RU137533U1

RU137533U1 - INFORMATION TRANSMISSION SYSTEM FOR PEDESTRIAN TRANSITIONS AND TRANSFERS ABOUT APPROXIMATION OF MOBILE COMPOSITION

Info

Publication number: RU137533U1
Application number: RU2013129592/11U
Authority: RU
Inventors: Андрей Викторович Шведов; Александр Борисович Моденов; Алексей Алексеевич КИБКАЛО
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Российские Железные Дороги"
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2013-06-28
Publication date: 2014-02-20

Abstract

Система передачи информации на пешеходные переходы и переезды о приближении подвижного состава, содержащая генератор сигналов, вход которого соединен с первым выходом модуля управления и связи, второй выход которого соединен с первым входом антенного коммутатора, вход/выход которого соединен с входом/выходом антенной системы, модуль питания, выход которого соединен с первым входом модуля управления и связи, отличающаяся тем, что дополнительно введены приемный и передающий модули и модуль аналоговой обработки, выход которого соединен со вторым входом модуля управления и связи, вход и выход передающего модуля соединены соответственно с первым выходом генератора сигналов и вторым входом антенного коммутатора, выход которого соединен с первым входом приемного модуля, вход и выход которого соединены соответственно со вторым выходом генератора и входом модуля аналоговой обработки сигнала, выход которого соединен со вторым входом модуля управления и связи, при этом генератор сигналов выполнен с возможностью обеспечения прямого цифрового синтеза частоты и фазовой манипуляции, а антенная система установлена с возможностью взаимодействия с проводами контактной сети.A system for transmitting information to pedestrian crossings and crossings about the approach of rolling stock, comprising a signal generator, the input of which is connected to the first output of the control and communication module, the second output of which is connected to the first input of the antenna switch, the input / output of which is connected to the input / output of the antenna system, a power module, the output of which is connected to the first input of the control and communication module, characterized in that the receiving and transmitting modules and an analog processing module, the output of which is connected to about the second input of the control and communication module, the input and output of the transmitting module are connected respectively to the first output of the signal generator and the second input of the antenna switch, the output of which is connected to the first input of the receiving module, the input and output of which are connected respectively to the second output of the generator and the input of the analog processing module signal, the output of which is connected to the second input of the control and communication module, while the signal generator is configured to provide direct digital frequency synthesis and phase manipulation yatsii and antenna system installed to interact with the catenary wires.

Description

Полезная модель относится к транспортным системам, в частности к системам железнодорожной автоматики и телемеханики с полностью автоматическим управлением, и более конкретно к устройствам определения текущего местоположения подвижного состава.The utility model relates to transport systems, in particular to railway automation and telemechanics systems with fully automatic control, and more particularly to devices for determining the current location of rolling stock.

Известен «Способ диагностирования рельсового пути и подвижного состава», заявка на изобретение №2011134303 от 16.08.2012 г, дата публикации 27.02.2013 г., в котором реализовано устройство, содержащее регулируемый генератор электрических импульсов специальной формы, коммутатор, обеспечивающий поочередную трансляцию импульсов на каждую приемо-передающую антенну, синхронизатор для открытия входа усилителя приемника на определенный временной интервал, соответствующий времени прихода отраженного сигнала, блок памяти для введения и хранения параметров отраженных импульсов, соответствующих нормальному состоянию пути и нормальному состоянию вагонов. В устройство входит блок питания, обеспечивающий работу от стандартных бортовых источников питания, бортовой компьютер, обеспечивающий обработку полученной информации.The well-known "Method for diagnosing rail track and rolling stock", application for invention No. 20111134303 from 08.16.2012, publication date 02.27.2013, which implements a device containing an adjustable form of electric pulse generator of a special form, a switch that provides alternate transmission of pulses to each transceiver antenna, a synchronizer for opening the input of the receiver amplifier for a certain time interval corresponding to the time of arrival of the reflected signal, a memory unit for introducing and storing the parameter in reflected pulses corresponding to the normal state of the track and the normal state of the cars. The device includes a power supply unit that provides operation from standard on-board power sources, an on-board computer that provides processing of the received information.

Недостатком данного устройства является то, что оно использует импульсный метод радиолокации, для которого характерна широкая полоса частот излучаемого сигнала. Так для получения разрешения по дальности 150 м приходится использовать импульс длительностью 1 мкс. Для передачи такого импульса без нарушения требований по электромагнитной совместимости необходимо использовать несущую частоту сотни мегагерц. Для сигналов таких частот рельсовый путь представляет собой волновод с многочисленными неоднородностями, образованными креплениями рельса на шпалы, самими шпалами и стыками, рассеивающими сигнал поверхностной волны. Кроме того параметры рельса как волновода сильно зависят от подстилающей поверхности, что ограничивает применения способа и снижает его эффективность.The disadvantage of this device is that it uses a pulsed radar method, which is characterized by a wide frequency band of the emitted signal. So to obtain a resolution of 150 m range, you have to use a pulse of 1 μs duration. To transmit such a pulse without violating the requirements for electromagnetic compatibility, it is necessary to use a carrier frequency of hundreds of megahertz. For signals of such frequencies, the rail track is a waveguide with numerous inhomogeneities formed by fastening the rail to the sleepers, the sleepers themselves and the joints that scatter the surface wave signal. In addition, the parameters of the rail as a waveguide strongly depend on the underlying surface, which limits the application of the method and reduces its effectiveness.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемой системе и поэтому выбрано в качестве прототипа.The above device is the closest in technical essence to the claimed system and therefore is selected as a prototype.

