Устройство звукового, тактильно-вибрационного оповещения пешеходов УЗТВОП
1. Назначение и основные функции
Устройство звукового, тактильно-вибрационного оповещения пешеходов УЗТВОП (далее «устройство») предназначено для предоставления лицам с нарушением функции зрения и лицам с нарушением функции зрения и слуха информации о времени и направлении безопасного перехода проезжей части регулируемого перекрестка.
Также устройство реализует функции устройства вызывного пешеходного (УВП) — передает от пешеходов дорожному контроллеру (ДК) запрос на включение фазы, с пешеходным направлением и отображает сообщение «ЖДИТЕ» на встроенном светодиодном табло, по сигналу, поступающему от ДК. Устройство в соответствии с ГОСТ Р ИСО 23600-2013 подает следующие сигналы:
1 — звуковой сигнал ориентации (ЗСО), предназначенный для предоставления возможности лицам с нарушением функции зрения определить наличие и положение специальной колонки с кнопкой управления устройством и положение пешеходного перехода;
2 — звуковой сигнал перехода (ЗСП), предназначенный для обозначения лицам с нарушением функции зрения времени, предназначенного для движения, а также для определения направления перехода;
3 — тактильный сигнал перехода (ТСП), предназначенный для обозначения времени, предназначенного для движения, лицам с нарушением функции зрения и лицам с нарушением функции зрения и слуха.
Предусмотрена возможность конфигурирования устройства для информирования пешеходов об оставшемся времени запрета движения, оставшемся времени, предназначенном для движения и об адресе расположения пешеходного перехода.
Устройства предназначены для работы в паре, устанавливаются с разных сторон пешеходного перехода.
2. Состав и конструкция
Устройство состоит из двух блоков, связанных между собой двужильным кабелем с сечением проводников. Блоки устанавливаются на одну Г-образную стойку.
Блок 1 (нижний) подает ЗСО, ТСП. Предусмотрена возможность конфигурирования устройства таким образом, чтобы блок 1 также подавал ЗСП. Блок 1 устанавливается на вертикальную часть стойки на высоте от 0,8 м до 1,2 м от поверхности земли. На блоке 1 присутствует рельеф, содержащий тактильную информацию о направлении перехода и его конфигурации. Блок 1 также содержит:
1 — микроконтроллер, реализующий алгоритм работы устройства;
2 — флэш память, предназначенную для хранения всех разночастотных (в соответствии с ГОСТ Р ИСО 23600-2013) звуковых сигналов, используемых в работе устройства (таблица 1).
3. электродинамический громкоговоритель блока 1 (далее «динамик 1»), предназначенный для формирования ЗСО, ЗСП и других звуковых сигналов;
4 — усилители звукового сигнала динамиков, расположенных в блоках 1 и 2;
5 — модуль ГЛОНАСС с антенной, для обеспечения автоматической коррекции внутренних часов реального времени устройства;
6 — измеритель уровня шума, обеспечивающий устройству возможность удовлетворять требованиям ГОСТ Р ИСО 23600-2013 по звуковому давлению и дальности различимости звуковых сигналов, подаваемых устройством;
7 — устройство формирования ТСП (вибрационный механизм);
8 — кнопка, выполняющая две функции:
1) формирование запроса ДК на вызов пешеходной фазы, если активирована соответствующая настройка;
2) формирование звуковых сигналов (таблица 1) в соответствии с настройками (ЗСЗ, ЗСР, ЗСВРЗ, ЗСВРР);
9 — кольцевой индикатор режимов работы устройства, обрамляющий кнопку (см. п. 8); цвет свечения индикатора — зеленый; в основном режиме работы (помимо основного существуют два сервисных режима, описанных далее) индикатор включается на 0,2c один раз в секунду, позволяя пешеходам, не имеющим существенных ограничений по зрению в темное время суток быстрее находить кнопку;
10 — реле, замыкание контактов которого сигнализирует ДК о наличии запроса на включение фазы, с соответствующим пешеходным направлением;
11 — светодиодное табло «ЖДИТЕ» красного цвета, включаемое по сигналу от ДК.
