Проекты

Устройство для выявления неровностей дорожного полотна

Работа победителя открытой городской научно-практической конференции «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» в секции «Поиск» среди работ обучающихся 10–11 классов

Направление работы: Автомобильные дороги
Авторы работы: ГБОУ Школа № 853
Предметы: Физика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Курчатовский проект – от знаний к практике, от практики к результату» 2020 года

Актуальность

От качества дорог и состояния дорожного покрытия зависят состояние и нормальная работа автомобиля. Качество дорог и срок службы напрямую зависят от нормальной работы автомашин, их количества на дорогах, внешней среды и природных условий.

Ежегодно автопарк России вырастает на 12%. Каждой весной после схода снега на дорогах появляются новые ямы, затрудняющие дорожное движение и создающие аварийные ситуации.

Цель

Создать мобильное и простое в использовании устройство для распознавания и сбора данных о дефектах дорожного полотна в РФ.

Задачи

  1. Знакомство с основами электромонтажа.
  2. Знакомство с программированием одноплатного компьютера Raspberry Pi.
  3. Знакомство со средой программирования баз данных MongoDB.
  4. Создание электронного устройства (ультразвукового датчика).

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Датчик расстояния JSN-SR04T
  • Raspberry pi
  • Два резистора
  • Макетная плата
  • Пара перемычек
  • Устройство передачи данных (аккумулятор и GPS-навигатор)

Описание

Принцип разработанного устройства основан на сканировании дороги с помощью ультразвукового датчика расстояния. Спереди автомобиля на решётке радиатора устанавливается блок электронного устройства, мини-компьютер (Raspberry Pi), GPS датчик и датчик расстояния. Ультразвуковой датчик расстояния будет считывать высоту дорожного полотна и с помощью Raspberry Pi передавать информацию на удалённую станцию. На удалённой станции формируется база данных, повторяющиеся данные не дублируются, следовательно, база не перегружается лишними данными. Далее информация передаётся в центр организации дорожного движения (ЦОДД) с помощью мобильной сети 3G или 4G.

Электрическая схема подключения датчика расстояний

Результаты работы/выводы

  1. В процессе выполнения настоящей работы автором создано простое в использовании устройство, основанное на сканировании дороги с помощью ультразвукового датчика расстояния, запрограммированного raspberry pi, которое можно установить на любой автомобиль.
  2. Данное устройство является альтернативой мобильным лазерным лабораториям, основано на лазерном сканировании довольно больших областей дороги, оно громоздкое и неудобное в использовании. Таких машин мало, что затрудняет анализ всех дорог за короткие сроки.
  3. Таким образом, благодаря использованию ультразвукового датчика обследование дорог станет в разы проще и эффективнее.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

Компания ОА «Яхрома Лада»

Перспективы использования результатов работы

Созданное мобильное устройство для распознавания и сбора данных о дефектах дорожного полотна просто в использовании и может широко применяться на дорогах России.

Мнение автора

«Предложенное решение проблемы может помочь сократить количество ДТП, связанных с дефектами дорог, и улучшить состояние дорог в РФ, обогатить базу ЦОДД и оптимизировать процесс ремонта. Также можно будет отследить качество ремонтных работ на дорогах»