Автономний модульний пристрій для підвищення безпеки транспортного засобу і кластерний пристрій для його реалізації

Номер патенту: 114724

Опубліковано: 25.07.2017

Автори: Резніченко Петро Іванович, Єпіфанов Микола Іванович

Є ще 4 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Автономний модульний пристрій для підвищення безпеки транспортного засобу, що містить засоби реєстрації, контролю та реагування на інформацію до, під час та після закінчення руху транспортного засобу, а також сигнальні засоби, що допомагають точно знайти місце катастрофи та надати інформацію щодо її причини, який відрізняється тим, що складається з щонайменше одного електронного модуля, щонайменше одного кластерного модуля та щонайменше однієї мембрани, які скріплені між собою не стійким до води клеєм, при цьому електронний модуль містить процесорний блок, блок живлення, комунікаційний блок, транспондерний блок, блок датчиків, кластерний модуль містить щонайменше один елемент, що відбиває випромінення та щонайменше одну пасивну RFID-мітку, мембрана є водонепроникною при звичайних умовах експлуатації транспортного засобу, але водопроникною при заданих умовах, які відрізняються від звичайних.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що мікроелектронні елементи блоків змонтовані або надруковані на гнучкій друкованій платі.

3. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що електронний модуль додатково містить блок відеокамер та/або індикаторний блок, та/або антенний блок.

4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що процесорний блок виконаний з можливістю введення, виведення, обробки даних відповідно до вкладеної до нього мікропрограми.

5. Пристрій за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що блок живлення включає акумулятор та/або суперконденсатор, та/або п'єзогенератор, та/або сонячну батарею.

6. Пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що транспондерний блок складається з широкосмугового скануючого радіоприймача та радіопередавача, а також радіоприймача сигналів GPS.

7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що широкосмуговий скануючий радіоприймач та радіопередавач, а також радіоприймач сигналів GPS містять вбудовану антену.

8. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що блок датчиків містить один або декілька датчиків, вибраних з гіроскопа, акселерометра, датчиків температури, атмосферного тиску, вологості, контакту, вібрації, ударів, полум'я та/або диму, освітленості, звуку, швидкості руху повітря, надвисокочастотного опромінювання, акустичного датчика.

9. Пристрій за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що блок відеокамер містить щонайменше одну багатофокусну відеокамеру.

10. Пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що блок відеокамер складається з двох багатофокусних відеокамер, одна з яких розміщується на лицьовому, а інша - на зворотному боці електронного модуля.

11. Кластерний модуль для автономного модульного пристрою за будь яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що містить щонайменше один елемент, що відбиває випромінення, і щонайменше одну пасивну RFID-мітку, виконаний гнучкими і з можливістю спливання у воді.

12. Модуль за п. 11, який відрізняється тим, що додатково містить в своєму складі випромінювачі, що мають підвищений фон випромінювання відносно фону навколишнього середовища.

13. Модуль за будь-яким з пп. 11-12, який відрізняється тим, що є безбарвним (прозорим) або є білим, або забарвленим у яскравий помітний колір.

14. Модуль за будь-яким з пп. 11-13, який відрізняється тим, що додатково покритий плівкою, що здатна міняти колір залежно від фізичних чи хімічних факторів.

15. Модуль за п. 14, який відрізняється тим, що плівка міняє свій колір залежно від того, чи пропущено крізь неї електричний струм.

16. Модуль за п. 14, який відрізняється тим, що плівка міняє свій колір залежно від зміни хімічного складу реагенту внаслідок його реакції з водою.

