PL162689B1 - Tester of a conductor-type track-vehicle transmission channel used in an automatic train speed limitation system - Google Patents

Abstract

Tester do oceny jakosci przewodowego kanalu transm isji danych pelniacego funkcje anteny nadawczej fal elektrom agnetycznych, zwlaszcza w systemie au to - matycznego ograniczania predkosci pociagu, wyposazony w analizator telegram u, klaw iature operatora i wyswiet- lacz Informacji, znamienny tym, ze wyjscie analizatora telegram u (AT) Jest polaczone z wyjsciem (TEL) bloku wejsciowego (WE) generow ania ciagu binarnego odpo- wiadajacego zm ianom czestotliwosci sygnalu odbierane- go z anteny nadawczej (AN), a wyjscie (INT) analizatora telegram u generujace impulsy po odebraniu kazdego ko- lejnego bitu w danym ciagu binarnym , wyjscie (BIT) sygnalów o w artosciach odpowiadajacych kolejnym bitom oraz wyjscie (TOK) Im pulsu ostatniego bitu telegram u test polaczone z wejsciem analizujacego i dekodujacego bity m ikrokom putera (MK). który za posrednictwem magi- strali wyjsciowej (OBS) polaczony jest z zespolem wejsc bloku obslugi wyswietlacza Informacji (OW), którego drugi zespól wejsc polaczony jest z wyjsciami (LEV, DEM0 , DEM1) sygnalów informujacych o stanie pracy bloku wejsciowego (WE), a wyjscie bloku obslugi wyswietlacza (OW ) za posrednictw em m agistrali (DBS) polaczone jest z wyswietlaczem (WWC) informacji wygenerowanych w mi- krokom puterze (MK) i w bloku wejsciowym (WE). PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest tester do oceny jakości przewodowego kanału transmisji danych pełniącego funkcję anteny nadawczej, zwłaszcza w systemie automatycznego ograniczania prędkości pociągu.

Oceny jakości przewodowego kanału transmisji danych dokonuje się przez określenie sprawności oraz wiarygodności transmisji. Sprawność transmisji określona jest przez wartość stosunku ilości odebranych poprawnie bloków kodowych do ilości nadanych bloków kodowych w określonym przedziale czasu. Natomiast wiarygodność transmisji danych określona jest przez wartość stosunku ilości bloków kodowych odebranych do ilości bloków kodowych odebranych i uznanych za poprawne.

Z polskiego opisu patentowego nr 114 656 znany jest miernik sprawności kanału transmisji danych zawierający sterowany podzielnik impulsów składający się z sumatora akumulującego i układu wytwarzania uzupełnień. Miernik zawiera także licznik rewersyjny i wskaźnik cyfrowy. Wejście impulsów, odpowiadające wszystkim przesyłanym w kanale blokom kodowym, połączone jest z wejściem sterowanego podzielnika impulsów a sumator akumulujący tego podzielnika połączony jest z układem wytwarzania uzupełnień, który połączony jest z licznikiem rewersyjnym. Wejście dodające licznika rewersyjnego połączone jest z wyjściem sterowanego podzielnika impulsów, natomiast wejście odejmujące licznika połączone jest z wejściem impulsów odpowiadających blokom kodowym, które uległy przekłamaniu przy przesyłaniu ich przez kanał, przy czym licznik rewersyjny połączony jest ze wskaźnikiem cyfrowym wskazującym procentową wartość sprawności transmisji w badanym kanale.

Znany miernik pomimo swych licznych zalet, nie może być jednak wykorzystany do oceny jakości przewodowego kanału transmisji danych pomiędzy nadajnikiem stacyjnym a pociągiem, gdyż do tego celu konieczne jest także określenie wiarygodności transmisji danych - co ma szczególnie ważne znaczenie w systemie automatycznego ograniczania prędkości pociągu, a tej funkcji znany miernik nie realizuje. Ponadto w systemie tym nie występują sygnały sterujące konieczne do funkcjonowania znanego miernika.

