Способ предупреждения столкновений транспортных средств

Способ предупреждения столкновений транспортных средств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование, для предупреждения столкновений транспортных средств Сущность изобретения 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

-" вгец

" " I fEf„lA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ г

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4864058/11 (22) 2206.90 (46) 30.1093 Бюл. Na 39-40 (71) Центральное конструкторское бюро

"Меридиан" (72) Страхов АФ„Соколовский С.П„Бондаренко

В.М.; Васильев В.Н„Страхов ОА (73) Центральное конструкторское бюро

"Меридиан" (19} RU (») 2001807 Cl (51) 5 В61Ь25 02, (54) СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ (57) Использование: для предупреждения столкновений транспортных средств. Сущность изобретения: 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 зп.ф-пы

2001807 ч

Изобретение относится к специальным средствам радиолокации, радиосвязи и радиосигнализации на транспорте и предназначено для преимущественного применения на железнодорожном транспорте.

Известны способы предупреждения столкновения транспортных средств и устройства, реализующие эти способы.

Недостатком известных способов является использование рельсовых цепей, которые при попадании на рельсы посторонних предметов могут формировать сигналы ложной занятости, привсдить 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 связано с использованием рельсовых цепей, Формирование таких предупреждающих сигналов может быть основано на использовании отражения излученных акустических волн от кодовых акустических отражателей, анализе оперативной телевизионной информации, применении пассивных радиолокационных и ойтических отражателей, 1

Наиболее близким по сущности к заявляемому способу является способ предупреждения столкновений транспортных средств, заключающийся 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 принятому сигналу запроса формируют сигнал ответа, передают его в пункт запроса, где его принимают и по принятому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал, который передают на другое транспортное средство, находящееся на пути следования данного (прототип), Устройство, реализующее способ-прототип, состоит из бортовой приемнопередающей антенны ответчика, коммутатора, линий задержки, резонаторов, сумматора, ВЧ тракта, а также стационарной приемопередающей антенны запросчика, передатчика, приемника 9, дешифратора, генератора меток, блок управления и информационной магистрали автоматизированной системы.

Устройство-прототип, работает следующим образом. По командам с информационной магистрали, поступающим на блок управления, устанавливается режим работы запросчика — в зависимости от предполагаемого нахождения транспортных средств.

При нахождении транспортного средства в зоне действия 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 время приемник запросчика по сигналам из блока управления закрыт. Излученный запросчиком через антенну радиочастотный импульсный сигнал поступает на антенну ответчика, с выхода которой по цепям коммутатора разветвляется на линии задержки.

Количество цепей коммутатора и линий за15 держки определяется структурой кода, идентифицирующего данное транспортное средство, Сигналы после линий задержки выделяются в соответствующие моменты на подключенных к выходам каждой линии за20 держки резонаторах. Все резонаторы объединены ВЧ сумматором, который через ВЧ тракт подключен ко входу антенны. В результате на каждый радиочастотный импульс, воздействующий на антенну ответчика, в нем формируется кодовый сигнал, представляющий собой временную последовательность радиочастотных импульсов, поступающего иэ ВЧ тракта и излучаемую антенной, Излученный антен30 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 для анализа местоположения данного транспортного средства и формирования предупредительного сигнала для другого транспортного средства, находящегося на пути следования данного.

40 Недостатком такого способа является сложность его реализации для всех возможных участков перемещения транспортного средства, отсутствие на транспортном средстве оперативной информации о наличии по ходу движения другого транспортного средства и о расстоянии между ними.

Цель изобретения — повышение безопасности движения транспортных средств, оперативности и надежности формирова50 ния предупредительных сигналов непосредственно на транспортном средстве и обеспечение оперативного определения расстояния до другого транспортного средства, находящегося на пути следования дан55 ного.

Поставленная цель достигается тем, что в пункте запроса формируют сигнал запроса в виде радиоимпульса несущей частоты и передают его на транспортное средство, где сигнал запроса принимают ответчиком, ус2001007 тановленным на торцовой части, по принятому сигналу запроса формируют сигнал ответа, передают его в пунк запроса, где его принимают и по принятому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал, ко- 5 торый передают на другое транспортное средство, находящееся на пути следования данного дополнительного сигнал запроса формируют на первом транспортном средстве и передают его на второе транспортное 10 средство, где сигнал запроса принима>от, а сигнал ответа формируют на втором транспортном средстве в виде радиоимпульса частоты, кратной несущей, и передают его на первое транспортное средство, где сигнал 15 ответа принимают и по принятому сигналу ответа формиру>от предупредительный сигнал, кроме того, фиксируют момент начала передачи сигнала запроса, после приема сигнала ответа на первом транспортном 20 средстве формируют дополнительный сигнал запроса и передают его на второе транспортное средство, где его принимают и по принятому дополнительному сигналу запроса формируют дополнительный сиг- 25 нал ответа и передают его на первое транспортное средство, где его принимают, фиксируют окончание приема и определяют расстояние между первым и вторым транспортными средствами по формуле; ЗО с, — 1, — и z +t„

2п где С вЂ” скорость распространения радиоволн;

tI> — момент окончания приема послед- 35 него сигнала ответа;

to — момент начала передачи первого сигнала запроса; и — число сигналоо запроса; т„— аппаратурнал задержка при фор- 40 мировании сигнала запроса; т,о — аппаратурная задержка при формировании сигнала ответа.