Текст

Реферат: Автономний модульний пристрій для підвищення безпеки транспортного засобу містить засоби реєстрації, контролю та реагування на інформацію до, під час та після закінчення руху транспортного засобу, а також сигнальні засоби, що допомагають точно знайти місце катастрофи та надати інформацію щодо її причини, що складається з щонайменше одного електронного модуля, щонайменше одного кластерного модуля та щонайменше однієї мембрани, які скріплені між собою не стійким до води клеєм, при цьому електронний модуль містить процесорний блок, блок живлення, комунікаційний блок, транспондерний блок, блок датчиків, кластерний модуль містить щонайменше один елемент, що відбиває випромінення та щонайменше одну пасивну RFID-мітку, мембрана є водонепроникною при звичайних умовах експлуатації транспортного засобу, але водопроникною при заданих умовах, які відрізняються від звичайних, причому вказані модулі скріплені між собою не стійким до води клеєм, кластерний пристрій, що містить щонайменше один елемент, що відбиває випромінення та щонайменше одну пасивну RFID-мітку, що є гнучким, може спливати у воді та призначений для функціонування як окремий модуль разом з модулями автономного модульного пристрою для підвищення безпеки транспортного засобу. UA 114724 C2 (12) UA 114724 C2 UA 114724 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до транспортної галузі, зокрема до засобів реєстрації, контролю та реагування на інформацію до, під час та після руху транспортного засобу, зокрема повітряного судна, що дозволяє підвищити його безпеку, а також до сигнальних засобів, що допомагають точно знайти місце катастрофи та надати інформацію щодо її причини, зокрема, при падінні транспортного засобу у воду. Сьогодні поряд з очевидним прогресом сучасної цивілізації можна спостерігати розвиток деструктивних процесів, викликаних різними глобальними викликами, які часто ведуть до руйнування транспортних засобів і навіть цілих інфраструктур. На даний момент питаннями безпеки на транспорті займаються різні служби, кожна з котрих використовує супутникові системи зв'язку, радіолокацію та ін. для моніторингу і зв'язку зі своїми транспортними засобами. Можливі проблеми з моніторингом за окремими транспортними засобами виникають через обмеження по дальності у випадку первинної радіолокації і недостатньою зоною покриття супутників, так як транспортні засоби, у яких з'явилися проблеми, можуть опинитися поза межами зони покриття. Слід пам'ятати також про перешкоди в каналах зв'язку і питаннях захисту інформації, що викликаються як природними причинами, наприклад, спалахи на Сонці, так і штучними, наприклад, різними хакерськими атаками. Ще одним важливим чинником, що об'єднує різні види транспортних засобів, є бортові реєстратори, або "чорні ящики", встановлені на борту літаків, на борту суден, у залізничних поїздах, на автомобільному транспорті. Однак у більшості серйозних катастроф "чорні ящики" або пошкоджуються і не дозволяють отримати повну інформацію про роботу систем транспортного засобу безпосередньо перед аварією, або не надають достатньої інформації про причини, або зовсім не надають можливість знайти місце знаходження. Вочевидь, існує необхідність розробити і використовувати стандартний реєстратор для різних видів транспорту, складність і ціна виготовлення якого визначатимуться умовами експлуатації. Бажано, наприклад, на борту літаків встановлювати, крім відомих реєстраторів для запису переговорів екіпажу та реєстраторів сигналів різних систем, ще й реєстратор для фіксації опромінення транспортного засобу різними зовнішніми пристроями в різних діапазонах, що несуть загрозу літаку. Останнім часом почастішали випадки зникнення повітряних суден (вертольотів, літаків), і часто неможливо встановити місце катастрофи, отримати інформацію про те, що стало причиною катастрофи, або встановити останнє місце знаходження. У великій кількості авіакатастроф, пов'язаних з втраченим зв'язком з літаком, його падінням у воду, складними пошуковими роботами, пошук та відтворюванням інформації з бортового реєстратора або самописця ("чорного ящика") має не досить плідний та дуже тривалий характер. Тому важливим питанням є винахід автономного засобу для полегшення пошуку літака, відтворювання інформації в останні хвилини польоту а також аналіз та оцінка з наступним розбиранням причин трагедії. Пристрій розпізнавання літака - транспондер - в ряді літаків може бути відключено з кабіни. В цьому випадку повітряне судно пропадає з екранів радарів при повторній локації. Інша система під назвою ACARS, яка використовується для контролю систем літака та роботи двигуна, також може бути відключена досвідченим льотчиком. Первинна локація радарами для далекомагістральних літаків виявляється проблематичною. Відомо також багато випадків, коли хтось взяв літак під контроль ззовні. Таким чином, система контролю за літаками повинна бути вдосконалена. Очевидно, що проблема пошуку літака при його падінні в воду, наприклад, при аварії над морем або океаном, з наступним його затопленням, значно складніша, ніж при його аварії на суші. При такій катастрофі навіть місце його падіння звичайно вдається знайти не скоро, та часто за допомогою непрямих ознак, наприклад, масляних плям на воді. Пристрої, які несуть інформацію, що допоможе встановити причину аварії, як правило, знаходять через значний проміжок часу (або взагалі не знаходять), оскільки пошук під водою зазвичай значно складніше організувати та провести. Ситуація має бути докорінно змінена: де б не знаходився літак, він повинен завжди контролюватися з землі як шляхом отримання інформації з нього до, під час та після руху, і навіть шляхом зберігання та більш швидкого відновлення інформації після катастрофи. З патенту US 3623681 відомий пристрій-маркер знаходження літака, що складається з сигнальної панелі, що при спрацьовуванні пристрою вкриває частину поверхні землі, таки чином вказуючи на місце знаходження літака. 