W systemie automatycznego ograniczania prędkości pociągu informacja z nadajnika stacyjnego do urządzeń wykonawczych pociągu przesyłana jest w postaci telegramu (bloków

162 689 kodowych). Każdy telegram zawiera bity synchronizacji, bity informacyjne oraz bity kontrolne, przy czym najczęściej stosuje się kod Hamminga o odległości kodowej d_mi_n= 4. Transmisja danych przez kanał przewodowy, pełniący funkcję anteny nadawczej fal elektromagnetycznych, umieszczony wzdłuż torowiska odbywa się za pomocą sygnału zmodulowanego częstotliwościowo z wykorzystaniem modulacji z kluczowaniem częstotliwości.

Dotychczas w technice brak jest specjalistycznego testera do oceny jakości przewodowego kanału transmisji danych przeznaczonego dla pociągu kolei szerokotorowej, mogącego efektywnie współpracować z systemem automatycznego ograniczania prędkości. Dlatego w praktyce do tego celu stosuje się znany tester jakości przewodowego kanału transmisji danych współpracujący z systemem automatycznego ograniczania prędkości pociągu kolei metra.

Znany tester składa się z bloku trzech liczników, z których dwa sterowane są z systemu automatycznego ograniczania prędkości pociągu a trzeci - z bloku komparatora porównującego telegram odebrany przez system, z telegramem wzorcowym zaprogramowanym przez operatora z wykorzystaniem klawiatury. Stan liczników za pośrednictwem multipleksera jest przekazywany i wyświetlany na wskaźniku wielocyfrowym. Tester wyposażony jest także w blok sterujący pracą liczników i multipleksera, umożliwiający również zaprogramowanie telegramu wzorcowego.

Znany tester - odnośnie do wykorzystania go do określenia jakości przewodowego kanału transmiji danych dla pociągu kolei szerokotorowej - ma tę niedogodność, że nie zapewnia możliwości pomiaru ilości telegramów wysłanych z urządzeń nadawczych systemu automatycznego ograniczania prędkości, co powoduje powstawanie błędów przy ilościowej ocenie jakości kanału transmisyjnego. Znany tester umożliwia zaprogramowanie tylko dziesięciu różnych telegramów wzorcowych, na ponad 750 tysięcy możliwych, może pracować tylko jako integralna część urządzeń odbiorczych systemu automatycznego ograniczania prędkości.

Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest zmodyfikowanie znanego testera tak, aby możliwe było wykorzystanie go do oceny jakości przewodowego kanału transmisji danych pomiędzy nadajnikiem stacyjnym a urządzeniami wykonawczymi, w systemie automatycznego ograniczania prędkości pociągu.

Istota wynalazku polega na tym, że wejście analizatora telegramu jest połączone z wyjściem bloku wejściowego generowania ciągu binarnego odpowiadającego zmianom częstotliwości sygnału odbieranego z przewodowego kanału transmisji danych stanowiącego antenę nadawczą fal elektromagnetycznych. Wyjście analizatora telegramu generujące impulsy po odebraniu każdego kolejnego bitu w danym ciągu binarnym, wyjście sygnałów o wartościach odpowiadających kolejnym bitom oraz wyjście impulsu ostatniego bitu telegramu jest połączone z wejściem, analizującego i dekodującego bity, mikrokomputera, Mikrokomputer za pośrednictwem magistrali połączony jest z klawiaturą operatora oraz za pośrednictwem magistrali wyjściowej połączony jest z zespołem wejść bloku obsługi wyświetlacza informacji, którego drugi zespół wejść połączony jest z wyjściami sygnałów informujących o stanie pracy bloku wejściowego. Wyjście bloku obsługi wyświetlacza za pośrednictwem magistrali połączone jest z wyświetlaczem informacji wygenerowanych w mikrokomputerze i w bloku wejściowym testera.

