков желтого цвета;

- соблюдение скоростного режима проведения измерений;

- кабина водителя и инженера-оператора должна отделяться от грузового отсека жесткой перегородкой;

- освещенность собственными осветительными устройствами части рабочей зоны АДС-МАДИ, находящейся в поле зрения водителя и ограниченной габаритами транспортного средства, увеличенной на 1 м с каждой стороны, должна быть не менее 7 лк;

- концентрация вредных веществ и пыли на рабочем месте водителя не должна превышать предельно допустимых значений, указанных в ГОСТ 12.2.120-88;

- эквивалентный (по энергии) уровень звука на рабочем месте водителя и оператора должен быть не более 85 дБА;

- высота расположения мест обслуживания не должна быть более 1600 мм от опоры для ног персонала.

Основные требования к электрооборудованию, сигнальным и осветительным устройствам:

- лаборатория должна быть оборудована дополнительными осветительными приборами для работы в темное время суток;

- фары должны обеспечивать требуемую освещенность рабочих зон в соответствии с действующей нормативно-технической документацией;

- электропроводка в местах перехода через острые углы и кромки деталей должна иметь дополнительную защиту изоляции от механических повреждений (монтаж и крепление электропроводки должны предотвращать повреждение ее изоляции).

Для осуществления контроля качества сборки проводятся комплексные контрольные испытания АДС-МАДИ следующих категорий:

- приемо-сдаточные;

- периодические;

- типовые;

- испытания на надежность.

В ходе комплекса испытаний осуществляется;

- проверка требования к составу измерительных каналов и комплектности;

- определение метрологических характеристик;

- проверка цены единицы наименьшего разряда;

- проверка устойчивости к колебаниям питающего напряжения;

- определение потребляемой мощности:

- проверка требований к сигнализации;

- проверка работоспособности транспортного средства;

- проверка работоспособности навигационной системы GPS;

- проверка работоспособности бортовой дизельной электростанции;

- проверка работоспособности бортового вычислительного комплекса;

- проверка работоспособности лазерных генераторов линии объемного сканирования;

- проверка работоспособности камеры объемного сканирования;

- проверка работоспособности светильника линейной камеры объемного сканирования;

- проверка работоспособности линейных камер бокового обзора (сканирования);

- проверка работоспособности линейной камеры обзора дорожного покрытия;

- проверка работоспособности георадаров диапазона 0,5-50 см;

- проверка работоспособности георадаров диапазона 0,5-7,0 м;

- проверка работоспособности лазерных датчиков подсистемы измерения продольной ровности;

- проверка работоспособности датчиков ускорения подсистемы измерения продольной ровности;

- проверка наличия комплекта запасных частей, инструмента и принадлежностей (ЗИП);

- проверка наличия эксплуатационной документации;

- проверка требований надежности;

- проверка требований к маркировке.

На основании вышеизложенного заявленная передвижная дорожная лаборатория (АДС-МАДИ) способна обеспечить комплексный мониторинг технико-эксплуатационного состояния улично-дорожной сети, а также любых боковых, надземных и подземных объектов ее обустройства с возможностью регистрации и запоминания необходимой информации (т.е. изображения объектов с учетом наличия имеющихся дефектов) в цифровой форме и выводом этой информации («картинки») с заданным разрешением, например, на экран монитора персонального компьютера (ПК) в режиме реального времени.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленных изобретений следующей совокупности условий:

- объекты, воплощающие заявленные изобретения при их осуществлении, предназначены для использования в промышленности, а именно в области строительства и эксплуатации улично-дорожных сетей для комплексной диагностики технико-эксплуатационных показателей объектов дорожного хозяйства и организации мониторинга за их технико-эксплуатационным состоянием в режиме реального времени;

- для заявленных объектов изобретений в том виде, как они охарактеризованы в независимых пунктах нижеизложенной формулы изобретения, подтверждена возможность их осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;

- объекты, воплощающие заявленные изобретения при их осуществлении, способны обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленные изобретения соответствуют требованию условия патентоспособности «промышленная применимость» по действующему законодательству.