1 UA 114724 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 З патенту RU 2255027 відомий аварійний засіб викидання сигнальних пристроїв, наприклад, аварійних самописців. Пропонований пристрій містить пневмопривід (піропатрон), контейнер, в якому розміщений і підпружинений накопичувач інформації, і жорстко пов'язану з контейнером кришку. Кришка встановлена на осі її повороту щодо оболонки літального апарата. На оболонці закріплений вказаний пневмопривід, штовхач якого безпосередньо пов'язаний з кришкою. Контейнер підпружинений до кришки, причому на його підпружиненому до кришки торці виконаний упор, що примикає до пружної направляючої у вигляді пластинчастої пружини. З публікації WO 2010146196 відомий пристрій для визначення місця розташування потерпілого аварію літака, виконаний у вигляді контейнера, розділеного всередині на дві камери, що містить приєднаний радіомаяк, схему пам'яті, автоматичний замок. Пристрій контролюється за допомогою автоматичної системи управління, всі ці елементи утворюють збірку разом з захисним водонепроникним кожухом, що тримає їх разом. Пристрій також має якір, яким він прикріплений до зовнішньої сторони повітряного судна, що дозволяє автоматичне виділення пристрою у відповідь на сигнал, який вказує, що аварія неминуча. З патенту RU 2355603 відома система пошуку і порятунку літальних апаратів (ЛА) та їх екіпажів. Система містить радіобуй з парашутом, розташовані в ніші ЛА. Є механізм виведення радіобуя з ніші і блок визначення екстремальної ситуації, керуючий механізмом виведення радіобуя з ніші. Радіобуй з'єднаний з конструкцією ЛА буксирним фалом і забезпечений датчиком наявності води, надувним плавальним засобом і пристроєм розчеплення. Крім того, система містить апаратуру радіобуя і апаратуру виявлення потерпілих аварію, розміщену на борту ЛА. Апаратура радіобуя включає в себе приймальну антену, приймач GPS-сигналів, мікроконтролер, контролер електроживлення, батарею електроживлення, генератор псевдовипадкової послідовності, суматор, задаючий генератор, фазовий маніпулятор, мікрофон, амплітудний модулятор, гетеродин, два змішувача, підсилювач першої проміжної частоти, дуплексер, приймально-передавальну антену, підсилювач високої частоти, підсилювач четвертої проміжної частоти, амплітудний обмежувач, синхронний детектор і гучномовець. Апаратура виявлення потерпілих аварію включає в себе задавальний генератор, мікрофон, амплітудний модулятор, гетеродин, два змішувача, підсилювач третій проміжній частоти, дуплексер, приймально-передавальну антену, підсилювач високої частоти, підсилювач другий проміжної частоти, амплітудний обмежувач, синхронний детектор, гучномовець, помножувач фази на два, два вузькосмугових фільтра, дільник фази на два, фазовий детектор і блок реєстрації. В системі встановлюється дуплексний голосовий зв'язок між екіпажем літального апарата і рятувальниками. Винахід дозволяє підвищити точність визначення місця розташування ЛА, що потерпів аварію. З патенту RU 2097279 відомий спосіб збереження інформації про режими польоту і переговори екіпажу, що полягає в тому, що інформацію записують на основні та дублюючі магнітофони, а в разі аварії дублюючі магнітофони катапультують. Літальний апарат для цього крім бортової системи реєстрації польоту і переговорів екіпажу, яка містить магнітофони для запису, має додаткові магнітофони в фюзеляжі літального апарата, аварійний люк з кришкою на розривних болтах і співвісно з ним всередині фюзеляжу жорстко закріплений направляючий стакан відкритою стороною торця. У стакані, починаючи з закритого торця, встановлені стріляючий механізм з телескопічною штангою-штовхачем, катапультованим контейнер, що містить додаткові магнітофони, включені паралельно стаціонарним, автономне джерело електроживлення, сигналізатор, рятувальний парашут з піросистемою задіювання. З патенту RU 2245281 відомий засіб для забезпечення пошуково-рятувальних операцій при аваріях літальних апаратів, а саме спосіб індикації розташування літального апарата після його падіння в результаті аварії. У способі індикації розташування літального апарата використовують один або декілька датчиків ударних перевантажень і аерозонд. Датчики ударних перевантажень і аерозонд розміщені в різних частинах літального апарата. їхнє місце розташування необхідно индиціювати в разі аварії. Для цього кожен з аерозондів з'єднаний гнучким зв'язком з датчиками. Відокремлюють аерозонд від літального апарата за сигналами датчиків ударних перевантажень, що виникають в момент аварії. Після відділення аерозонда від літального апарата, утримуючи їх гнучким зв'язком, здійснюють наддув оболонки кожного аерозонда. Технічний результат - забезпечення більш надійного візуального виявлення потерпілого аварію літального апарата. З документу RU 2000127561/28 відомий пристрій для збереження цілісності авіаційного "чорного ящика", призначеного для розміщення на літальному апараті, що містить оболонку, еластичні елементи і розривну мембрану, при цьому авіаційний "чорний ящик" розміщений всередині оболонки на еластичних елементах, оболонка заповнена рідиною, призначеної для створення імерсійної системи, розривна мембрана встановлена на оболонці з можливістю 2 UA 114724 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 руйнування при тиску пари рідини 3-10 атмосфери для створення реактивного зусилля, що дозволяє викинути авіаційний "чорний ящик" з літального апарата в разі пожежі. З патенту US 3583657 відомий апарат для вивільнення плавучого контейнера з зафіксованою інформацією про авіакатастрофу, що спрацьовує при попаданні у воду на попередньо задану глибину. З публікації WO2010000959 відома світлова стрічка для літака, що складається з багатьох джерел світла та електронної схеми, та може відділятися від літака та спливати при падінні літака у воду. З патенту US 2959671 відомий індикатор місця авіакатастрофи, що складається з плаского корпусу, який містить радіовипромінюючий пристрій та наповнювач, а також кріплення для такого індикатора, що дозволяє прикріплювати його на зовнішній поверхні повітряного судна. З публікації FR 2819084 відомий пристрій, що зберігає параметри (параметричний магнітофон), що може включати в себе передавач, який посилає безперервний радіосигнал, що представляє параметри, зібрані під час заданого події. Блок управління, що є частиною пристрою, формує сигнал запиту у відповідь на встановлену подію. Також описана система для запису параметрів на борту транспортного засобу. З заявки RU 2007104599 відомий спосіб індикації розташування літального апарата після його падіння в результаті аварії, що полягає в розміщенні одного або декількох датчиків ударних перевантажень