RO120476B1 - Sistem de reglare a traficului, folosirea acestuia şi metodă de comandă a deplasării unei unităţi mobile - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un sistem de reglare a traficului, pentru unităţi mobile (1), care cuprinde o multitudine de unităţi pasive, staţionare (3), cu capacitate de memorare electronică şi aparate de emisie şi recepţie. Memoria unităţilor pasive conţine un cod de informaţie (25), care este unic la acea unitate şi se află în relaţie cu poziţia unităţii în discuţie. O unitate mobilă are un calculator electronic (12), cu capacitate de memorare asociată şi aparate de emisie şi recepţie. Când sunt integrate de o unitate mobilă, unităţile staţionare furnizează codul lor de informaţie, dând posibilitate unităţii mobile să-şi calculeze poziţia. Memoria unităţilor staţionare, pe lângă codurile de informaţie ale numitelor unităţi, conţine mesaje de trafic, stocate, care sunt furnizate împreună cu codul de informaţie, la interogarea primită de la unitatea mobilă. Circulaţia unităţii mobile poate fi reglată în conformitate cu informaţia de trafic, primită.

Description

Invenția se referă la un sistem de reglare a traficului, de tipul definit în partea introductivă a revendicării 1 și la folosirea unui astfel de sistem în legătură cu traficul trenurilor, în afară de aceasta, invenția se referă la folosirea acestui sistem și la o metodă de comandă a deplasării unei unități mobile.

Preocuparea de creștere a vitezei trenurilor a creat și necesitatea de asigurare a unor sisteme fiabile de comandă a trenurilor.

în descrierea de invenție EP-A-145464, se prezintă un sistem de comandă a unui tren la care niște repetoare de impulsuri, care aplică un răspuns codat la o cerere, sunt amplasate de-a lungul unui parcurs de cale ferată. Un tren primește informație pe codul următorului repetor de impulsuri de la un centru de comandă, iar trenul raportează când acest cod este detectat. Dacă repetorul de impulsuri nu este detectat, atunci trenul este oprit.

în descrierea de invenție GB-A-2219833 se prezintă un sistem de informare în trafic pentru folosire la traficul de autobuze. La fiecare stație de autobuz este prevăzut câte un emițător care transmite un cod autobuzului când este interogat, astfel putând fi determinată poziția autobuzului. Această informație poate fi folosită de exemplu în centrale de comandă a traficului pentru a pune în circulație mai multe autobuze dacă este necesar.

în descrierea de invenție US 5129605 se prezintă un sistem la care o multitudine de sisteme, diferite, de determinare a poziției sunt folosite pentru ă determina poziția exactă a trenului. Sistemul în ansamblu este comandat de către un centru de comandă care coordonează informația. Mai mult decât atât, a fost elaborat un sistem de siguranță denumit “comanda automată a trenurilor” în scopul de a îmbunătăți siguranța trenurilor. Acest sistem asigură protecție împotriva producerii unor erori umane din partea mecanicilor conductori de tren, unul din elementele de bază ale sistemului constând în aceea că trenul este prevăzut cu un calculator electronic care recepționează informație de trafic, de exemplu semnale de oprire și limite de viteză, de la o multitudine de emițătoare situate de-a lungul parcursului. Astfel, calculatorul electronic poate opri trenul, indiferent de ce face mecanicul conductor când trenul ajunge la un semnal de oprire. Semnalele și emițătoarele sunt comandate de la un post central de semnalizare.

în sfârșit, în descrierea de invenție US 3940765 se prezintă un sistem de reglare a traficului, pentru trenuri, având o multitudine de unități pasive, staționare, sistemul fiind de tipul prezentat în partea introductivă a revendicării 1. Acest sistem cunoscut nu dă posibilitate trenurilor să transmită mesaje către unitățile staționare.

Problema tehnică, prezentată în prezenta invenție, este aceea de a asigura un sistem care să facă posibilă comanda unei unități mobile, de exemplu un tren, care poate fi dată fără interferență din partea centrului de comandă a traficului, atâta timp cât fluxul de trafic este fluent.