Заявитель и авторы не обнаружили способов предупреждения столкновения транспортных средств с аналогичной последовательностью новых операций. Кроме того, совокупность вновь введенной последовательности операций не является самостоятельным способом и л1ожет быть использована лишь совместно с остальными действиями предлагаемого способа.

Такое использование обеспечивает достижение положительного аффекта, сформулированного в цели данного технического гг решения, соьокупность вновь введенной последовательности действий следует считать удовлетворяющей критерию "существенные отличия".

Устройство работает следующим образом. С генератора меток стаб> л»ной частоты Fo через делитель и формирователь на вход передатчика поступают модулирующие импульсы, Период следования Т>> импульсов устанавливается делителем частоты 14 исходя из максимальной измеряемой дальности RMavc >1требуемой рэзреша>ощей способности Л Р измерения дальности до другого транспортного средства с установленным ответчиком.

Синхронно с л1одулирующим импульсом с делителя на блок управления поступает стйртовый импульс, l10 которому счетчик

Dpe>4e>IH начинает L13Mepe>lite интерв lJIB времени. Если через интервал времени type на блок управления не поступает сигнал r. выхода приемника, то блок,правления устанавливает счетчик врс le>ill в исход«ое состояние и запросчик вырабатывает очередной л1одул>1ру>о>ци>1 илtnyftf,f:. Такая ситуация будет иMåòü л1асто при отсутс>в>lи другого 1ранспортного средства с ответчиком на пути следования г .ервого rp;.>Iñïoðòного средства в пределах toff>, действия

Ri aK;. запросчика.

Взаимодействие запрос >и,3 с GT(i(.L ILIKoM iIачинается при нахож Ieill1>1 ото»1ч(1ка

На раССтОяНИИ (R = Рлл>хг). Г>Од p! >1 .r t модулиру>ощего импульса с вь>хода Ä>npiftftровагеля передачи через передающую антенну излучает радиоимпульс частоты ft ti сторону приемной гп>темны отве»>>ка. Принятый ангенной радиоси>нал чзсготы ff ie рез разfiетвитель поступает:>а Itõoät.i сумл1агора, содержащего > ели> «L»I(fit элемент и выполняю»цего роль с>leoii(»»я. Б одно l13 плеч разветвителя 2 f>KI to tot I фикс>1 рованtt(tè фазовращатель (>t, )IfpLI>ëeð >Iа л/2), Сигнал с выхода смеси>елл поступает на полосовой фильтр, «>а г>ыход» кото»о>о

ВЫд.(>я»тел СИГНап удВОЕННСч1 Час>ОтЫ 2f1.

РадLio >астотныи LtfaÃ>yë>io! >I ILI сlif I tet>! I;lñloты 2 f1 с выхода фильтра через БЧ трах«юступает на переда>ощую антенну о»>ст IL .;а.

Излуче>1ный передающей ан>»иной»мпульсный г> >д осиг»ал поступ ет ife прием»у>о а»тенну запросчика. С вь>хода приемной антенны радиосигнал частоть> 2t t, поступает на приемник запросчика. С выходB >:р>;с;!Ill ка продетектирова»ный вi:.д»oft> tfiy/», o TI3»ò 3 поступает на 0>;0+ прадупред.>гель>>о>1 си>нализации, >I3 вход счетчика f .;!:>toв <1»а (>òopoft вход формироваге,>я ((,троб>1р;сл1>, и сиг>ьзл» ми с (>лоха y(>pаь lеl>и>>), I1pft превышении уpoft>IA при»»>ого синапа Рл» некоторого опасного порога

Рпр. „, срабатывает предупредит(.л »э i сигнализация, которая предупре:+ „л»т з,ll2001807

) (Кр) (д.o+ (6лр.э,)Л

Pоз

Рпр.Mtttt =- = (4 Л) (RÄакс) дд

p спд з. яду. o KG ä. G д. А

Вмакс — 400 м. (4 г) Рпр 3 паж первого транспортного средства о нахождении в опасной близости другого транспортного средства. Порог срабатывания предупредительной сигнализации

Рпр.мин соответствует дальности Р» акс, при где Рлр.мял — порог срабатывания сигнализации;

Вмакс — наименьшее безопасное расстояние на пути;

Р„, — мощность передатчика запросчиK3, Gtt9t,а — КОЭфФИЦИЕНт УСИЛЕНИЯ ПЕРЕДаЮщей антенны запросчика;