і аерозонда, в різних частинах літального апарата, місце розташування яких необхідно індиціювати в разі аварії та з якими кожен з аерозондів з'єднаний гнучким зв'язком, відділенні аерозонда від літального апарата за сигналами датчиків ударних перевантажень, що виникають в момент аварії, здійсненні відділення аерозонда від літального апарата за допомогою піромеханічного обладнання, утримання їх гнучким зв'язком, здійсненні наддуву оболонки кожного аерозонда після відділення його від літального апарата, за допомогою піротехнічного газогенератора з продуктами виходу легше повітря, випромінювання радіосигналу аварії за допомогою розміщеного на аерозонді радіомаяка, після відділення аерозонда від літального апарата, при чому у сигнальній капсулі пов'язаній з аерозондом розміщують відокремлюваний блок інформації та супутниковий приймач, записують інформацію про працездатність всіх систем літака в відокремлюваний блок інформації, здійснюють після аварії передачу інформації про стан всіх систем літака і переговорах членів екіпажу, а також про координати літака або його частин після аварії через Інтернет на наземний пункт управління. Задачею винаходу є створення автономного модульного пристрою для підвищення безпеки транспортного засобу, що містить засоби реєстрації, контролю та реагування на інформацію до початку руху, під час руху та після закінчення руху, а також сигнальні засоби, що допомагають точно знайти місце катастрофи та надати інформацію щодо її причини, зокрема, при падінні транспортного засобу у воду, який є легким, гнучким, ефективним та пристосовуваним без змін до будь-якого транспортного засобу. Автономність у контексті цього винаходу означає фізичну відокремленість його основних частин від вузлів транспортного засобу, можливість легкого його монтажу та демонтажу для використання на конкретному транспортному засобі, та можливість функціонування його або щонайменше деяких його модулів в умовах катастрофи, коли дієздатність пристроїв та систем транспортного засобу обмежена або відсутня. Модульність у контексті цього винаходу означає складеність кінцевого виробу на основі винаходу з різної кількості модулів, переважно різного призначення, що є відносно фізично відокремленими. При цьому допустима заміна модуля одного типу іншим модулем такого ж типу, а також зміна кількості модулів одного типу. Відносна фізична відокремленість у контексті цього винаходу означає, що модулі не обов'язково жорстко закріплені один з одним, але, як правило, знаходяться на невеликій відстані один від одного в основному стані роботи пристрою, та можуть знаходитися на великих відстанях в аварійному стані роботи пристрою після його дезінтеграції. Відносна фізична відокремленість у контексті цього винаходу означає також, що поєднання всіх модулів і блоків пристрою не обов'язково механічне і зафіксоване в просторі, а, в першу чергу, електричне (провідниками, наприклад, гнучкими провідниками), або ці блоки та/або модулі обмінюються сигналами (радіосигналами), які дозволяють запустити або змінити режим функціонування іншого блока, записати інформацію тощо. Під дезінтеграцією у контексті цього винаходу розуміють розпад цілого (інтегрованого) пристрою на модулі під дією неконтрольованої механічної дії під час нештатної ситуації (вибух, підбивання, удар, падіння транспортного засобу тощо) та контрольованого (передбаченого) розчинення нестійкого до води клею після того, як мембрана починає пропускати воду. 3 UA 114724 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Зрозуміло, що при розпаді пристрою на модулі під час неконтрольованої механічної дії далеко не всі модулі залишаються неушкодженими та здатні продовжувати роботу. В такому разі, підвищення ймовірності роботи окремих модулів при катастрофі підвищується з тим, чим більше таких модулів та чим простіше їх будова. Також важливим є те, щоб деякі модулі після аварії могли виконувати свою функцію автономно, без будь-якого зв'язку з іншими модулями, зокрема, без живлення. З відомого рівня техніки невідомі автономні модульні пристрої такого призначення. Несподівано виявилося, що поєднання сучасних засобів електронної фіксації, обробки та зберігання сигналів для мети підвищення безпеки транспортного засобу з традиційними засобами полегшення пошуку місця катастрофи дозволяє досягнути синергічного ефекту, що проявляється в значному підвищенні ймовірності зафіксувати та/або попередити небезпечний стан транспортного засобу, а у випадку катастрофи - в значному підвищенні ймовірності знаходження місця такої катастрофи та з'ясуванні її причин, зокрема при падінні транспортного засобу у воду. Задача винаходу вирішується за допомогою пристрою, що складається з щонайменше одного електронного модуля, щонайменше одного кластерного модуля та щонайменше однієї мембрани, які скріплені між собою нестійким до води клеєм. При цьому: електронні модулі виконують функції збору, обробки інформації та передання її на кластерні модулі, а також навігаційну функцію, яка сприяє в полегшені пошуку місця авіакатастрофи; кластерні модулі виконують функцію зберігання переданої на них електронним модулем інформації та аварійну, рятувальну, маркерну функцію, яка сприяє в полегшені пошуку місця авіакатастрофи; мембрани механічно захищають інші модулі від зовнішнього середовища та дозволяють проникнення води при заданих умовах до клейових стиків для полегшення дезінтеграції пристрою на окремі модулі. До складу електронного модуля входять процесорний блок, блок живлення (що може складатися з акумулятора, суперконденсатора, п'єзогенератора, сонячної батареї і т.