Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях



Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях
Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях
Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях
Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях

 


Владельцы патента RU 2514132:

Международная академия наук экологии, безопасности человека и природы Общественная организация (RU)

Изобретение относится к средствам обеспечения безопасности, защиты и спасения человека в условиях движения на крупных автомагистралях и на железнодорожных переездах. Технический результат заключается в повышении безопасности дорожного движения на железнодорожных переездах путем автоматического определения расстояния от приближающегося поезда до аварийного железнодорожного переезда и в случае его критического значения автоматизированного экстренного торможения поезда. Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях содержит солнечную батарею 1, оптические концентраторы, планки, фотодиоды, отражатели, сельсины, прозрачный полусферический колпак, герметичную коробку, микрофоны, кнопки вызова, штырьевые приемопередающие антенны, разделительный барьер, микропроцессор, генераторы высокой частоты, многоотводную линию задержки 15.i (I = 1, 2,…n), фазоинверторы 16.j (j = l, 2,…m), сумматор, телеграфный ключ, усилители мощности, радиопередатчики, дуплексеры, гетеродины, смесители, первый усилитель промежуточной частоты, фазовые детекторы, блок памяти, блок сравнения кодов, исполнительные блоки, звуковой сигнализатор, световой сигнализатор, сигнальную панель, радиоприемники, перемножители, полосовые фильтры, блок регистрации и анализа, источник цифровых сообщений, фазовый манипулятор, логический элемент ИЛИ, ключ, коррелятор, фильтр нижних частот, экстремальный регулятор, блок регулируемой задержки, индикатор дальности, блок формирования критической дальности, блок сравнения. 4 ил.

 

Предлагаемая система относится к средствам обеспечения безопасности, защиты и спасения человека в условиях движения на крупных автомагистралях и на железнодорожных переездах.

В последнее время на крупных автомагистралях иностранных государств (США, Германия, Южная Корея и др.) в целях оперативного сообщения о дорожно-транспортных происшествиях по обеим сторонам магистрали через каждый километр устанавливаются системы SOS-телефоны прямой радиосвязи с ближайшими пунктами оказания медицинской и технической помощи. Эти системы имеют автономные источники питания и постоянно настроены на волну соответствующего пункта. Чаще всего имеются автономные системы с солнечными источниками энергии с устройствами их ориентации на Солнце.

Известны системы для радиотелефонных сообщений на автомагистралях и на железнодорожных переездах (авт.свид. СССР №№1.342.796, 1.592.206, 1.796.521, 1.801.849; патенты РФ №№2.090.777, 2.137.644 2.170.187, 2.183.351, 2.282.897, 2.319.212, 2.397.893; Дикарев В.И. Безопасность, защита и спасение человека. Санкт-Петербург, 2007, с.78-104 и др.).

Из известных систем наиболее близкой к предлагаемой является «Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях» (патент РФ №2.397.548, G08В 25/12, 2008), которая и выбрана в качестве прототипа.

Указанная система обеспечивает между дежурным по переезду и машинистами приближающихся к железнодорожному переезду поездов дуплексную радиосвязь с использованием двух частот ω1, ω2 и сложных сигналов с фазовой манипуляцией.

Следует отметить, что большое количество железнодорожно-транспортных происшествий с тяжелыми последствиями происходит именно на железнодорожных переездах. Одна из основных причин - это недостаточно предупредить о том, что приближается поезд. Необходимо своевременно сообщить также машинисту приближающегося поезда о чрезвычайной ситуации на железнодорожном переезде, чтобы избежать происшествия.

Однако известная система в ряде случаев не в полной мере обеспечивает безопасность дорожного движения на железнодорожных переездах. К этим случаям относятся и случаи выключения внимания машиниста в различных экстремальных ситуациях (усталость, обморок, сон и т.п.). В таких экстремальных ситуациях необходимы автоматическое определение расстояния от приближающегося поезда до железнодорожного переезда и в случае его критического значения - автоматизированное экстренное торможение поезда. Критическое расстояние между приближающимся поездом и аварийным железнодорожным переездом определяется длиной тормозного пути поезда, которая в среднем равна 1000 м и более.