Acest obiectiv este atins prin aceea că sistemul de comandă a traficului este prevăzut cu caracteristicile constructive definite în partea introductivă a revendicării 1. Folosirea unor unități pasive, staționare, aranjate de-a lungul parcursului, elimină necesitatea existenței unor cabluri de-a lungul parcursului. Astfel este ușor ca unitățile staționare să fie încapsulate astfel încât să se evite pătrunderea apei. în acest fel, sistemul este extrem de insensibil față de vânt și condițiile meteorologice. Unitățile staționare aplică un cod unic unei interogări, iar calculatorul electronic al unității mobile poate determina poziția lui, pozițiile unităților staționare, următorul montaj fiind determinat exact și stocat electronic. Prin aceasta, unitatea mobilă își determină poziția pe baza unui cod unic cu ajutorul unui panou electronic de căutare. Unitatea mobilă primește simultan informație de trafic, de exemplu limite de viteză, și date privind unitatea mobilă care a trecut ultima, cum ar fi un tren pe punctul considerat

RO 120476 Β1 al secțiunii, care furnizează aceste date unităților staționare. Prin aceasta este posibil să se1 comande pilotul de viteză al trenului cu ajutorul datelor obținute direct de la unitatea staționară. După cum s-a menționat, informația de trafic poate să includă, de asemenea, o infor-3 mație referitoare la ultimul tren care a trecut fiind posibil, prin aceasta, să se estimeze distanța față de trenul precedent și să se determine distanța până la acesta. în acest fel, depla- 5 sarea trenului sau unității mobile poate fi reglată în conformitate cu această informație.

Această comandă a trenului poate fi făcută mai sigură prin aceea că trenurile transmit în mod7 automat mesajul la o unitate centrală de comandă astfel încât trenurile ulterioare pot calcula mai sigur dacă secțiunea din față este neocupată, prin combinarea datelor obținute de la9 unitățile staționare cu datele privind o anomalie la trenul din față.

în mod avantajos, după cum se arată în revendicarea 2, unitățile staționare transmit 11 și recepționează pe frecvențe, preferabil de 27 MHz. Aceste unități pot fi îngropate și astfel ascunse și protejate împotriva vântului și factorilor meteorologici. 13 întrucât unitățile staționare sunt construite așa cum se arată în revendicarea 3, este posibil să se realizeze un sistem de reglare a traficului foarte ieftin și, practic, fără să nece- 15 site întreținere, deoarece circuitele sunt alimentate prin energia electromagnetică eliberată de către unitățile mobile prin semnalul lor de interogare. 17

După cum se arată în revendicarea 4, mesajele de trafic pot consta din timpul de interogare a unității mobile și informația de identificare referitoare la unitatea mobilă. Aceste date 19 sunt comunicate unității următoare și apoi sunt șterse deoarece nu mai prezintă interes. După cum se arată în revendicarea 5, mesajele de trafic pot cuprinde limite de viteză și infor- 21 mație privind condițiile locale, iar aceste informații pot să constituie o avertizare privind activitatea de-a lungul traseului etc. 23

După cum se arată în revendicarea 6, informația de poziție, calculată poate fi afișată pe un ecran, această informație fiind reprezentată fie prin valori numerice, fie ca indicație 25 grafică pe o hartă.

După cum se arată în revendicarea 7, unitatea de comandă a unității mobile calcu- 27 lează distanța până la unitatea mobilă care a trecut ultima - opțional în timp - ceea ce se face pe baza mesajelor de trafic recepționate de la unitățile staționare și, opțional, de la centrul 29 de comandă a traficului dacă ultima unitate care a trecut nu respectă un orar prestabilit.

Stocarea informației tehnice de conducere are loc, în mod avantajos, așa cum se 31 arată în revendicarea 8, în timp ce mesajele de trafic mai permanent sunt stocate după terminarea unei proceduri de recunoaștere cu succes, adică o unitate mobilă trebuie să vali- 33 deze (confirme) că ea este îndreptățită să stocheze tipul de mesaje în discuție, iar o astfel de procedură este denumită de regulă, procedura strângerii de mână. Proceduri corespunză- 35 toare se execută atunci când astfel de mesaje de trafic permanent sunt șterse.

