RU2001807C1 - Способ предупреждени столкновений транспортных средств - Google Patents

Abstract

Использование, дл  предупреждени  столкновений транспортных средств Сущность изобретени  сигнал запроса передают с одного транспортного средства на другое, где формируют и передают сигнал ответа, который принимают на первом транспортном средстве, и формируют предупредительный сигнал 12 з п ф-пы

Description

Изобретение относитс  к специальным средствам радиолокации, радиосв зи и радиосигнализации на транспорте и предназначено дл  преимущественного применени  на железнодорожном транспорте.

Известны способы предупреждени  столкновени  транспортных средств и устройства , реализующие эти способы.

Недостатком известных способов  вл етс  использование рельсовых цепей, которые при попадании на рельсы посторонних предметов могут формировать сигналы ложной зан тости, приводить к отключению цепей локомотивной сигнализации и снижать таким образом достоверность предупреждающих сигналов,

От этого недостатка свободны способы и устройства в которых формирование предупреждающих сигналов о возможном столкновении транспортных средств не св зано с использованием рельсовых цепей., Формирование таких предупреждающих сигналов может быть основано на использовании отражени  излученных акустических волн от кодовых акустических отражателей, анализе оперативной телевизионной информации, применении пассивных радиолокационных и оптических отражателей.

Наиболее близким по сущности к за вл емому способу  вл етс  способ предупреждени  столкновений транспортных средств, заключающийс  в том, что в пункте запроса формируют сигнал запроса в виде радиоимпульса несущей частоты и передают его на транспортное средство, где сигнал запроса принимают ответчиком, установленным на торцевой части, по прин тому сигналу запроса формируют сигнал ответа, передают его в пункт запроса, где его принимают и по прин тому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал, который передают на другое транспортное средство, наход щеес  на пути следовани  данного (прототип).

Устройство, реализующее способ-прототип , состоит из бортовой приемнопереда- ющей антенны ответчика, коммутатора, линий задержки, резонаторов, сумматора, ВЧ тракта, а также стационарной приемопередающей антенны запросчика, передатчика , приемника 9, дешифратора, генератора меток, блок управлени  и информационной магистрали автоматизированной системы.

Устройство-прототип, работает следующим образом. По командам с информационной магистрали, поступающим на блок управлени , устанавливаетс  режим работы запросчика - в зависимости от предполагаемого нахождени  транспортных средств.

При нахождении транспортного средства в зоне действи  запросчика импульсные сигналы с выхода генератора меток поступают на передатчик, который под действием этих

запускающих импульсов излучает через антенну в направлении ответчика радиочастотные импульсы несущей частоты. В это врем  приемник запросчика по сигналам из блока управлени  закрыт. Излученный за0 просчиком через антенну радиочастотный импульсный сигнал поступает на антенну ответчика, с выхода которой по цеп м коммутатора разветвл етс  на линии задержки. Количество цепей коммутатора и линий за5 держки определ етс  структурой кода, идентифицирующего данное транспортное средство. Сигналы после линий задержки выдел ютс  в соответствующие моменты на подключенных к выходам каждой линии за0 держки резонаторах. Все резонаторы объединены ВЧ сумматором, который через ВЧ тракт подключен ко входу антенны. В результате на каждый радиочастотный импульс , воздействующий на антенну

5 ответчика, в нем формируетс  кодовый сигнал, представл ющий собой временную последовательность радиочастотных импульсов, поступающего из ВЧ тракта и излучаемую антенной. Излученный антен0 ной ответчика кодовый сигнал через антенну запросчика поступает через приемник на дешифратор 10. Выделенный дешифратором код N номера транспортного средства поступает в информационную магистраль

5 дл  анализа местоположени  данного транспортного средства и формировани  предупредительного сигнала дл  другого транспортного средства, наход щегос  на пути следовани  данного.

0 Недостатком такого способа  вл етс  сложность его реализации дл  всех возможных участков перемещени  транспортного средства, отсутствие на транспортном средстве оперативной информации о наличии по

5 /оду движени  другого транспортного средства и о рассто нии между ними.

Цель изобретени  - повышение безопасности движени  транспортных средств, оперативности и надежности формирова0 ни  предупредительных сигналов непосредственно на транспортном средстве и обеспечение оперативного определени  рассто ни  до другого транспортного средства , наход щегос  на пути следовани  дан5 ного.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в пункте запроса формируют сигнал запроса в виде радиоимпульса несущей частоты и передают его на транспортное средство, где сигнал запроса принимают ответчиком, установленным на торцопой части, по прин тому сигналу запроса формируют сигнал ответа , передают его в пункт запроса, где его принимают и по прин тому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал, который передают на другое транспортное средство, наход щеес  на пути следовани  данного дополнительного сигнал запроса формируют на первом транспортном средстве и передают его на второе транспортное средство, где сигнал запроса принимают, а сигнал ответа формируют на втором транспортном средстве в виде радиоимпульса частоты , кратной несущей, и передают его на первое транспортное средство, где сигнал ответа принимают и по прин тому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал , кроме того, фиксируют момент начала передачи сигнала запроса, после приема сигнала ответа на первом транспортном средстве формируют дополнительный сигнал запроса и передают его на второе транспортное средство, где его принимают и по прин тому дополнительному сигналу запроса формируют дополнительный сигнал ответа и передают его на первое транспортное средство, где его принимают, фиксируют окончание приема и определ ют рассто ние между первым и вторым транспортными средствами по формуле:

R Г Тп to П (Гэз + Гз°)

К L2п

где С - скорость распространени  радиоволн;

tn - момент окончани  приема последнего сигнала ответа;

t0 - момент начала передачи первого сигнала запроса;

п - число сигналов запроса;

Тзз - аппаратурна  задержка при формировании сигнала запроса;

Гзо - аппаратурна  задержка при формировании сигнала ответа.