Технической задачей изобретения является повышение безопасности дорожного движения на железнодорожных переездах путем автоматического определения расстояния от приближающегося поезда до аварийного железнодорожного переезда и в случае его критического значения - автоматизированного экстренного торможения поезда.

Поставленная задача решается тем, что система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях, использующая солнечную энергию для электропитания радиопередатчика в дневное и ночное время и состоящая, в соответствии с ближайшим аналогом, из многоячеистой панели солнечных параболоидных концентраторов, в фокусах которых расположены арсенид-галлиевые фотоприемники, имеющие возможность преобразовывать концентрированную солнечную энергию с КПД до 20% и с удельной мощностью 200 Вт/м2, по бокам солнечной батареи установлены фотодиоды в цилиндрических отражателях, имеющие возможность ориентировать батарею на солнце с помощью сельсинов с точностью ±2°, а сама батарея размещается в герметичной прозрачной полусфере, на которой сверху установлены штыревая антенна, соединенная с коробкой, в которой размещены буферная щелочная батарея, радиопередатчик, микрофоны и кнопки вызова, при этом коробки крепятся к разделительному барьеру автомагистрали на расстоянии 0,8… 1 км друг от друга, в коробке, которая крепится к разделительному барьеру автомагистрали в непосредственной близости от железнодорожного переезда, размещена аппаратура, состоящая из первого радиопередатчика и первого радиоприемника и выполненная в виде последовательно включенных второго генератора высокой частоты, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом источника цифровых сообщений, четвертого смесителя, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина, и усилителя третьей промежуточной частоты, последовательно включенных четвертого усилителя мощности, первого дуплексира, вход-выход которого связан с первой приемопередающей антенной, третий усилитель мощности, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, первый усилитель второй промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина, второй полосовой фильтр, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, и блок сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход подключен к первому и второму исполнительным блокам, звуковому и световому сигнализаторам, на локомотиве установлена аппаратура, состоящая из второго радиопередатчика и второго радиоприемника и выполненная в виде последовательно включенных микропроцессора, первого генератора высокой частоты и многоотводной линии задержки, кодовые отводы которой через фазоинверторы, обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180° в соответствии с идентификационным кодом, подключены к сумматору, первый вход которого соединен с выходом первого генератора высокой частоты, а к выходу последовательно подключены телеграфный ключ, второй вход которого соединен со вторым выходом микропроцессора, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, второй дуплексер, вход-выход которого связан с второй приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина, второй усилитель второй промежуточной частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, первый полосовой фильтр, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина, и блок регистрации и анализа, при этом частота ω1 и ωг2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты ωг2 - ωг1 = ωпр2, второй радиопередатчик, установленный на локомотиве, изучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ωг1 - ωг2, а второй радиопередатчик, установленный на локомотиве, изучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ωг1 = ωг2, а второй радиоприемник, установленный на локомотиве, принимает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω2 = ωг1, первый радиопередатчик, установленный на железнодорожном переезде, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией, наоборот, на частоте ω2, а первый радиоприемник, установленный на железнодорожном переезде, принимает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω1, отличается от ближайшего аналога тем, что первый радиопередатчик, установленный на железнодорожном переезде, снабжен логическим элементом ИЛИ, причем к выходу усилителя третьей промежуточной частоты подключен логический элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго полосового фильтра, а выход подключен к входу четвертого усилителя мощности, второй радиоприемник, установленный на локомотиве, снабжен ключом, третьим перемножителем, фильтром нижних частот, экстремальным регулятором, блоком регулируемой задержки, индикатором дальности, блоком формирования критической дальности, блоком сравнения и третьим исполнительным блоком, причем к выходу второго усилителя второй промежуточной частоты последовательно подключены ключ, второй вход которого соединен с третьим выходом микропроцессора, третий перемножитель, второй вход которого через блок регулируемой задержки соединен с выходом сумматора, фильтр нижних частот и экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключены индикатор дальности, и последовательно соединенные блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования критической дальности, и третий исполнительный блок, вход микропроцессора соединен с выходом блока сравнения.

Общий вид предлагаемой SOS-системы изображен на фиг.1. Структурная схема второго радиопередатчика 40 и второго радиоприемника 49, устанавливаемых на локомотиве, представлена на фиг.2. Структурная схема первого радиопередатчика 21 и первого радиоприемника 35, устанавливаемых в коробке на железнодорожном переезде, изображена на фиг.3. Частотная диаграмма, поясняющая преобразование сигналов, представлена на фиг.4.