Sistemul de reglare a traficului, definit în revendicările 1-9, poate fi folosit în legă- 37 tură,cu un număr mare de unități mobile, iar acestea urmează o rută mai mult sau mai puțin prestabilită. Aceasta poate fi, de exemplu, deplasarea pe sol a unui avion în aeroporturi unde 39 pilotul însuși poate deplasa avionul pe sol până la o poartă, iar turnul de control nu trebuie să intervină atâta timp cât nu există un alt avion de-a lungul rutei în discuție. Sistemul poate 41 fi folosit în legătură cu traficul de autobuze publice, deoarece un calculator electronic încorporat în autobuz poate transmite informație la un centru de comandă a traficului dacă respec- 43 tivul autobuz nu respectă orarul. Atunci, centrul de comandă a traficului poate afișa sosirile modificate, probabile la stațiile de autobuz care urmează. Prin aceasta, pasagerii vor fi 45 informați în mod curent cu privire la sosirea probabilă a următorului autobuz. Totuși, sistemul găsește aplicație specială în interiorul sistemelor de reglare a traficului în legătură cu traficul 47

RO 120476 Β1 pe calea ferată după cum se arată în revendicarea 10. Aici, mecanicul conductor al trenului poate conduce trenul fără intervenție de la centrul de reglare a traficului atâta timp cât se respectă un orar stabilit. Mecanicii conductori de tren nu se mai supun unor semnale vizuale dea lungul parcursului, ci pot conduce trenul pe baza cunoașterii de către ei a poziției trenului respectiv și a poziției trenului care a trecut ultimul. Aceasta deschide perspectiva de introducere a trenurilor fără mecanic conductor la care calculatorul electronic al trenului comandă circulația acestuia.

Invenția se referă de asemenea la o metodă care se distinge conform elementelor definite prin revendicarea 11.

în expunerea de mai sus, invenția este prezentată în legătură cu sisteme de comandă a trenurilor însă este clar că o serie de avantaje pot fi obținute și prin aplicarea sistemului descris mai sus de-a lungul magistralelor clin majoritatea orașelor daneze unde cunoașterea pozițiilor exacte ale autoturismelor și autobuselor poate fi folosită pentru a îmbunătăți servirea pasagerilor din autobuze, siguranța conducătorilor de taxiuri și vehiculelor de ajutor prin crearea de unde verzi în orașe.

în afară de aceasta, invenția poate fi aplicată în legătură cu deplasarea la sol a avioanelor în aeroporturi astfel încât turnurile de control sunt scutite de acest gen de activitate.

Mai mult decât atât, sistemul deschide perspectiva punerii în funcțiune a unor trenuri fără mecanic de locomotivă.

în continuare se prezintă un exemplu de realizare a sistemului de reglare a traficului și metodei, conform invenției, în legătură cu fig. 1...6 care reprezintă:

- fig. 1, schema sistemului de comandă, în legătură cu un tren;

- fig. 2, reprezentare în plan orizontal a modului în care sistemul de comandă a trenului comunică cu o unitate staționară printr-un cuplaj inductiv, cu ajutorul unei antene cadru;

- fig. 3, schema comunicației dintre calculatorul electronic al locomotivei, o unitate staționară și un centru de comandă a traficului;

- fig. 4, reprezentare schematică a structurii unei unități staționare;

- fig. 5, modul de consemnare a informației cu interogare și răspuns ulterior într-un sistem de comandă a traficului, conform invenției;

- fig. 6, modul de marcare a interogării când simultan se înmagazinează date de natură mai permanentă.