Блок 2 (верхний) формирует ЗСП, а также другие звуки в соответствии с настройками. Блок 2 устанавливается на горизонтальную часть стойки на высоте от 2,0 м до 3,5 м от поверхности земли с направлением звука по ходу движения пешеходов по центру ширины пешеходного перехода в соответствии с ГОСТ Р ИСО 23600-2013. Данное расположение блока 2 позволяет ЗСП выполнять функцию информирования лиц с нарушением функции зрения о направлении перехода. Блок 2 содержит в своем составе динамик, обеспечивающий различимость ЗСП на расстоянии не менее, чем две трети длины пешеходного перехода. Для формирования приоритетного направления распространения звуковой волны вдоль пешеходного перехода корпус блока 2 содержит в своем составе козырек – рупор.
Корпуса блоков 1 и 2 выполнены из листового металла, защищенного твердым покрытием, предотвращающим его коррозию в течение всего срока эксплуатации, и обеспечивающим высокую степень вандалоустойчивости. Кнопка, расположенная на блоке 1, также выполнена в антивандальном исполнении и выдерживает усилие при нажатии не менее 500 Н. Цвет корпусов блоков 1 и 2 — желтый.
Внешний вид нижнего и верхнего блока приведен на рисунках 1 и 2 соответственно.
3. Функционирование
Устройство выполняет требуемые ГОСТ Р ИСО 23600-2013 функции:
— подает ЗСО в течение времени запрета движения; время запрета движения соответствует времени действия красного сигнала или времени действия красного и зеленого мигающего сигнала, в зависимости от настроек; время запрета движения в конфигурации по умолчанию соответствует времени действия красного сигнала пешеходного светофора;
— подает ЗСП и ТСП в течение времени, предназначенного для движения; время, предназначенное для движения, соответствует зеленому или зеленому и зеленому мигающему сигналу пешеходного светофора, в зависимости от настроек; время, предназначенное для движения, в конфигурации по умолчанию соответствует времени зеленого и зеленого мигающего сигнала пешеходного светофора.
В зависимости от настроек устройство также может подавать и другие звуковые сигналы (таблица 1).
Обеспечена возможность задания относительной громкости каждого из звуковых сигналов для каждого из динамиков (динамик блока 1, динамик блока 2).
Для удовлетворения требованиям ГОСТ Р ИСО 23600-2013 по звуковому давлению и дальности различимости звуковых сигналов параметры измерителя шума и степень его влияния на громкость подаваемых звуковых сигналов настраиваются. Для предотвращения ошибочного определения уровня окружающего шума его измерение осуществляется в те моменты времени, когда устройство не подает звуковые сигналы и вибрационный механизм отключен.
Громкость звуковых сигналов изменяется по расписанию (суточным планам) в диапазоне от 0 до 100% с шагом 1% не менее чем в 24-х диапазонах времени суток. Устройство хранит в памяти до 24 суточных планов. Реализована возможность привязки суточных планов к дням недели и праздничным (выбранным отдельно) датам.
При появлении на соответствующем входе устройства сигнала «ждите» от ДК устройство в соответствии с настройками подает ЗСУВП (см. таблицу 1). Нажатие на кнопку транслируется в состояние реле по принципу — кнопка нажата — контакты реле замкнуты. По умолчанию соответствующая настройка активирована. Устройство включает встроенное табло «ЖДИТЕ» на все время действия сигнала «ждите» от ДК.
Фактическая громкость каждого из динамиков устройства определяется как произведение коэффициентов (заданы в процентах), соответствующих влиянию следующих факторов:
- громкость, заданная для конкретного звука и конкретного динамика;
- громкость, заданная в расписании;
- громкость, определяемая уровнем внешнего шума и настройками датчика шума.
Если в соответствии с настройками интервалы времени звучания нескольких (до 3-х включительно) звуковых сигналов частично или полностью совпадают (например, при подаче ЗСО пешеход нажимает кнопку и должен быть подан ЗСУВП), в том числе на одном динамике, устройство обеспечивает одновременное звучание этих звуковых сигналов.