Второй радиопередатчик 40 содержит последовательно включенные микропроцессор 13, первый генератор 14 высокой частоты и многоотводную линию задержки 15.i (i=l, 2,…,n), кодовые отводы которой через фазоинверторы 16.j (j=l, 2,… m), обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180° в соответствии с идентификационным кодом Mi(t), подключены к сумматору 17, первый вход которого соединен с выходом генератора 14 высокой частоты, а к выходу последовательно подключены телеграфный ключ 18, второй вход которого соединен со вторым выходом микропроцессора 13, второй смеситель 37, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 36, усилитель 38 первой промежуточной частоты и первый усилитель 19 мощности, выход которого подключен к входу второго дуплексера 39, вход-выход которого связан со второй приемопередающей антенной 20.

Второй радиоприемник 49 содержит последовательно подключенные к выходу второго дуплексера 39 второй усилитель 41 мощности, третий смеситель 43, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина 42, второй усилитель 44 второй промежуточной частоты, первый перемножитель 45, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина 36, первый полосовой фильтр 46, второй фазовый детектор 47, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина 42, и блок 48 регистрации и анализа.

К выходу второго усилителя 44 второй промежуточной частоты последовательно подключены ключ 61, второй вход которого соединен с третьим выходом микропроцессора 13, третий перемножитель 63, второй вход которого через блок 66 регулируемой задержки соединен с выходом сумматора 17, фильтр 64 нижних частот и экстремальный регулятор 65, выход которого соединен со вторым входом блока 66 регулируемой задержки, к второму выходу которого подключены индикатор 67 дальности, и последовательно соединенные блок 69 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 68 формирования критической дальности, и третий исполнительный блок 70, вход микропроцессора 13 соединен с выходом блока 69 сравнения, третий перемножитель 63, фильтр 64 нижних частот, экстремальный регулятор 65 и блок 66 регулируемой задержки образуют коррелятор 62.

Первый радиопередатчик 21 содержит последовательно включенные второй генератор 53 высокой частоты, фазовый манипулятор 55, второй вход которого соединен с выходом источника 54 цифровых сообщений, четвертый смеситель 57, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина 56, усилитель 58 третьей промежуточной частоты, логический элемент ИЛИ 60, второй вход которого соединен с выходом второго полосового фильтра 52, и четвертый усилитель 59 мощности, выход которого подключен к входу первого дуплексера 22, вход-выход которого связан с первой приемопередающей антенной 11.

Первый радиоприемник 35 содержит последовательно подключенные к выходу первого дуплексера 22 третий усилитель 50 мощности, первый смеситель 24, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 23, первый усилитель 25 второй промежуточной частоты, второй перемножитель 51, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина 56, второй полосовой фильтр 52, первый фазовый детектор 27, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина 23, и блок 29 сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока 28 памяти, а выход подключен к первому 30 и второму 31 исполнительным блокам, звуковому 33 и световому 34 сигнализаторам. Звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы размещаются на сигнальной панели 32, которая устанавливается на железнодорожном переезде так, чтобы приближающий участник движения мог в любое время заметить ее перед выездом на железнодорожные пути.

Частоты ωг1 и ωг2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты ωпр2

ωг2rlnp

Второй радиопередатчик 40 излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ωlг2. Второй радиоприемник 49 принимает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω2г1. Первый радиопередатчик 21 излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией, наоборот, на частоте ω2. Первый радиоприемник 35 принимает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω1.

Солнечная батарея 1 представляет собой набор солнечных параболоидных оптических концентраторов 2, сфокусированных на арсенид-галлиевые преобразователи, размещенные на тыловой стороне планок 3. Для азимутально-зенитальной ориентации по бокам батареи установлены фотодиоды 4 с отражателями 5, управляющие сельсинами 6.