Решаемой технической задачей является создание системы передачи информации на пешеходные переходы и переезды о приближении подвижного состава, измерения расстояния до приближающегося подвижного состава и подачи управляющих сигналов на устройства оповещения о приближении подвижного состава, реализующего радиолокационный метод.The technical task to be solved is the creation of a system for transmitting information to pedestrian crossings and crossings about the approach of rolling stock, measuring the distance to an approaching rolling stock and supplying control signals to warning devices about the approach of rolling stock using the radar method.

Достигаемым техническим результатом является повышение эффективности радиолокационного метода определения расстояния до приближающегося подвижного состава, повышение надежности и достоверности определения расстояния засчет использования для локации электромагнитных волн, распространяющихся в направляющей линии, образованной рельсом и контактным проводом, а также использование непрерывного сигнала с фазовой манипуляцией.The technical result achieved is an increase in the efficiency of the radar method for determining the distance to an approaching rolling stock, an increase in the reliability and reliability of determining the distance due to the use of electromagnetic waves propagating in the guide line formed by the rail and the contact wire, and the use of a continuous signal with phase shift keying.

Для достижения технического результата в устройстве для определения местоположения подвижного состава, содержащее генератор сигналов, вход которого соединен с первым выходом модуля управления и связи, второй выход которого соединен с первым входом антенного коммутатора, вход/выход которого соединен с входом/выходом антенной системы, модуль питания, выход которого соединен с первым входом модуля управления и связи, новым является то, что дополнительно введены приемный и передающий модули и модуль аналоговой обработки, выход которого соединен со вторым входом модуля управления и связи, вход и выход передающего модуля соединены соответственно с первым выходом генератора сигналов и вторым входом антенного коммутатора, выход которого соединен с первым входом приемного модуля, вход и выход которого соединены соответственно со вторым выходом генератора и входом модуля аналоговой обработки сигнала, выход которого соединен со вторым входом модуля управления и связи, при этом генератор сигналов выполнен с возможностью обеспечения прямого цифрового синтеза частоты и фазовой манипуляции, а антенная система установлена с возможностью взаимодействия с проводами контактной сети.To achieve a technical result in a device for determining the location of rolling stock, containing a signal generator, the input of which is connected to the first output of the control and communication module, the second output of which is connected to the first input of the antenna switch, the input / output of which is connected to the input / output of the antenna system, the module power supply, the output of which is connected to the first input of the control and communication module, it is new that the receiving and transmitting modules and the analog processing module, the output of which with is single with the second input of the control and communication module, the input and output of the transmitting module are connected respectively to the first output of the signal generator and the second input of the antenna switch, the output of which is connected to the first input of the receiving module, the input and output of which are connected respectively to the second output of the generator and the input of the analog module signal processing, the output of which is connected to the second input of the control and communication module, while the signal generator is configured to provide direct digital frequency synthesis and phase th manipulation, and the antenna system is installed with the ability to interact with the wires of the contact network.

Новая совокупность существенных признаков позволяет повысить дальность действия устройства, увеличить надежность и достоверность определения местоположения подвижного состава.A new set of essential features allows to increase the range of the device, to increase the reliability and reliability of determining the location of rolling stock.

На схеме приведена система передачи информации на пешеходные переходы и переезды о приближении подвижного состава. Данная схема содержит генератор сигналов 6, вход которого соединен с первым выходом модуля управления и связи 3, второй выход которого соединен с первым входом антенного коммутатора 2, вход/выход которого соединен с входом/выходом антенной системы 1, модуль питания 8, выход которого соединен с первым входом модуля управления и связи 3, приемный 5 и передающий 4 модули и модуль аналоговой обработки 7, выход которого соединен со вторым входом модуля управления и связи 3, вход и выход передающего модуля 4 соединены соответственно с первым выходом генератора сигналов 6 и вторым входом антенного коммутатора 2, выход которого соединен с первым входом приемного модуля 5, вход и выход которого соединены соответственно со вторым выходом генератора 6 и входом модуля аналоговой обработки сигнала 7, выход которого соединен со вторым входом модуля управления и связи 3, при этом генератор сигналов 6 выполнен с возможностью обеспечения прямого цифрового синтеза частоты и фазовой манипуляции, а антенная система 1 установлена с возможностью взаимодействия с проводами контактной сети 9 и рельсами 10.The diagram shows a system for transmitting information to pedestrian crossings and level crossings about the approach of rolling stock. This circuit contains a signal generator 6, the input of which is connected to the first output of the control and communication module 3, the second output of which is connected to the first input of the antenna switch 2, the input / output of which is connected to the input / output of the antenna system 1, the power module 8, the output of which is connected with the first input of the control and communication module 3, the receiving 5 and transmitting 4 modules and the analog processing module 7, the output of which is connected to the second input of the control and communication module 3, the input and output of the transmitting module 4 are connected respectively to the first output signal generator 6 and the second input of the antenna switch 2, the output of which is connected to the first input of the receiving module 5, the input and output of which are connected respectively to the second output of the generator 6 and the input of the analog signal processing module 7, the output of which is connected to the second input of the control and communication module 3 while the signal generator 6 is configured to provide direct digital synthesis of frequency and phase manipulation, and the antenna system 1 is installed with the possibility of interaction with the wires of the contact network 9 and the rails 10.