Sistemul de comandă a traficului arătat în fig. 1 este aplicat, în cazul dat, la un tren 1 care circulă pe niște șine 2. Niște unități staționare 3 sunt prevăzute de-a lungul parcursului, ele lucrând preferabil pe o frecvență de 27 MHz astfel încât pot fi îngropate, de exemplu de-a lungul parcursului, fără a deranja condițiile de transmisie și recepție ale acestor unități. Unitățile staționare 3, care sunt arătate mai detaliat în fig. 4, toate conțin un cod de identificare prestabilit. Aceste unități staționare sunt prevăzute de-a lungul parcursului la o distanță prestabilită de exemplu de 100 sau 500 de metri, iar pozițiile lor sunt determinate ulterior foarte precis, poziția unității fiind stocată împreună cu codul de informație sub formă de tabel într-o memorie electronică. Aceste tabele electronice sunt copiate succesiv în calculatoarele electronice ale tuturor unităților mobile care pot determina succesiv și exact propriile lor poziții prin căutare în tabel când ele detectează o unitate staționară. Unitatea mobilă 1 comunică cu unitatea staționară 3 printr-o antenă cadru 17 care este conectată la un calculator 12 printr-un emițător/receptor 16. Acest semnal electromagnetic este recepționat de către o antenă cadru 4 de pe unitatea staționară care va fi explicată în legătură cu fig. 4. Ca răspuns la o interogare, unitatea staționară transmite codul său de identificare, precum și mesajele de trafic stocate, cu ajutorul cărora calculatorul electronic 12 poate calcula

RO 120476 Β1 propria sa poziție și dă asigurări că nu există alte trenuri sau unități mobile imediat în față, 1 pe șine. Dacă unitatea staționară 3 conține informație referitoare la limite de viteză, o astfel de informație poate fi folosită prin intermediul calculatorului 12 pentru a comanda viteza 3 maximă a pilotului de trafic 13. în continuare, calculatorul electronic 12 poate calcula distanța până la unitatea mobilă care a trecut ultima și care poate fi arătată pe un ecran 14 împreună 5 cu diverse elemente relevante de informație, de exemplu viteza efectivă a trenului, momentul și poziția calculată anterior; aceasta din urmă poate fi arătată fie ca o reprezentare alfanu- 7 merică, fie ca o reprezentare grafică pe o hartă sau pe un segment de hartă. Mecanicul conductor de tren poate de asemenea să comunice cu un calculator electronic 12 printr-o inter- 9 față de mecanic conductor, sub forma unei claviaturi cu fișe (chei). Mai mult decât atât, calculatorul electronic este conectat la o unitate 11 de la care pot fi obținute date tehnice de 11 conducere a trenului. Anume de aici calculatorul electronic primește informație privind viteza reală a trenului. în sfârșit, calculatorul electronic 12 este pus în legătură cu o unitate 13 de 13 la care primește informații cu privire la inițiative tehnice de conducere, adică la acționarea frânelor, acționarea accelerației etc. Se menționează că această comunicație în două sensuri 15 se implică în așa fel încât calculatorul electronic 12 primește informație privind inițiativele tehnice de conducere, însă poate de asemenea să preia comanda de la mecanicul conductor 17 de tren dacă,datorită informației primite, calculatorul descoperă o situație în care se cere o astfel de interfață. 19

Simultan, calculatorul electronic 12 se află în comunicație radio cu un centru 15 de comandă a traficului ce are loc prin intermediul unui emițător/receptor 18 cu o antenă aso- 21 ciată. Calculatorul electronic 12 primește în mod curent informație prin intermediul acestei legături radio, iar această informație cuprinde reglajele de timp, momentele de trecere în timp 23 ale sistemului fiind înmagazinate (stocate) în mod curent în unitățile staționare astfel încât se cere o anumită precizie în ceea ce privește momentele de timp. Informația cuprinde de 25 asemenea informație curentă privind alte trenuri, dacă acestea nu respectă niște orare prestabilite și mărimea abaterii în timp implicație pentru aceste trenuri. Trenurile sunt identificate 27 cu ajutorul unor coduri de identificare, prestabilite. Centrul transmite simultan interogații curente la care calculatorul electronic răspunde numai cu O.K. atâta timp cât se respectă 29 orarul. în cazul unor abateri de la orar, dincolo de niște toleranțe permise, calculatorul electronic al trenului comunică mărimea acestor abateri care este stabilită cu ajutorul determinării 31 de poziție comparativ cu orarul stocat în memoria calculatorului electronic.