Батарея установлена в герметичном прозрачном полусферическом колпаке 7 на герметичной коробке 8, внутри которой расположены буферная щелочная батарея, радиопередатчик 21, дуплексер 22 и радиоприемник 35, а на противоположных стенах коробки размещены микрофоны 9 и кнопки вызова 10. Штыревая приемопередающая радиоантенна 11 установлена в верхней части полусферы, а вся система закреплена на разделительном барьере 12 автомагистрали в непосредственной близости от железнодорожного переезда.

Система работает следующим образом.

При возникновении дорожно-транспортного происшествия его участники нажимают кнопку 10 и через микрофон 9 сообщают в дежурную часть о подробностях случившегося.

В течение дня солнечную батарею ориентируют на солнце (или на наиболее освещенную часть неба) при помощи фотодиодов 4 с отражателями 5, которые на основе достижения равносигнальной зоны управляют сельсинами 6. При этом подзаряжают буферную батарею для работы в ночное время.

При приближении локомотива к железнодорожному переезду на расстоянии R1 микропроцессор 13 включает радиопередатчик и генератор 14 высокой частоты, который формирует радиоимпульс:

Uc(t) = υcCos(ωct+φс), 0<t<τN,

где υC, ωс, φс, τN - амплитуда, несущая частота, начальная фаза и длительность радиоимпульса.

Сформированный импульс с выхода генератора 14 высокой частоты поступает на первый вход сумматора 17 и на вход многоотводной линии задержки 15.i (I = 1, 2,…, n). В многоотводной линии задержки 15.i время задержки между ближайшими соседними отводами равно длительности радиоимпульса (τi τN, I = 1, 2,…, n). В некоторых отводах линии задержки включены фазоинверторы 16.j (j = 1, 2,…, m), обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180° в соответствии с идентификационным кодом M1(t). На выходе сумматора 17 образуется сложный фазоманипулированный (ФМн) радиосигнал в виде алгебраической суммы радиоимпульсов со всех отводов линии задержки 15.i (i = 1, 2,…, n) и с выхода генератора 14 высокой частоты:

U1(t)=υcCos[ωct+φk1 (t)+φc], 0<t<ТCl,

где φkl(t) ={0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M1(t), причем φk1(t)= const при kτи<t<(k+l) τи и может изменяться скачком при t = k τи, т.е. на границах между элементарными посылками (радиоимпульса) (k= l, 2,…, n);

τи, n - длительность и количество элементарных радиоимпульсов, из которых составлен сигнал длительностью TCl (TCl= τи n).

Данный сигнал поступает на первый вход второго смесителя 37, на второй вход которого подается напряжение второго гетеродина 36:

Uгl(t) = υгl·Cos(ωгlгl).

На выходе смесителя 37 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 38 выделяется напряжение первой промежуточной (суммарной) частоты:

Unpl(t) = υпрlτ·Cos [ωnplt+φkl(t)+φnpl], 0<t<TCl;

где υnpl= l/2υcl · υгl;

ωnpl = ωcгl - первая промежуточная (суммарная) частота.

φпр 1 = φсгl

Это напряжение после усиления в усилителе 19 мощности через дуплексер 39 поступает в приемопередающую антенну 20, излучается ею в эфир на частоте ωl = ωпрl, улавливается приемопередающей антенной 11 и через дуплексер 22 и усилитель 50 мощности поступает на первый вход смесителя 24, на второй вход которого подается напряжение UГl(t) гетеродина 23. На выходе смесителя 24 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 25 выделяется напряжение второй промежуточной (разностной) частоты:

Uпр2(t)=υпр2·Cos[ωпр2t+φkl(t)+φпр2], 0≤t≤TCl;

где υпр2=1/2υпр1;· υг1; φпр2 = φпр1 - φГ1

φпр2 = ωпрl - ωгl - вторая промежуточная (разностная) частота;

которое поступает на первый вход перемножителя 51. На второй вход перемножителя 51 подается напряжение гетеродина 56:

Ur2(t) = υг2·Cos(ωг2t+φг2).