Таблица 1 – Звуковые сигналы по умолчанию (могут быть изменены пользователем*)
| Обозначение звукового сигнала | Название звукового сигнала | Звук по умолчанию | Когда подается |
| ЗСО | звуковой сигнал ориентации | метроном | в течение времени запрета движения; |
| ЗСП | звуковой сигнал перехода | ксилофон | в течение времени, предназначенного для движения; |
| ЗСЗ | звуковой сигнал запрета движения | «Переход через улицу запрещен» | в зависимости от настроек: |
| 1 не подается; | |||
| 2 при нажатии кнопки; | |||
| 3 в начале времени запрета движения (по умолчанию); | |||
| ЗСВРЗ | звуковой сигнал времени запрета движения | «До начала перехода более минуты», «До начала перехода менее минуты», «До начала перехода менее пятидесяти секунд», «До начала перехода менее сорока секунд», «До начала перехода менее тридцати секунд», «До начала перехода менее двадцати секунд», «До начала перехода менее десяти секунд» | в зависимости от настроек: |
| 1 не подается (по умолчанию); | |||
| 2 при нажатии кнопки; | |||
| 3 периодически, интервал 10с; | |||
| ЗСР | звуковой сигнал разрешения движения | «Переход через улицу разрешен» | в зависимости от настроек: |
| 1 не подается; | |||
| 2 при нажатии кнопки; | |||
| 3 в начале времени, предназначенного для движения (по умолчанию); | |||
| ЗСВРР | звуковой сигнал времени разрешения движения | «До конца перехода более минуты», «До конца перехода менее минуты», «До конца перехода менее пятидесяти секунд», «До конца перехода менее сорока секунд», «До конца перехода менее тридцати секунд», «До конца перехода менее двадцати секунд», «До конца перехода менее десяти секунд» | в зависимости от настроек: |
| 1 не подается; | |||
| 2 при нажатии кнопки; | |||
| 3 периодически, интервал 10с (по умолчанию); | |||
| ЗСУВП | звуковой сигнал УВП | «Запрос на переход принят» | в зависимости от настроек: |
| 1 не подается; | |||
| 2 подается при возникновении сигнала подтверждения запроса от ТВП (по умолчанию) |
*При изготовлении устройства предприятие-изготовитель может создать и установить на устройство другие звуковые сигналы по согласованию с потребителем.
Нижний блок устройства в течение времени, предназначенного для движения, подает ТСП. ТСП носит импульсный характер. Время импульса и паузы задаются при конфигурировании. Также реализована возможность при конфигурировании задавать интенсивность ТСП. Устройство формирования ТСП также обеспечивает возможность своим кратковременным включением подтверждать нажатие на кнопку, если это задано в настройках. Сигнал подтверждения нажатия на кнопку представляет собой импульс длительностью 0.1с высокой интенсивности. По умолчанию подтверждение включено. Если подтверждение включено, каждое нажатие сопровождается подтверждением.
Для информирования пешеходов о скором окончании времени, предназначенного для движения, устройство за определенное время (значение по умолчанию 4с) увеличивает частоту подачи ЗСП в 2 раза.
4. Конфигурирование и диагностика
Устройство обладает возможностью гибкого конфигурирования в соответствии с требованиями, накладываемыми особенностями конкретного пешеходного перехода. Настройки устройства формируются пользователем на ПК с помощью программы «Конфигуратор» (рисунок 3) и передаются в устройство по интерфейсу USB или по сети Wi-Fi.
Пользователь при конфигурировании может задать:
1 произвольные аудиофайлы в формате wav (моно, 16 бит, частота дискретизации 22кГц, длительность до 9с) для ЗСО, ЗСП, ЗСЗ, ЗСВРЗ, ЗСР, ЗСВРР, ЗСУВП (рисунок 3.а);
2 громкость каждого из звуковых сигналов для каждого из динамиков (рисунок 3.б);
3 суточное расписание громкости (рисунок 3.в);
4 периодичность повторения сигналов ЗСО и ЗСП (рисунок 3.г);
5 время начала ускорения ЗСП (рисунок 3.г);
6 часовой пояс (рисунок 3.г);
7 настройки измерителя шума (рисунок 3.г);
8 алгоритм формирования сообщений ЗСЗ, ЗСВРЗ, ЗСР, ЗСВРР (рисунок 3.г);
9 интенсивность ТСП и характер его повторения (рисунок 3.д).
Помимо создания настроек и загрузки их в устройство (звуковые устройства) конфигуратор также обеспечивает:
1 чтение настроек из устройства (вместе или без звуковых файлов), сохранение их в файл, чтение из файла;
2 наблюдение в реальном масштабе времени за состоянием устройства (рисунок 3.е);
3 прослушивание любого из загруженных звуков с заданной громкостью на заданном динамике или на двух динамиках одновременно.