д. та будьякій їх комбінації), комунікаційний блок, транспондерний блок з приймачем GPS-сигналів, блок датчиків (що містить, зокрема, гіроскоп, акселерометр, датчик температури, повітряного потоку, акустичний тощо), при цьому мікроелектронні елементи блоків, переважно, змонтовані або надруковані/напилені на гнучкій друкованій платі. Під мікроелектронними елементами блоків маються на увазі звичайні елементи електронних та мікроелектронних схем - провідники, резистори, конденсатори, транзистори, діоди, інтегральні схеми тощо. Переважно, електронний модуль додатково містить блок відеокамер та/або індикаторний блок та/або антенний блок. Процесорний блок здійснює керування усієї електронікою модуля, зокрема, відповідно до вкладеної до нього мікропрограми, що дозволяє перетворювати та аналізувати інформацію з інших блоків та модулів. Процесорний блок забезпечує введення, виведення, обробку даних, що надходять, зокрема, від датчиків, радіоприймача, відеокамер та приймача GPS, їх передачу до комунікаційного блока. Блок живлення виконує функцію накопичення, збереження та віддавання електроенергії для живлення інших блоків в основному стані роботи пристрою. Комунікаційний блок виконує функцію програматора-зчитувача інформації на RFID-мітки для автоматичного оновлення архіву даних та перенесення цих даних до запам'ятовуючих пристроїв міток RFID кластерних модулів. При цьому комунікаційний блок також містить запам'ятовуючий пристрій прийнятного типа, що накопичує інформацію з процесорного блока та забезпечує зберігання протягом визначеного часу. Транспондерний блок складається з широкосмугового скануючого радіоприймача та радіопередавача, а також радіоприймача сигналів GPS. Наприклад, у випадку, якщо транспортним засобом є повітряне судно, широкосмуговий скануючий радіоприймач забезпечує сканування радіочастотного спектра авіаційного та радіолокаційного діапазонів з метою виявлення радіоелектронного випромінювання технічних засобів самого повітряного судна, радіолокаторів та надходження радіочастотних сигналів контролю та управління від наземних радіотехнічних засобів забезпечення польотів органів обслуговування повітряного руху (ОПР) для подальшого визначення режиму роботи пристрою. Відсутність виявлення випромінювання радіоелектронними технічними засобами повітряного судна протягом визначеного часу та/або наявність (прийом) радіочастотних сигналів контролю 4 UA 114724 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 та управління від наземних радіотехнічних засобів забезпечення польотів органів ОПР є характерною ознакою (підставою) для переведення пристрою у аварійний режим роботи. Широкосмуговий радіопередавач забезпечує автоматичне випромінювання на визначених частотах повідомлень, що зберігаються у комунікаційному блоці та мітках RFID кластерного модуля. Радіоприймач сигналів GPS забезпечує приймання сигналів GPS на визначених частотах і подальше формування повідомлень, що містять відомості про фактичне місцеположення та точний час, їх подачу на процесорний блок та комунікаційний блок з метою зберігання даних щодо фактичного місцеположення транспортного засобу та синхронізації часу з заданою похибкою. Блок датчиків забезпечує за допомогою відповідних датчиків контроль параметрів навколишнього середовища та виявлення (наявність) вібрації, ударів, полум'я та/або диму, параметрів температури оточуючого середовища, атмосферного тиску, освітленості, звуку, швидкості руху повітря, надвисокочастотного опромінювання, наприклад електронними (лазерними) засобами прицілювання тощо. Дані, отримані від датчиків, обробляються процесорним блоком електронного модуля та у подальшому підлягають зберіганню у комунікаційному блоці та мітках RFID кластерного модуля. Блок відеокамер забезпечує відеореєстрацію подій ззовні транспортного засобу, а також у його кабіні та салоні в межах зони їх дії. Дані від відеокамер надходять до процесорного боку для оброблення й далі зберігаються протягом встановленого строку у комунікаційному блоці та міток RFID кластерного модуля. Індикаторний блок забезпечує візуальний контроль технічного стану та/або режимів роботи пристрою в цілому або його окремих блоків. Антенний блок складається з щонайменше однієї антени, що може обслуговувати будь-якій інший блок пристрою, який цього потребує, зокрема, через відсутність вбудованої антени у цьому блоці. Кожен кластерний модуль містить щонайменше один елемент, що відбиває або відгукується на випромінення хвиль, та щонайменше одну пасивну RFID-мітку. Кластерний модуль є гнучким та його виконано, переважно, безкорпусно. Випромінення хвиль включає випромінення електромагнітних хвиль у різних діапазонах спектра, наприклад, у видимому, ультрафіолетовому, інфрачервоному та радіодіапазоні, а також випромінювання, що створюється штучними випромінювачами, наприклад, в області дії радіолокаторів та лазерів. Також випромінення хвиль включає випромінення звукових хвиль, наприклад, звуковими випромінювачами (сонарами). RFID-мітка кластерного модуля забезпечує запис і зберігання довгострокової бази даних, отриманої від RFID-блока електронного модуля. Мітка RFID містить також незмінні дані, наприклад, бортовий номер транспортного засобу, його належність до певної країни тощо, що забезпечує однозначну ідентифікацію об'єкта. Всі дані, що зберігаються у запам'ятовуючому пристрої та сформовані повідомлення мають мітку часу. Електроживлення RFID-мітки здійснюється за рахунок енергії, отриманої від її опромінювання при запису/зчитуванні інформації. Така система електроживлення будується на індукційному принципі. Оскільки елементи кластерного модуля не потребують живлення, то такі модулі, що залишилися неушкодженими після аварії можуть виконувати свою функцію автономно, без будь-якого зв'язку з іншими модулями. Кластерний модуль, необов'язково, має властивість стаціонарно випромінювати в різних діапазонах спектра індикаторні сигнали, що дозволяють виявити транспортний засіб, до яких можна віднести радіосигнали в заданих діапазонах хвиль, а також містити в своєму складі випромінювачі, що мають підвищений фон випромінювання відносно фону навколишнього середовища. Стаціонарне випромінювання індикаторних сигналів означає у контексті цього винаходу постійне або періодичне випромінювання сигналів, яке, будучи активованим, вже не залежить від зовнішніх чинників, на відміну від, наприклад, відбивача, сигнал якого наявний лише коли є що відбивати. Кластерний модуль, необов'язково, містить компоненти, що викликають зміну поведінки біологічних істот, наприклад, їх скупчення у місті катастрофи. Така зміна слугує полегшенню ідентифікації цього місця при складних умовах спостереження. Зокрема, це може бути скупчення великої риби біля поверхні води при падінні повітряного судна у воду. 5 UA 114724 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Переважно, кластерний модуль додатково містить пасивний елемент пам'яті, що сам може бути елементом RFID-мітки, для зберігання переданої на нього електронним модулем, та/або хімічний реагент, що