Tester według wynalazku może pracować samodzielnie lub w razie potrzeby może być wmontowany w panel systemu automatycznego ograniczania prędkości pociągu. Umożliwia zaprogramowanie ponad czterech miliardów telegramów wzorcowych, a zatem praktycznie wszystkich możliwych do wysłania. Ponadto umożliwia, oprócz zliczania telegramów odebranych i uznanych za poprawne oraz odebranych poprawnie i zgodnych z zaprogramowanym wzorcem, zliczanie wszystkich telegramów wysyłanych przez urządzenie nadawcze. Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładzie wykonania na rysunku przedstawiającym schemat blokowy testera.

Tester zawiera blok wejściowy WE generowania ciągu binarnego odpowiadającego zmianom częstotliwości sygnału odbieranego. Wejście bloku wejściowego sprzężone jest

162 689 elektromagnetycznie z przewodowym kanałem transmisji danych, pełniącym funkcję anteny nadawczej AN, usytuowanym wzdłuż torowiska kolei szerokotorowej. Wyjście TEL bloku wejściowego WE steruje analizatorem telegramu AT, którego wyjście BIT sygnałów o wartościach odpowiadających kolejnym bitom, wyjście INT generujące impulsy po odebraniu każdego kolejnego bitu w danym ciągu binarnym oraz wyjście TOK impulsu ostatniego bitu telegramu połączone jest z wejściem mikrokomputera MK analizującego i dekodującego bity. Mikrokomputer za pośrednictwem magistrali KBS połączony jest z klawiaturą operatora KO, a za pośrednictwem magistrali wyjściowej OBS połączony jest z zespołem wejść bloku obsługi wyświetlacza OW informacji, którego drugi zespół wejść połączony jest z wyjściami LEV, DEM0, DEM1 bloku wejściowego WE. Wyjście bloku obsługi wyświetlacza OW za pośrednictwem magistrali DBS połączone jest z wejściem wielocyfrowego wyświetlacza WWC informacji wygenerowanych w mikrokomputerze MK i w bloku wejściowym WE.

Tester przedstawiony w przykładzie wykonania wynalazku funkcjonuje tak, że informacja mająca być przesłana do urządzeń wykonawczych pociągu jest w urządzeniach stacyjnych przetworzona w telegram 51-bitowy, który składa się z bitów synchronizacji, bitów informacyjnych, kontrolnych oraz bitów przerwy międzytelegramowej. Następnie telegram zostaje poddany modulacji z kluczowaniem częstotliwości, tak przetworzony sygnał jest wzmacniany i wysłany do przewodowego kanału transmisji danych - anteny nadawczej AN. Sygnał z anteny jest doprowadzony do bloku wejściowego WE, w którym - po przejściu przez układ separacji galwanicznej anten odbiorczych - jest wzmacniany i filtrowany w celu wyodrębnienia sygnału transmisyjnego. Następnie sygnał poddaje się demodulacji, otrzymując ciąg binarny odpowiadający zmianom częstotliwości odbieranego sygnału. Ciąg binarny za pośrednictwem wyjścia TEL bloku wejściowego podawany jest do analizatora telegramu AT. W bloku wejściowym WE na wyjściu LEV, DEM0, DEM1 generowane są sygnały informujące o stanie pracy bloku. Wysoki stan na wyjściu LEV informuje o dostatecznie dużym poziomie sygnału odbieranego z anteny nadawczej, niezbędnego do prawidłowej pracy bloku wejściowego. W przypadku zbyt niskiego poziomu odbieranego sygnału z anteny nadawczej następuje blokowanie wyjścia TEL bloku wejściowego. Wysoki stan na wyjściu DEM0 informuje, że częstotliwość sygnału odbieranego z anteny nadawczej odpowiada zeru logicznemu w nadawanym telegramie, a wysoki stan na wyjściu DEM1 informuje, że częstotliwość odbieranego sygnału odpowiada jedynce logicznej w nadawanym telegramie. Sygnały LEV, DEM0, DEM1 przesyłane są do bloku obsługi wyświetlacza OW, który umożliwia wyświetlenie informacji o stanie pracy bloku wejściowego WE, na wielocyfrowym wyświetlaczu WWC. W analizatorze telegramu AT ciąg binarny z wyjścia TEL bloku wejściowego zostaje poddany analizie polegającej na sprawdzeniu, czy zależności czasowe w tym ciągu pozwalają zakwalifikować go jako telegram. W tym celu analizator znajduje w ciągu binarnym bity synchronizacji telegramu i na wyjściu INT generuje impulsy po odebraniu każdego kolejnego bitu w danym ciągu binarnym, a na wyjściu BIT generowany jest sygnał o wartości tego bitu. Po odnalezieniu bitów synchronizacji zaliczane są kolejne bity analizowanego ciągu binarnego oraz mierzony jest odstęp czasowy pomiędzy zboczami sygnału i jeżeli spełniają one warunki pozwalające zakwalifikować ten ciąg jako telegram, wówczas na wyjściu TOK analizatora telegramu generowany jest impuls w czasie odbioru ostatniego bitu telegramu. Sygnały z wyjść BIT, INT, TOK analizatora są podawane na wejście mikrokomputera MK, w którym następuje dalsza analiza odebranego telegramu, przy czym proces dekodowania telegramu jest kilkustopniowy. Najpierw sprawdzana jest wartość bitów synchronizacji i bitów przerwy międzytelegramowej, następnie odpowiadające sobie bity w trzech, kolejno odebranych telegramach są dekodowane większościowo (2 z 3) iw tak otrzymanym ciągu sprawdza się czy bity kontrolne odpowiadają bitom informacyjnym. Kolejnym stopniem dekodowania jest akceptacja telegramu tylko w przypadku, gdy dwa kolejno odebrane telegramy są identyczne. Równocześnie mikrokomputer umożliwia współpracę z operatorem. Polecenia przekazywane za pośrednictwem klawiatury operatora KO poprzez magistralę KBS są przekazywane do mikrokomputera, a informacje w nim wygenerowane są poprzez magistralę