Для подключения устройства к ПК по интерфейсу USB используется USB A-B кабель. USB разъем устройства находится внутри корпуса блока 1. USB интерфейс при необходимости также может быть использован для обновления программного обеспечения устройства.
При работе по сети Wi-Fi устройство выступает в качестве точки доступа.
Как было упомянуто ранее, устройство может находиться в одном из режимов:
— обычный (рабочий) режим;
— сервисный режим 1;
— сервисный режим 2.
По умолчанию устройство находится в обычном рабочем режиме. Переход в сервисные режимы осуществляется с помощью специальной последовательности нажатий на кнопку устройства.
В рабочем режиме точка доступа устройства неактивна. Активирование точки доступа происходит при переходе в сервисный режим 1, после чего становится возможным подключение к устройству по сети Wi-Fi. При работе «Конфигуратора» с устройством по сети Wi-Fi доступны все функции, доступные при работе по USB. Если после входа в сервисный режим к созданной точке доступа не было осуществлено ни одного подключения в течении 5 минут или после подключения в обмене данными возникла пауза более 5 минут, точка доступа устройства деактивируется.
Устройство продолжает выполнять свои функции в обычном рабочем режиме и сервисном режиме 1.
Сервисный режим 2 является аварийным, он предназначен для полной инициализации устройства если:
1 произошел сбой встроенного программного обеспечения устройства, и нормальная работа устройства не восстанавливается после снятия питания;
2 имя/пароль Wi-Fi сети устройства утеряны и подключение по USB нецелесообразно или невозможно.
В сервисном режиме 2 устройство выполняет следующие действия:
1 осуществляет полное стирание флэш памяти;
2 осуществляет аппаратный сброс Wi-Fi и ГЛОНАСС/GPS модулей;
3 выполняет перезагрузку;
4 устанавливает все настройки в значения по умолчанию, в том числе восстанавливается имя и пароль сети Wi-Fi, звуковые файлы, соответствующие ЗСП, ЗСО, ЗСР, ЗСЗ и ЗСУВП.
5 Подключение
Устройство подключается к дорожному контроллеру по следующей схеме:
— красный сигнал пешеходного светофора;
— зелёный сигнал пешеходного светофора;
— сигнал «Ждите» (при использовании устройства в качестве УВП);
— общий;
— сигнал запроса на пешеходную фазу (при использовании устройства в качестве УВП) в виде пары сухих контактов.
Устройство питается только от приведенных сигналов (кроме сигнала запроса на пешеходную фазу), дополнительное питание не требуется.
а. б.
в. г.
д. е.
6. Технические показатели
Технические показатели УЗТВОП приведены в таблице 2.
Таблица 2 — Технические показатели УЗТВОП
| Показатель | Значение |
| Класс защиты от поражения электрическим током | II |
| Материал корпуса | Сталь |
| Источник синхронизации времени | ГЛОНАСС, GPS |
| Вид климатического исполнения | У1 по ГОСТ 15150-69 |
| Степень защиты от воздействия внешних факторов | IP54 по ГОСТ 14254 |
| Диапазон рабочих температур, °С | –40…+60 |
| Напряжение питания, В | 187… 255 |
| Частота питающего напряжения, Гц | 50 ± 5% |
| Средняя потребляемая мощность, ВА, не более | 10 |
| Максимальный уровень звукового давления на расстоянии, не менее | 90 |
| 1 м, дБ | |
| Гарантийный срок эксплуатации, лет | 3 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Формат звуковых файлов | wav, 16 бит, моно, 22кГц |
| Максимальная длительность каждого из звуковых файлов, с | 9 |
| Интерфейсы конфигурирования и диагностики | USB, Wi-Fi |
| Тип динамиков блока 1 и 2 | широкополосный |
| Номинальная мощность динамика 1, Вт | 10 |
| Номинальная мощность динамика 2, Вт | 10 |
| Габариты блока 1, не более, мм | 160x305x235 |
| Масса блока 1, не более, кг | 5,8 |
| Габариты блока 2, не более, мм | 180x120x325 |
| Масса блока 2, не более, кг | 3,4 |
7. Типовой перекресток с УЗТВОП (пример использования)
Типовой комплект оборудования для организации регулируемого пешеходного перехода с использованием УЗТВОП включает в себя:
— дорожный контроллер (1шт);
— транспортный светофор Т.1.2 с ТООВ времени действия красного сигнала (4шт);
— анимированный пешеходный светофор П.1.2 с ТООВ времени действия зеленого сигнала (2шт);
— УЗТВОП (2шт).