На выходе перемножителя 52 образуется напряжение:

U2(t) = υ2 · Cos[ωгlt - φkl(t)+φгl], 0<t<ТCl,

где υ2=1/2υпр2 · υг2;

которое выделяется Полосовым фильтром 52 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 27, на второй (опорный) вход подается напряжение Url(t) гетеродина 23. На выходе фазового детектора 27 выделяется низкочастотное напряжение:

UHl(t) = υнl · Cosφkl(t), 0<t<TCl,

где υнl = 1/2υ2 · υгl;

пропорциональное модулирующему коду Ml(t). Это напряжение поступает на первый вход блока 29 сравнения кодов, на второй вход которого подается модулирующий код Ml(t), заранее записанный в блок 28 памяти. Так как на два входа блока 29 сравнения кодов поступают идентичные коды, то на его выходе формируется постоянное управляющее напряжение, которое поступает на управляющие входы двух исполнительных блоков 30 и 31, звукового 33 и светового 34 сигнализаторов.

Исполнительные блоки 30 и 31 срабатывают и обеспечивают опускание двух шлагбаумов, препятствующих с двух сторон движению транспорта через железнодорожный переезд.

Звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы срабатывают и извещают о приближении к железнодорожному переезду локомотива.

Для повышения достоверности приема ФМн-сигнала последний дублируется несколько раз с интервалом, например, в 5 секунд. Это обеспечивается микропроцессором 13, который замыкает цепь телеграфного ключа 18 через тот же интервал времени. При этом звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы работают в проблесковом режиме с периодом следования ТСЛ=5 секунд.

При достижении локомотивом второго рубежа R.2 (критического) микропроцессор 13 замыкает цепь телеграфного ключа 18 накоротко. При замкнутой накоротко цепи телеграфного ключа 18 звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы досылают в пространство непрерывные звуковой и световой сигналы.

При проследовании локомотива через железнодорожный переезд шлагбаумы поднимаются, а звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы прекращают свою работу.

При приближении локомотива к очередному железнодорожному переезду работа системы происходит аналогичным образом. Если на железнодорожном переезде возникает чрезвычайная ситуация, например заглох двигатель транспортного средства, пересекающего железнодорожный переезд, то включается генератор 53 высокой частоты, который формирует гармоническое колебание:

UC2(t) = υc2 · Cos(ωсt+φc2), 0≤t≤ТC2,

которое поступает на первый вход фазового манипулятора 55, на второй вход которого подается модулирующий код M2(t) с выхода источника 54 цифровых сообщений. Данный код содержит сведения о чрезвычайной ситуации, возникшей на железнодорожном переезде. На выходе фазового манипулятора 55 образуется сложный сигнал с фазовой манипуляцией:

U3(t) = υс2 · Cos[ωct+φk2(t)+φc2], 0<t<Тс2,

где φк2(t) = {0, π} - манипулируемая составляющая фазы, отображающая закон фазовой манипуляции в соответствии с модулирующим кодом M2(t); который поступает на первый вход смесителя 57, на второй вход которого подается напряжение UГ2(t) гетеродина 56. На выходе смесителя 57 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 58 выделяется напряжение третьей промежуточной (разностной) частоты:

Uпр3(t) = υпр3 · Cos[ωпр3t - φк2(t)+φпр3], 0≤t≤Tc2

где υпр3 = 1/2· υc2· υг2;

ωпр3 = ωг2 - ωс - третья промежуточная (разностная) частота;

φпр3 = φг2 - φс2

Это напряжение после прохождения логического элемента ИЛИ 60 и усиления в усилителе 59 мощности через дуплексер 22 поступает в приемопередающую антенну 11, излучается ею в эфир на частоте ω2пр3, улавливается приемопередающей антенной 20 и через дуплексер 39 и усилитель 41 мощности поступает на первый вход смесителя 43. На второй вход смесителя 43 подается напряжение UГ2(t) гетеродина 42. На выходе смесителя 43 образуются напряжения комбинационных частот. Усилителем 44 выделяется напряжение второй промежуточной частоты:

Uпp4(t) = υпр4 · Cos[ωпр2t+φk2(t)+φпр4], 0≤t≤Tc2,

где υпp4 = 1/2 · υпр3 · υг2;

ωпр2 = ωг2 - ωпр3 - вторая промежуточная (разностная) частота;

φпр4 = φг2 - φпр3,

которое поступает на первый вход перемножителя 45, на второй вход которого подается напряжение UГl(t) гетеродина 36. На выходе перемножителя 45 образуется напряжение

U4(t) = υ4 · Cos[ωг2t+φk2(t)+φг2], 0≤t≤Tc2, где υ4=1/2 · υпр4· υгl;