генерує газ при реакції з водою, що допомагає спливти окремому кластерному модулю. Кластерний модуль є гнучким та його виконано, переважно, безкорпусним. Кластерний модуль має властивість спливання (або постійного характеру, що зумовлено матеріалами його виконання, або набуту у результаті реакції реагенту з водою). Переважно, кластерний модуль є безбарвним (прозорим) або білого, або яскравого помітного (наприклад, жовтого чи помаранчевого) кольору. Також, кластерний модуль, необов'язково, можуть бути покритий плівкою, що здатна міняти колір залежно, наприклад, від того, чи пропущено через неї струм, або від температури, або від зміни хімічного складу реагенту внаслідок його реакції з водою. У такому разі зміна кольору кластерного елемента є додатковим сигнальним або індикаторним показником. Мембрана є світлостійкою (у тому числі в УФ-діапазоні), брудо-, пило-, газо-, водонепроникною при звичайних умовах експлуатації транспортного засобу, але при заданих умовах (наприклад, під товщею води висотою 5 м та більше) починає пропускати воду. Мембрани механічно захищають інші модулі від зовнішнього середовища, а також виконують функції елементу, що допомагає пристрою винаходу перейти з основного стану в аварійний при катастрофі (нештатній ситуації) на транспортному засобі при падінні у воду. При цьому зовнішні умови функціонування пристрою будуть відрізнятися від таких при нормальному використанні транспортного засобу, наприклад тиском навколишнього середовища, його температурою, хімічним складом тощо. Так, для пристрою на літаку в нормальному робочому стані, та пристрої літака, що розбився над океаном та затонув, всі ці параметри будуть різні. Фахівець може підібрати такі параметри мембрани, наприклад, осмотичної мембрани, які спричинять її належну поведінку,в залежності від виду транспортного засобу та умов його експлуатації, зокрема, щоб мембрана не спрацьовувала при звичайних умовах, у тому числі під дощем, але спрацьовувала при падінні літака у воду (див. "Membrane Technology And Applications", Second Edition, Richard W. Baker Membrane Technology and Research, Inc. Menlo Park, California Copyright 2004 John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England ISBN 0-470-85445-6). Використовують пристрій шляхом прикріплення його до борту транспортного засобу, зокрема, наклеюванням його на борт транспортного засобу, при цьому на один борт може бути прикріплено більше одного пристрою. Функціонування пристрою відрізняється залежно від стану транспортного засобу або навколишнього середовища та переключається повністю автоматично. Основним станом функціонування пристрою є стан нормального підготовки до руху, стан руху і стан після закінчення руху транспортного засобу. Аварійним станом функціонування пристрою є стан до, під час і після катастрофи, коли дієздатність пристроїв та систем транспортного засобу, а також окремих модулів пристрою за цим винаходом обмежена або відсутня. Пристрій в основному стані знаходиться в режимі радіотиші, в разі, якщо бортовий транспондер регулярно видає сигнали, і справно працюють всі радіовипромінюючі пристрої транспортного засобу та немає ніяких навколишніх загроз. Пристрій в основному стані є єдиним цілим і прикріплений, зокрема, не стійким до води клеєм до поверхні транспортного засобу. При цьому електронний модуль функціонує у повному обсязі відповідно до вкладеної до його процесорного блока мікропрограми, кластерні модулі виконують функцію накопичення інформації про рух, мембрана захищає модулі від впливу зовнішнього середовища. Вказана мікропрограма, зокрема, забезпечує збір інформації з датчиків, аналіз та обробку цієї інформації, передання обробленої інформації на кластерні елементи для зберігання, а також, необов'язково, до систем транспортного засобу та/або стаціонарного пункту супроводження руху. У разі, якщо замовкає бортове обладнання, електронний модуль пристрою змінює режим роботи, передаючи інформацію, у тому числі від GPS приймача. Пристрій в аварійному стані є сукупністю модулів, що утворилися у результаті його дезінтеграції під дією води або механічного відриву модулів від поверхні та один одного. При цьому електронний модуль або не функціонує, або функціонує частково, кластерні модулі відокремлюються та функціонують автономно після виконання мембраною функції полегшення дезінтеграції. 6 UA 114724 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Наприклад, при падінні повітряного судна в воду мембрана починає пропускати воду, водонестійкий клей розчиняється і модулі відокремлюються один від одного та корпусу, та спливають. Через те, кластерні модулі містять елементи, що відбивають випромінення вони легко можуть бути знайдені на поверхні води у місці авіакатастрофи, а при аналізі інформації, що збережена у їх елементах пам'яті можна встановити причину катастрофи. Таким чином, об'єктом винаходу є автономний модульний пристрій для підвищення безпеки транспортного засобу, що містить засоби реєстрації, контролю та реагування на інформацію до, під час, та після закінчення руху транспортного засобу, а також сигнальні засоби, що допомагають точно знайти місце катастрофи та надати інформацію щодо її причини, що складається з щонайменше одного електронного модуля, щонайменше одного кластерного модуля та щонайменше однієї мембрани, які скріплені між собою нестійким до води клеєм, при цьому електронний модуль містить процесорний блок, блок живлення, комунікаційний блок, транспондерний блок, блок датчиків, при цьому мікроелектронні елементи блоків, переважно, змонтовані або надруковані/напилені на гнучкій друкованій платі, кластерний модуль містить щонайменше один елемент, що відбиває випромінення та щонайменше одну пасивну RFIDмітку, мембрана є світлостійкою та водонепроникною при звичайних умовах експлуатації транспортного засобу, але водопроникною при заданих умовах, які відрізняються від звичайних, причому вказані модулі скріплені між собою не стійким до води клеєм. Переважно, електронний модуль додатково містить блок відеокамер та/або індикаторний блок, та/або антенний блок. Переважно, процесорний блок забезпечує введення, виведення, обробку даних відповідно до вкладеної до нього мікропрограми. Більш переважно, вказана мікропрограма, зокрема, забезпечує збір інформації з датчиків, аналіз та обробку цієї