în fig. 4 se prezintă unitatea staționară 3 care, așa cum s-a menționat mai înainte, cu- 33 prinde o antenă cadru 4 sau o spiră ce comunică cu unitatea de comandă 7 sau CPU a unității staționare prin intermediul unei interfețe de emițător/receptor. Unitatea de comandă 7 35 este alimentată cu curent electric de la interfața emițător/receptor ce are loc prin intermediul unui circuit 6 cu redresor care rectifică semnalul radio și furnizează o tensiune de curent 37 continuu la unitatea de comandă 7 peste memoriile asociate ei. Unitatea de comandă 7 are o memorie de tip PROM în care secvențele de program necesare pentru această funcție sunt 39 stocate împreună cu codul de identificare unic al unității de comandă.. Unitatea staționară are, în plus, o memorie de tip RAM (memorie cu acces aleator) în care sunt stocate mesaje 41 de trafic. Mesajele de trafic sub formă de puncte de trecere în timp sau puncte de interogare în tirnp și informația de tren sunt scrise peste informația anterioară, corespunzătoare, pe 43 când mesajele de trafic de natură mai permanentă de exemplu limite de viteză și altele de acest fel sunt stocate în secțiuni de memorie, separate, în memoria 8 de tip RAM. 45

RO 120476 Β1

Comunicarea între o unitate mobilă 1 și o unitate staționară 3 poate avea loc de exemplu așa cum se arată în fig. 5. Unitatea mobilă prezintă mai întâi o parolă 20 care, parțial, asigură că această unitate are permisiunea să înmagazineze date în memoria RAM a unității staționare și pornește parțial alimentarea cu curent electric a unității staționare. După parola 20 se dă un cod de informație 21, urmat de o informație tehnică de conducere sub forma unui moment de interogare în timp și, opțional, de viteză. Când unitatea staționară primește aceste date, ea transmite codul unic de informație 25 cu ajutorul căruia unitatea mobilă poate să-și determine poziția printr-o căutare tabelară. Ulterior, transmite mesaje de trafic care constau, parțial, din informație privind ultima unitate mobilă care a trecut, această informație fiind notată cu 26, precum și din informație de natură mai permanentă cum ar fi limite de viteză și avertizări privind activitatea de-a lungul parcursului. Aceste ultime date permanente, menționate, sunt notate cu 27.

în fig. 6 se prezintă modul cum pot fi compuse datele, dacă unitatea mobilă trebuie să capete permisiunea de a stoca date ce sunt de natură mai permanentă. Ordinea datelor este în mare măsură aceeași ca cea arătată mai sus, unitatea mobilă furnizând o parolă 20, un cod de identificare 21 urmat de date tehnice 22 referitoare la conducere, după care unitatea mobilă furnizează o altă parolă 23 care, dacă unitatea staționară o recunoaște, permite ca unitatea mobilă să stocheze această informație de natură mai permanentă, respectiva informație fiind notată cu 24 și cuprinzând limite de viteză și altele asemenea, după cum s-a menționat mai înainte. Când unitatea staționară recunoaște aceste date, ea furnizează un răspuns așa cum se arată în legătură cu fig. 5.

Claims (11)

1. Revendicări

   1. Sistem de reglare a traficului pentru unități mobile (1), care cuprinde:

   - o multitudine de unități pasive, staționare (3) care au capacitate de stocare electronică (8,9) și aparate de emisie și recepție (4,5), numită memorie, conținând un cod de informație (25) care este unic în respectiva unitate și face referire la poziția unității în discuție;

   - cel puțin o unitate mobilă (1) având un calculator electronic (12) cu capacitate de stocare asociată și aparate de emisie și recepție (16,17);

   - numitele unități staționare (3), atunci când sunt interogate (20-22) de către o unitate mobilă (1), furnizând un cod de informație (25) care dă posibilitate unității mobile (1) să-și calculeze poziția;

   - fiecare unitate staționară (3) conține în afară de codurile lor de informație (25), mesaje de trafic stocate (26, 27) care sunt furnizate împreună cu codul de informație (25) la o interogare din partea unei unități mobile:

   - circulația unității mobile (1) putând fi reglată în concordanță cu informația de trafic (26,27) recepționată, caracterizat prin aceea că niște circuite electronice ale unității staționare (3) au o unitate de comandă (7) adaptata pentru a înregistra mesaje de trafic primite de la o unitate mobilă (1), a stoca aceste mesaje într-o memorie (8) de tip RAM și furniza respectivele mesaje uneia sau mai multor unități mobile (1) care interoghează.
2. 2. Sistem de reglare a traficului, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că unitățile pasive (3) sunt unități staționare care emit și recepționează pe frecvențe, preferabil, de 27 MHz.
3. 3. Sistem de reglare a traficului, conform revendicării 1 sau 2, caracterizat prin aceea că aparatele de emisie și recepție (4, 5) ale unităților pasive, staționare (3) cuprind