3D — модель перекрестка приведена на рисунке 4.
Рисунок 4 — Модель перекрестка.
Схема подключения оборудования приведена на рисунке 5.
Программа дорожного контроллера содержит два направления и две фазы. Первое направление — транспортное, активно в первой (транспортной) фазе. Второе направление — пешеходное, активно во второй (пешеходной) фазе. Пешеходная фаза является вызывной — активируется только по запросу от кнопки ТВП, встроенной в нижний блок УЗТВОП.
Длительности основных и промежуточных тактов:
— минимальная основного такта первой фазы — 17с;
— максимальная основного такта первой фазы — не ограничена;
— основного такта пешеходной фазы — 10с;
— зеленого мигания — 3с;
— красно-желтого — 2с;
— желтого — 3с;
— интервал «всем красный» после транспортной фазы — 2с.
— интервал «всем красный» перед транспортной фазой — 2с.
Рисунок 5 — схема подключения оборудования.
Графически светофорный цикл при минимальной длительности транспортной фазы представлен на рисунке 6.
При нажатии на кнопку устройства запрос на вызов пешеходной фазы передается в ДК. Если запрос принят (запрос принимается в течение запрещающего сигнала пешеходного направления, в остальные интервалы времени запрос игнорируется ДК), котроллер подает на устройство сигнал «ждите» по которому устройство включает табло «ЖДИТЕ».
Рисунок 6 — Светофорный цикл.
Описанный план действует в течение всех суток.
УЗТВОП в соответствии с ГОСТ Р ИСО 23600-2013 различает в светофорном цикле два интервала времени, последовательно сменяющих друг друга:
— время, предназначенное для движения — время зеленого и зеленого мигающего сигнала пешеходного направления;
— время запрета движения — время красного сигнала пешеходного направления;
В соответствии с требованиями ГОСТ Р ИСО 23600-2013 УЗВТОП подает следующие сигналы:
1 в течение времени запрета движения звуковой сигнал ориентации (ЗСО) («метроном»); период подачи ЗСО — 1с;
2 в течение времени, предназначенного для движения, звуковой сигнал перехода (ЗСП) («ксилофон»); период подачи ЗСП — 1с; период подачи ЗСП уменьшается в два раза за 4с до окончания времени, предназначенного для движения;
3 тактильный сигнал перехода (ТСП) — подается в течение времени, предназначенного для движения; ТСП носит периодический характер с длительностями импульса и паузы 0.3с и 0.7с соответственно.
Дополнительно УЗВТОП подает следующие сигналы:
1 звуковой сигнал запрета движения ЗСЗ («переход через улицу запрещен») в начале времени запрета движения;
2 звуковой сигнал разрешения движения ЗСР («переход через улицу разрешен») в начале времени запрета движения;
3 звуковой сигнал времени разрешения движения ЗСВРР («до конца перехода менее xx секунд»); подается каждые десять секунд в течение времени разрешения движения, вместо «xx» произносится оставшееся время;
4 звуковой сигнал ТВП («Запрос на переход принят. Ждите.»); подается при получении от ДК сигнала «ждите» одновременно с включением табло «ЖДИТЕ».
Все звуковые сигналы воспроизводятся как нижним, так и верхним блоком. При воспроизведении ЗСО громкость нижнего блока выше громкости верхнего, для облегчения пешеходам с ограниченными функциями зрения поиска нижнего блока, на котором расположена кнопка.
Громкость звуковых сигналов изменяется в соответствии с уровнем звукового давления окружающего шума — чем меньше уровень окружающего шума, тем меньше уровень громкости и наоборот.
Максимальный уровень громкости ограничен расписанием.
Расписание для будних дней:
00.00…06.00 — 10%
06.00…07.00 — 30%
07.00…08.30 — 50%
08.30…19.00 — 100%
19.00…20.00 — 50%
20.00…22.00 — 30%
22.00…00.00 — 10%
Расписание для выходных дней:
00.00…08.00 — 10%
08.00…09.00 — 30%
09.00…10.00 — 50%
10.00…19.00 — 100%
19.00…20.00 — 50%
20.00…22.00 — 30%
22.00…00.00 — 10%
Временной сдвиг: GMT+3.