інформації, передання обробленої інформації на кластерні елементи для зберігання, а також, необов'язково, до систем транспортного засобу та/або стаціонарного пункту супроводження руху. Переважно, блок живлення включає акумулятор та/або суперконденсатор, та/або п'єзогенератор, та/або сонячну батарею. Переважно, транспондерний блок складається з широкосмугового скануючого радіоприймача та радіопередавача, а також радіоприймача сигналів GPS. Більш переважно, широкосмугового скануючий радіоприймач та радіопередавач, а також радіоприймач сигналів GPS містять вбудовану антену. Переважно, блок датчиків включає будь-яку комбінацію з датчиків температури, атмосферного тиску, вологості, контакту, вібрації, ударів, полум'я та/або диму, освітленості, звуку, швидкості руху повітря, надвисокочастотного опромінювання, акустичного датчика, гіроскопа, акселерометра. Переважно, блок відеокамер включає щонайменше одну багатофокусну відеокамеру. Більш переважно, блок відеокамер складається з двох багатофокусних відеокамер, одна з яких розміщується на лицьовому, а інша - на зворотному боці пристрою. Також об'єктом винаходу є кластерний пристрій, що містить щонайменше один елемент, що відбиває випромінення та щонайменше одну пасивну RFID-мітку, є гнучким, може спливати у воді та призначений для функціонування як окремий модуль разом з модулями автономного модульного пристрою для підвищення безпеки транспортного засобу. Переважно, кластерний пристрій додатково містить хімічний реагент, що генерує легкий газ при реакції з водою, за рахунок якого відбувається спливання пристрою. Переважно, кластерний пристрій виконано безкорпусним. Переважно, кластерний пристрій стаціонарно випромінює в різних діапазонах спектра індикаторні сигнали. Переважно, кластерний пристрій додатково містить в своєму складі випромінювачі, що мають підвищений фонд випромінювання відносно фону навколишнього середовища. Переважно, кластерний пристрій додатково містить компонент, що викликає зміну поведінки біологічних істот, наприклад їх скупчення у місці катастрофи. Більш переважно, кластерний пристрій компонент викликає скупчення великої риби біля поверхні води при падінні транспортного засобу у воду. Переважно, кластерний пристрій додатково містить пасивний елемент пам'яті. Більш переважно, кластерний пристрій пасивний елемент пам'яті є складовим елементом RFID-мітки. Переважно, кластерний пристрій є безбарвним (прозорим)або є білим, або забарвленим яскравий помітний колір. 7 UA 114724 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Переважно, кластерний пристрій додатково покритий плівкою, що здатна міняти колір залежно від фізичних чи хімічних факторів. Більш переважно, на кластерному пристрої плівка міняє свій колір залежно від того, чи пропущено крізь неї електричний струм. Переважно, на кластерному пристрої плівка міняє свій колір залежно від зміни хімічного складу реагенту внаслідок його реакції з водою. Також об'єктом винаходу є спосіб з'єднання між собою модулів та мембрани чи мембран автономного модульного пристрою для підвищення безпеки транспортного засобу, в якому модулі склеюють не стійким до води клеєм, розміщуючи мембрану чи мембрани щонайменше між двома окремими модулями та/або з сторони або сторін щонайменше одного модуля, що потребує захисту від дії навколишнього середовища. Переважно, мембрану чи мембрани розміщують між електронним модулем та кластерним модулем або модулями та/або з тих сторін цих модулів, що потребують захисту від дії навколишнього середовища. Більше переважно, приклеювання здійснюють у частково розрідженому середовищі, що створюють шляхом локальної відкачування повітря. Також об'єктом винаходу є спосіб прикріплення автономного модульного пристрою для підвищення безпеки транспортного засобу до поверхні транспортного засобу, в якому автономний модульний пристрій приклеюють до поверхні транспортного засобу за допомогою нестійкого до води клею, необов'язково розміщуючи між ними мембрану. Переважно, приклеювання здійснюють у частково розрідженому середовищі, що створюють шляхом локальної відкачування повітря. Використання пристрою дасть можливість без надлишкових витрат часу і коштів модернізувати, наприклад, існуючий світовий парк повітряних засобів, дооснастивши його і переобладнавши по більш високому класу безпеки. Вирішення є дуже ефективним, оскільки після проведення всіх необхідних випробувань можна дооснастити весь світовий парк повітряних транспортних засобів пристроєм за цим винаходом, таким чином, підвищити рівень безпеки, отримати інформацію про особливі ситуаціях, підвищити ймовірність оперативного знаходження транспортного засобу у випадку катастрофи. Нижче наведений приклад конкретної реалізації винаходу. Приклад 1."Протиаварійний Гаджет Єпіфанова" "Протиаварійний Гаджет Єпіфанова" використовує стандартний набір компонентів цього винаходу: один електронний модуль, один кластерний модуль та одну мембрану, що знаходиться між ними та зі сторін цих модулів, що потребують захисту від дії навколишнього середовища, які скріплені між собою не стійким до води цукровим клеєм. До складу електронного модуля входять: процесорний блок, блок живлення, що складається з акумулятора, п'єзогенератора, сонячної батареї; комунікаційний блок; транспондер, що складається з широкосмугового скануючого радіоприймача та радіопередавача з вбудованою антеною, а також радіоприймача сигналів GPS з вбудованою антеною та системою синхронізації часу; блок датчиків, що включає датчики вібрації, удару, температури, атмосферного тиску, освітленості, звуку, полум'я, диму, швидкості повітря, надвисокочастотного опромінювання, вологи та контакту, гіроскоп, акселерометр; допускається також використання інших датчиків; блок багатофокусних відеокамер, що складається з двох камер, одна з яких розміщується на лицьовому, а інша - на зворотному боці електронного модуля; індикаторній блок контролю працездатності. Мікроелектронні елементи блока при цьому частково надруковані та/або напилені, частково змонтовані на гнучкій друкованій платі. До складу кластерного модуля входять мітки RFID. Кількість таких міток становить не менше ста двадцяти трьох елементів. Такі мітки відбивають випромінення у видимому, ультрафіолетовому, інфрачервоному та радіодіапазоні під час їх опромінення, що забезпечує їх легке виявлення, наприклад, на водній поверхні. Кластерний модуль, необов'язково, містить компоненти, що викликають зміну поведінки біологічних істот, наприклад, їх скупчення у місці катастрофи. Така зміна слугує полегшенню ідентифікації цього місця при складних умовах спостереження. Зокрема, це може бути скупчення великої не хижої риби біля поверхні води при падінні повітряного судна у воду або не хижих тварин на Землі. 