Яаф пр.о эффективная поверхность

6Пр Л приемной антенны ответчика (Яаф = — )

4л блл.o — КУ передающей антенны ответчика;

GItp.з — КУ приемной антенны запросчика;

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

При измерении расстояния до транспортного средства каждый сигнал отклика ответчика, поступающий с выхода приемника. подается на вход счетчика циклов и на вход формирователя для повторного переизлучения. При совпадении кода в счетчике циклов с заданным критерием точности п в анализаторе кодов вырабатывается сигнал, по которому блок управления останавливает счетчик времени и передает код времени на дешифратор для преобразования в код расстояния и подачи на индикатор расстояния. Код расстояния в дешифраторе определяется по соотношению:

R=Ñ р — С. т, 2п где R — измеряемое расстояние;

С вЂ” скорость распространения излучения (с 3 10 M/с) Для увеличения дальности действия следует увеличивать мощность передатчика, чувствительность приемника и коэффициент усиления антенн эапросчика. которой положение первого транспортного средства 01носительно второго можно считать безопасным, Порог срабатывания, в этом случае, определяется соотношением:

То = 1/Fp период следования меток времени;

NI — код в счетчике времени;

t< — продолжительность времени иэме10 рения расстояния между первым и . орым транспортными средствами;

n — код в счетчике циклов.

Общая максимальная продолжительность времени измерения tn ограничивается допусти15 мой погрешностью измерения расстояния.

Например, при (Л R =- 1М) и относительной

СксрОСти движЕния лОкОмОтива 100 км/ I максимальная продолжительность одного измерения не должна превышать

20 (t ai = 36 10 с). Для периода (To = 10 с) меток времени и (n-=100) циклов переиэлучения радиосигналов разрешающая способность измерения расстояния составит (Л R — С вЂ” 0,3 м), Максимальная дальность RMaKc, на которой может производиться измерение расстояния между двумя транспортными

30 средствами, будет определяться не принципом организации измерений, а энергетическими соотношениями в радиоканале.

Например, при чувствительности приемника 9 запросчика (Ptlp, = 10 Вт), мощности

-9

35 передатчика 8 около (Рс, = 10,0 Вт), эффективной поверхности антенн ответчика 1а и эапросчика 76 около (Яаф = 0,25 м ) коэффиг циенте передачи ответчика (Kp =0,1), длине волны излучения около 0 =0,3 м), КУ антен40 ны эапросчика и ответчика около (Gnp =35) максимальная дальность измерения расстояния (и обнаружения транспортных средств по ходу движения локомотива) в пределах прямой видимости составит:

45 Рассмотренное устройство является не единственным возможным вариантом реализации заявленного способа и приведено для иллюстрации реализуемости данного способа, 2001807

Формула изобретения

Составитель А,Страхов

Редактор Т.Павловская Техред М,Моргентал Корректор М Керецман

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3149

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.гагарина, 101

Общественно полезный эффект изобретения заключается в повышении безопасности перевсзок за счет своевременного обнаружения находящихся на путях следования 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) заявленного технического решения и стоимостью (СУ) убытков от предотвращенного ущерба.

Учитывая, что ежегодно на дорогах страны происходят крупные железнодорож1. СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

СТОЛКНОВЕНИЙ ТРАНСПОРТНЫХ

СРЕДСТВ, заключающийся 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 принятому сигналу запроса формируют сигнал ответа, передают его в пункт запроса. где его принимают и по принятому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал, который передают на другое транспортное средство, находящееся на пути следования данного, отличающийся 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 принятому сигналу ответа формируют предупредительный сигнал. ные катастрофы с огромным ущ рбом, экономическая эффективность о предотвращения такого ущерба эа счет п именения изобретения очевидна.

5 Изобретение разрабо-,ано в процессе выполнения ОКР "Сигнал", вь. олняемый по заказу Московской железной дороги, В настоящее время выполняется этап разработки рабочей конструктивной документации, 10 Изобретение целесообразно внедрить на всех видах транспортных средств, используемых в железнодорожном транспорте.

Ф

15 (56) Авторское свидетельство СССР

l+ 1504657, кл, В 61 Е 25/02, G 06 К 7/00, 1907.

2, Способ llO п.1, отличающийся тем, 20 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

25 средство, где его принимают и по приня ому дополнительному сигналу запроса формируют дополнительный сигнал ответа и

1 передают его на первое транспортное

30 средство, где го принимают и <) иксируют окончание приема, и определяют расстояние между первым и вторым. транспортными средствами по формуле

8 =- С тп — to — п(тзо — гзз)

35 и где С вЂ” скорость распространения радиоволн;

t> - момент окончания передачи последнего сигнала ответа;

40 цо - момент начала передачи пе )Bo(o сигнала запроса; и - число сигналов запроса; гзз - аппаратурная задержка прн формировании сигнала запроса;

45 гзо- аппарагурная задержка при <,ормировании сигнала ответа.