Система работает следующим образом:The system works as follows:

Формируемый генератором сигналов 6 непрерывный сигнал с фазовой манипуляцией поступает на передающий модуль 4, в котором производится его усиление и фильтрация. С выхода передающего модуля сигнал поступает через антенный коммутатор 2 в антенную систему 1 формирующую электромагнитную волну в волноводе, образованным рельсом 10 и проводом контактной сети 9. Антенный коммутатор 2 служит для обеспечения развязки выхода передающего модуля 4 и входа приемного модуля 5. Антенный коммутатор 2 выполнен с возможностью настройки на максимально возможную развязку при изменении входных параметров антенной системы. Для этого на его вход подается управляющий сигнал с модуля управления и связи 3. Отраженная от подвижного состава электромагнитная волна возвращается в антенную систему 1, с выхода которой сигнал поступает на вход приемного модуля 5 через антенный коммутатор 2. Приемный модуль 5 выполняет фазовое детектирование принятого сигнала и выполняет предварительное усиление выходного сигнала полученного при детектировании. При фазовом детектировании в качестве опорного сигнала используется исходный сигнал, формируемый генератором сигналов 6. С выхода приемного модуля 5 сигнал поступает на модуль аналоговой обработки сигнала 7, в котором он приводится к виду, необходимому для цифровой обработки в модуле управления и связи 3. Модуль управления и связи 3 представляет собой микропроцессорное устройство, выполняющее функции цифровой обработки принятого сигнала, расчет координат местоположения подвижного состава, расчет параметров движения подвижного состава и формирование управляющих сигналов для внешних устройств железнодорожной автоматики. Модуль питания 8 обеспечивает необходимые напряжения питания для всех модулей устройства и автоматическое переключение устройства с основного питания на резервное.The continuous signal generated by the signal generator 6 with phase shift keying is transmitted to the transmitting module 4, in which it is amplified and filtered. From the output of the transmitting module, the signal enters through the antenna switch 2 into the antenna system 1 generating an electromagnetic wave in the waveguide formed by the rail 10 and the wire of the contact network 9. The antenna switch 2 serves to isolate the output of the transmitting module 4 and the input of the receiving module 5. Antenna switch 2 is made with the ability to configure the maximum possible isolation when changing the input parameters of the antenna system. For this, a control signal from the control and communication module 3 is fed to its input. The electromagnetic wave reflected from the rolling stock is returned to the antenna system 1, from the output of which the signal is fed to the input of the receiving module 5 through the antenna switch 2. The receiving module 5 performs phase detection of the received signal and performs a preliminary amplification of the output signal obtained during detection. During phase detection, the initial signal generated by the signal generator 6 is used as a reference signal. From the output of the receiving module 5, the signal is supplied to the analog signal processing module 7, in which it is brought to the form necessary for digital processing in the control and communication module 3. The control module and communication 3 is a microprocessor device that performs the functions of digital processing of the received signal, the calculation of the coordinates of the location of the rolling stock, the calculation of the motion parameters of the rolling stock generating control signals for external devices of railway automatics. Power supply module 8 provides the necessary supply voltages for all device modules and automatic switching of the device from the main to the backup power.

Claims

A system for transmitting information to pedestrian crossings and crossings about the approach of rolling stock, comprising a signal generator, the input of which is connected to the first output of the control and communication module, the second output of which is connected to the first input of the antenna switch, the input / output of which is connected to the input / output of the antenna system, a power module, the output of which is connected to the first input of the control and communication module, characterized in that the receiving and transmitting modules and an analog processing module, the output of which is connected to about the second input of the control and communication module, the input and output of the transmitting module are connected respectively to the first output of the signal generator and the second input of the antenna switch, the output of which is connected to the first input of the receiving module, the input and output of which are connected respectively to the second output of the generator and the input of the analog processing module signal, the output of which is connected to the second input of the control and communication module, while the signal generator is configured to provide direct digital frequency synthesis and phase manipulation yatsii and antenna system installed to interact with the catenary wires.