За витель и авторы не обнаружили способов предупреждени  столкновени  транспортных средств с аналогичной последовательностью новых операций. Кроме го- го, совокупность вновь введенной последовательности операций не  вл етс  самосто тельным способом и может быть использована лишь совместно с остальными действи ми предлагаемого способа. Такое использование обеспечивает достижение положительного эффекта, сформулированного в цели данного технического решени , соьокулность вновь введенной последовательности действий следует считать удовлетвор ющей критерию существенные отличи 

Устройство работает следующим образом . С генератора меток стабильной частоты FO через делитель и формирователь но вход передатчика поступают модулирую- 5 щне импульсы. Период следопани  Ту импульсов устанавливаетс  делителем частоты 14 исход  из максимальной измер емой дальности Ямакс и требуемой разрешающей способности Д R измерени  0 дальности до другого транспортного средства с установленным ответчиком.

Синхронно с модулирующим импульсом с делител  на блок управлени  поступает стартовый импульс, по которому счетчик

5 времени начинает измерение интервала времени. Если через интервал гремени tycr на блок управлени  не поступает сигнал г выхода приемника, то бпок прэплрничустанавливает счетчик времени в исходное со0 сто ние и запросчпк омрабатип ет очередной модулирующий импульс. Така  ситуаци  будет иметь место при отсутствии другого транспортного средства с ответчиком на пути следовани  первого грлнспорт5 ного средства в пределах юп, действи  Rwatr запросчика.

Взаимодействие запросчика с ответчиком начинаетс  при нахождении ответчики на рассто нии (R ). Под дойстчипм

0 модулирующего импульса с выхода фпрми- ровагелл передачи через передающую антенну излучает радиоимпульс частоты fi в сторону приемкой антенны ответчика. Прин тый антенной радиосигнал частоты fi че5 рез разпотвитель поступает на пчоди сумматора, содержащею се/ииа-ичим элемент и выполн ющего роль смесител . П одно из плеч разветаител  2 включен фиксм рованныи фаловращатель (например на

0 ) Сит нал с выхода смесител  поступает на .юлосовой фильтр, на выходе юторого выдел етс  сигнал удвоенной частоты 2П. Радиочастотный импульсный ciniia t частоты 2fi с выхода фильтра через В Ч трзм посту

5 пает на передающую антенну огьстчи а. Излученный передающей антенной импульсный радиосигнал поступает in приемную ан теину ЗиРросчика. С выхода приемной антенны радиосигнал час .игы 2fi, поступает

0 на приемник запросчика. С о ы АСА ч прьсмчи ка продетектировэнный вгдеоиммул .и ото зт-т поступает на вход предупреди о/ч коп сигнализации , на вход счетчика 1,1V пчз и нг иторой вход формировател  (иробирусм ч; гнгнало

5 ми с Олоьа упрдоленр ).

При превышении уропн  того СИР нала Рпр некоторого опасного порога Рпр мин срабатывает предупреди к. льнач сигнализаци , котора  предупро+V,TOT MIпаж первого транспортного средстна о нахождении в опасной близости другого транспортного средства. Порог срабатывани  предупредительной сигнализации Рпр мин соответствует дальности Ямзкс, при

которой положение первого транспортного средства относительно второго можно считать безопасным, Порог срабатывани , в этом случае, определ етс  соотношением.

пр м

Роз (Спд э) (5эф пр о) (Кр) (СВпд cQj (Gnp з )Я

(4 Л)3 (РмаксУ

где Рпр мин - порог срабатывани  сигнализации;

RMSKC- наименьшее безопасное рассто ние на пути:

Роз - мощность передатчика запросчи- кэ;

СпО э - коэффициент усилени  передающей антенны запросчика,

5Эф пр о - эффективна  поверхность

,, Gnn Я ч

приемной антенны ответчика (Ъэф )

ч л

Спд о - КУ передающей антенны ответчика;

Gnp.a - КУ приемной антенны запросчика;

Кр - коэффициент передачи пассивных трактов ответчика (с выхода приемной антенны до входа передающей антенны) по мощности.

При измерении рассто ни  до транспортного средства каждый сигнал отклика ответчика, поступающий с выхода приемника , подаетс  на вход счетчика циклов и на вход формировател  дл  повторного переизлучени . При совпадении кода в счетчике циклов с заданным критерием точности п в анализаторе кодов вырабатываетс  сигнал, по которому блок управлени  останавливает счетчик времени и передает код времени на дешифратор дл  преобразовани  в код рассто ни  и подачи на индикатор рассто ни . Код рассто ни  в дешифраторе определ етс  по соотношению:

R cIoNt-nfr33+r30)c. ь

где R - измер емое рассто ние;

С - скорость распространени  излучени  (сЗ 10 М/с)

-г.„.