162 689 wyjściową OBS podawane do bloku obsługi wyświetlacza OW, który poprzez magistrale DBS umożliwia sekwencyjne sterowanie wyświetlacza wielocyfrowego WWC. Do wyświetlacza są przekazywane informacje wygenerowane w mikrokomputerze oraz w bloku wejściowym, przy czym na wyświetlaczu może być podana informacja o stanie pracy testera, o zawartości poszczególnych liczników oraz wzorzec telegramu. Tester może funkcjonować w czterech podstawowych stanach: zliczania, zatrzymania, kasowania oraz programowania.

162 689

Z <

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Tester do oceny jakości przewodowego kanału transmisji danych pełniącego funkcje anteny nadawczej fal elektromagnetycznych, zwłaszcza w systemie automatycznego ograniczania prędkości pociągu, wyposażony w analizator telegramu, klawiaturę operatora i wyświetlacz informacji, znamienny ty m, że wśjicie anazizatora telraramu (AT) jest połączone z wyjściem (TEŁ) bloku wejściowego (WE) generowania ciągu binarnego odpowiadającego zmianom częstotliwości sygnału odbieranego z anteny nadawczej (AN), a wyjście (INT) analizatora telegramu generujące impulsy po odebraniu każdego kolejnego bitu w danym ciągu binarnym, wyjście (BIT) sygnałów o wartościach odpowiadających kolejnym bitom oraz wyjście (TOK) impulsu ostatniego bitu telegramu jest połączone z wejściem analizującego i dekodującego bity mikrokomputera ((MK), który za pośrednictwem magistrali wyjściowej (OBS) połączony jest z zespołem wejść bloku obsługi wyświetlacza informacji (OW) , którego drugi zespół wejść połączony jest z wyjściami (LEV, DEM0, DEM1) sygnałów informujących o stanie pracy bloku wejściowego (WE), a wyjście bloku obsługi wyświetlacza (OW) za pośrednictwem magistrali (DBS) połączone jest z wyświetlaczem (WWC) informacji wygenerowanych w mikrokomputerze (MK) i w bloku wejściowym (WE).

   * * *