8 UA 114724 C2 5 10 15 20 Кластерний модуль є гнучким та його виконано безкорпусним. Кластерний модуль виконано з легкого пластику, що зумовлює його спливання на поверхню води та подальше його постійне утримання на плаву невизначений час. Мембрана "Протиаварійного Гаджета Єпіфанова" є брудо-, пило-, газо-, водонепроникною при звичайних умовах експлуатації транспортного засобу, але під товщею води висотою 5 м та більше починає пропускати воду. Також ця мембрана є світлостійкою, у тому числі в УФдіапазоні. "Протиаварійний Гаджет Єпіфанова" може додатково комплектуватися окремим програматором-зчитувачем інформації RFID-мітки та персональним комп'ютером із спеціальним програмним забезпеченням. "Протиаварійний Гаджет Єпіфанова" має яскраво-жовтий колір, розмір 609×1218 мм у варіації для наклейки на борт (фюзеляж) літального апарата, та прозорий - частково заматований у варіації для наклейки на лобовому склі та на ілюмінаторах, розміром до 609×609 мм. Використовують "Протиаварійний Гаджет Єпіфанова" шляхом наклеювання його на зовнішню поверхню борту повітряного судна та лобове скло та ілюмінатор в частково розрідженому повітрі, що створюють шляхом локальної відкачування повітря. Найоптимальніші результати досягаються при одночасному використанні п'яти "Протиаварійних Гаджетів Єпіфанова" з обох боків повітряного судна на зовнішній поверхні, на лобовому склі та на ілюмінаторах, причому один з них обов'язково на ілюмінаторі або навіть всередині навпроти відсіку, де розташована бортова електроніка повітряного судна. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 1. Автономний модульний пристрій для підвищення безпеки транспортного засобу, що містить засоби реєстрації, контролю та реагування на інформацію до, під час та після закінчення руху транспортного засобу, а також сигнальні засоби, що допомагають точно знайти місце катастрофи та надати інформацію щодо її причини, який відрізняється тим, що складається з щонайменше одного електронного модуля, щонайменше одного кластерного модуля та щонайменше однієї мембрани, які скріплені між собою не стійким до води клеєм, при цьому електронний модуль містить процесорний блок, блок живлення, комунікаційний блок, транспондерний блок, блок датчиків, кластерний модуль містить щонайменше один елемент, що відбиває випромінення та щонайменше одну пасивну RFID-мітку, мембрана є водонепроникною при звичайних умовах експлуатації транспортного засобу, але водопроникною при заданих умовах, які відрізняються від звичайних. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що мікроелектронні елементи блоків змонтовані або надруковані на гнучкій друкованій платі. 3. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що електронний модуль додатково містить блок відеокамер та/або індикаторний блок, та/або антенний блок. 4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що процесорний блок виконаний з можливістю введення, виведення, обробки даних відповідно до вкладеної до нього мікропрограми. 5. Пристрій за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що блок живлення включає акумулятор та/або суперконденсатор, та/або п'єзогенератор, та/або сонячну батарею. 6. Пристрій за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що транспондерний блок складається з широкосмугового скануючого радіоприймача та радіопередавача, а також радіоприймача сигналів GPS. 7. Пристрій за п. 6, який відрізняється тим, що широкосмуговий скануючий радіоприймач та радіопередавач, а також радіоприймач сигналів GPS містять вбудовану антену. 8. Пристрій за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що блок датчиків містить один або декілька датчиків, вибраних з гіроскопа, акселерометра, датчиків температури, атмосферного тиску, вологості, контакту, вібрації, ударів, полум'я та/або диму, освітленості, звуку, швидкості руху повітря, надвисокочастотного опромінювання, акустичного датчика. 9. Пристрій за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що блок відеокамер містить щонайменше одну багатофокусну відеокамеру. 10. Пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що блок відеокамер складається з двох багатофокусних відеокамер, одна з яких розміщується на лицьовому, а інша - на зворотному боці електронного модуля. 9 UA 114724 C2 5 10 11. Кластерний модуль для автономного модульного пристрою за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що містить щонайменше один елемент, що відбиває випромінення, і щонайменше одну пасивну RFID-мітку, виконаний гнучкими і з можливістю спливання у воді. 12. Модуль за п. 11, який відрізняється тим, що додатково містить в своєму складі випромінювачі, що мають підвищений фон випромінювання відносно фону навколишнього середовища. 13. Модуль за будь-яким з пп. 11-12, який відрізняється тим, що є безбарвним (прозорим) або є білим, або забарвленим у яскравий помітний колір. 14. Модуль за будь-яким з пп. 11-13, який відрізняється тим, що додатково покритий плівкою, що здатна міняти колір залежно від фізичних чи хімічних факторів. 15. Модуль за п. 14, який відрізняється тим, що плівка міняє свій колір залежно від того, чи пропущено крізь неї електричний струм. 16. Модуль за п. 14, який відрізняється тим, що плівка міняє свій колір залежно від зміни хімічного складу реагенту внаслідок його реакції з водою. 15 Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: G01S 1/68, B64D 25/20, G01C 23/00, G07C 5/08

Мітки: підвищення, пристрій, автономний, транспортного, реалізації, модульний, кластерний, безпеки, засобу

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/12-114724-avtonomnijj-modulnijj-pristrijj-dlya-pidvishhennya-bezpeki-transportnogo-zasobu-i-klasternijj-pristrijj-dlya-jjogo-realizaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Автономний модульний пристрій для підвищення безпеки транспортного засобу і кластерний пристрій для його реалізації</a>

Подібні патенти