   RO 120476 Β1 o spiră pasivă, inductivă (4) prin care se recepționează semnalul de interogare (20-22) și se1 furnizează un.semnal de răspuns (25-27) cu cod de informație (25) și mesaje de trafic (26, 27), unitățile staționare (3) cuprinzând un circuit electronic, integrat ce are o capacitate de 3 stocare sub forma unei memorii (9) de tip ROM pentru codul de identificare (25) și o memorie (8) de tip RAM pentru mesaje de trafic (26, 27) circuitul electronic fiind alimentat cu curent5 electric prin energia colectata de către o bobină de inducție.
4. 4. Sistem de reglare a traficului conform oricăreia din revendicările 1 -3, caracterizat7 prin aceea că niște mesaje de trafic (21,22) furnizate de către o unitate mobilă (1) uneia din unitățile stațiomare cuprind un moment de interogare în timp și o informație de identitate9 privind unitatea care interoghează (1).
5. 5. Sistem de reglare a traficului conform oricăreia din revendicările 1 -4, caracterizat 11 prin aceea că mesajele de trafic (21 - 24) conțin informație (24) privind limite de viteză și informații privind condițiile locale.13
6. 6. Sistem de reglare a traficului conform oricăreia din revendicările 1-5, caracterizat prin aceea că unitățile mobile (1) au o unitate de comandă (12) care, prin căutare într-un 15 fișier stocat în memoria asociată cu calculatorul, determină poziția unității mobile (1) ca răspuns la codul de informație (25) primit de la una din numitele unități staționare (3) unitatea 17 de comandă (12) având un ecran de afișare (14) pentru a afișa poziția calculată.
7. 7. Sistem de reglare a traficului conform revendicării 6, caracterizat prin aceea că 19 unitatea de comandă (12) este, în plus, asociată cu o unitate de calcul care calculează distanța până la unitatea mobilă care a trecut ultima ca răspuns la mesajele de trafic recepțio- 21 nate și dacă circulația unității care a trecut ultima diferă față de un orar prestabilit, ca răspuns la mesajele de la centrul de control al traficului respectiva distanță fiind afișată de către un 23 ecran de afișare (14), opțional sub forma unei instrucțiuni de oprire.
8. 8. Sistem de reglare a traficului conform oricăreia din revendicările 1 -7, caracterizat 25 prin aceea că unitățile de comandă (7) ale unităților mobile (3) înmagazinează mesaje de trafic (21 - 22), privind circulația unității mobile, într-o secțiune a unei memorii (8) de tip RAM 27 în care s-a înregistrat informația corespunzătoare privind ultima unitate mobilă care a trecut.
9. 9. Sistem de reglare a traficului conform oricăreia din revendicările 3-8, caracterizat 29 prin aceea că unitățile de comandă (7) ale unităților staționare (3) înmagazinează mesaje (24) de natură permanentă în memoria (9) de tip ROM, aceste mesaje fiind stocate numai 31 după terminarea cu succes a unei proceduri de recunoaștere.
10. 10. Sistem de reglare a traficului conform oricăreia dintre revendicările 1-9 33 caracterizat prin aceea că este utilizat în domeniul traficului feroviar.
11. 11. Metodă de comandă a circulației unei unități mobile (1) care cuprinde o interogare 35 de la unitatea mobilă către una dintr-o multitudine de unități pasive staționare (3), prearanjate care, ca răspuns la o interogare furnizează un cod unic de informație (25) după care se de- 37 termină poziția unității mobile ca răspuns la codul unic de informație, caracterizată prin aceea că unitatea mobilă (1) recepționează informație de trafic (26-27), stocată electronic, 39 care este furnizată uneia din unitățile pasive staționare de la o unitate mobilă anterioară, iar circulația unității mobile (1) fiind comandată ca răspuns la o poziție determinată și la o 41 informație de trafic (26 - 27) recepționată.