РО Спд з 5эф пр о Кр Спд о Спд з ° Я

(4  )3

Дл  увеличени  дальности действи 45 Рассмотренное устройство  вл етс  не

следует увеличивать мощность передатчи-единственным возможным вариантом реализака , чувствительность приемника и коэффи-ции за вленного способа и приведено дл  илциент усилени  антенн запросчикалюстрации реализуемости данного способа

TO 1/F0 - период следовани  меток времени;

Nt - код в счетчике времени; tn - продолжительность времени изме- рени  рассто ни  между первым и орым транспортными средствами;

п - код в счетчике циклов. Обща  максимальна  продолжительность времени измерени  tn ограничиваетс  допусти- мой погрешностью измерени  рассто ни . Например, при (AR 1M) и относительной скорости движени  локомотива 100 км/ ч максимальна  продолжительность одного измерени  не должна превышать (TN 36 с). Дл  периода (Т0 с) меток времени и () циклов переизлучени  радиосигналов разрешающа  способность измерени  рассто ни  составит

25

(Л R С - 0,3 м),

0

5

0

Максимальна  дальность Рмакс, на которой может производитьс  измерение рассто ни  между двум  транспортными средствами, будет определ тьс  не принципом организации измерений, а энергетическими соотношени ми в радиоканале. Например, при чувствительности приемника 9 запросчика (РПр Вт), MOUIHOCTH передатчика 8 около (Р0 10,0 Вт), эффективной поверхности антенн ответчика 1а и эзпросчика 76 около (3Эф 0,25 м2) коэффициенте передачи ответчика (Кр 0,1), длине волны излучени  около U 0,3 м), КУ антенны запросчика и ответчика около (Спд «Зб) максимальна  дальность измерени  рассто ни  (и обнаружени  транспортных средств по ходу движени  локомотива) в пределах пр мой видимости составит:

« 400 м

Общественно полезный эффект изобретени  заключаетс  в повышении безопасности перевозок за счет гпоевременкого обнаружени  наход щихс  на пут х следовани  транспортного средства других транспортных средств, что может иметь место при сбое в работе локомотивной сигнализации или при отсутствии других видов предупредительной сигнализации (например на участках, не охваченных сигнализацией).

Экономический эффект может быть ориентировочно оценен как разность между затратами на реализацию (Ср) за вленного технического решени  и стоимостью (СУ) убытков от предотвращенного ущерба

Учитыва , что ежегодно на дорогах страны происход т крупные железнодорожФормула изобретен ил

Claims (1)

1. СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙТРАНСПОРТНЫХ

СРЕДСТВ, заключающийс  в том, что в пункте запроса формируют сигнал запроса в виде радиоимпульса несущей частоты и передают его на транспортное средство, где сигнал запроса принимают ответчиком, установленным на торцевой части, по прин тому сигналу запроса формируют сигнал ответа, передают его в пункт запроса, где его принимают и по прин тому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал , который передают на другое транспортное средство, наход щеес  на пути следовани  данного, отличающийс  тем, что сигнал запроса формируют на первом транспортном средстве и передают его на второе транспортное средство, где сигнал запроса принимают, а сигнал ответа формируют на втором транспортном средстве и в виде радиоимпульса частоты , кратной несущей, передают его на первое транспортное средство, где сигнал ответа принимают и по прин тому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал.

,,

ные катастрофы с огромным ущербом эко номическа  эффективность or предобра щени  такого ущерба за счет применени  изобретени  очевидна.

5Изобретение разработано в процессе

выполнени  ОКР Сигнал, выполн емый по заказу Московской железной дороги В насто щее врем  выполн етс  3ian разработки рабочей конструктивной документации

0 Изобретение целесообразно внедрить на всех видах транспортных средств, используемых в железнодорожном транспор те

-у

5 (56) Авторское свидетельство СССР

Ms 1504657, кл. В G1 L 25/02, G 06 К 7/00. 1987.

2 Способ по п.1, отличающийс  тем, 0 что фиксируют момент начала передачи сигнала запроса, после приема сигнала ответа на первом транспортном средстве формируют дополнительный сигнал запроса и передают его на второе транспортное средство, где его принимают и по прин тому дополнительному сигналу запроса фор мируют дополнительный сигнал ответа и передают его на первое транспортное п средство, где его принимают и фиксируют окончание приема, и определ ют рассто ние между первым и вторым-транспортны- ми средствами по формуле

5

35

40

5

п - rtn -.to - п(тзо - гзз) к - ип

где С - скорость распространени  радиоволн;

tn - момент окончани  передачи последнего сигнала ответа; Ю - момент начала передачи первого

сигнала запроса; п- число сигналов запроса; 133 - аппаратурна  задержка при формировании сигнала запроса; гзо - аппаратурна  задержка при роваиии сигнала ответа