ωг2 = ωпр2 - ωгl,

которое выделяется полосовым фильтром 46 и поступает на первый (информационный) вход фазового детектора 47. На второй (опорный) вход фазового детектора 47 подается напряжение Ur2(t) гетеродина 42. На выходе фазового детектора 47 образуется низкочастотное напряжение:

UH2(t) = υн2 · Cosφk2(t), 0<t<Тс2,

где υн2=1/2 · υ4· υг2;

пропорциональное модулирующему коду M2(t), которое поступает на вход блока 48 регистрации и анализа. Тем самым машинист локомотива оперативно получает информацию о чрезвычайной ситуации на железнодорожном переезде и принимает меры для предотвращения катастрофы.

Описанная выше работа системы для радиотелефонных сообщений на автомагистралях соответствует штатному режиму, когда окончательное решение о торможении локомотива, приближающегося к аварийному железнодорожному переезду, принадлежит машинисту.

При возникновении различных нештатных режимов, в том числе и чрезвычайных ситуаций, когда выключается внимание машиниста (усталость, обморок, сон и т.п.), определение дальности от приближающегося локомотива до аварийного железнодорожного переезда и в случае его критического значения - автоматизированное экстренное торможение локомотива возлагаются на автоматическую систему, входящую в состав второго радиоприемника 49, устанавливаемого на локомотиве. При достижении локомотивом второго рубежа R2 (критического) усилителя 38 первой промежуточной (суммарной) частоты выделяется напряжение

Uпpl(t) = Vпpl · Cos[wпplt+φkl(t)+φпpl], 0≤t≤TCl,

которое после усиления в усилителе 19 мощности через дуплексер 30 поступает в приемопередающую антенну 20, излучается ею в эфир на частоте ωl = ωпрl, улавливается приемопередающей антенной 11 и через дуплексер 22 поступает на вход первого радиоприемника 35. Полосовым фильтром 52 выделяется напряжение

U2 (t) = V2 · Cos[wгlt - φkl (t)+φгl], 0≤t≤TCl,

которое через логический элемент ИЛИ 60, усилитель 59 мощности и дуплексер 22 поступает в приемопередающую антенну 11, излучается ею в эфир, улавливается приемопередающей антенной 20 и через дуплексер 39 и усилитель 41 мощности поступает на первый вход смесителя 43, на второй вход которого подается напряжение третьего гетеродина 42

UГ2(t) = VГ2 · Cos(wГ2t+φГ2).

На выходе смесителя 43 образуются напряжения комбинационных частот. Усилитель 44 выделяется напряжение второй промежуточной частоты

Uпp5(t) = Vпp5 · Cos[wпp2t+φкl(t)+φпp5], 0≤t≤TC,

где Vпp5 = 1 2 V 2 V Г l ;

ωпp2 = ωг2 - ωг1 - вторая промежуточная (разностная) частота;

φпp2 = φг2 - φгl ,

которое через открытый ключ 61 поступает на первый вход перемножителя 63. Ключ 61 открывается управляющим напряжением с третьего выхода микропроцессора 13. На второй вход перемножителя 63 через блок 66 регулируемой задержки подается ФМн-сигнал

U1(t)=Vc · Cos[ωct+φкl(t)+φc],0<t<Тс1

с выхода сумматора 17.

Полученное на выходе третьего перемножителя 63 напряжение пропускается через фильтр 64 нижних частот, на выходе которого формируется корреляционная функция R(τ), где τ текущая временная задержка. Экстремальный регулятор 65, предназначенный для поддержания максимального значения корреляционной функции R(τ) и подключенный к выходу фильтра 64 нижних частот, воздействует на управляющий вход блока 66 регулируемой задержки и поддерживает вводимую им временную задержки τ равной τ3(τ=τ3), что соответствует максимальному значению корреляционной функции R(r). Указатель 67 дальности, связанный со шкалой блока 66 регулируемой задержки (со вторым выходом блока 66 регулируемой задержки), позволяет непосредственно считывать измеренное значение дальности R от приближающегося локомотива до аварийного железнодорожного переезда

R = c τ 3 2 ,

где с - скорость распространения радиоволн.

Следовательно, задача автоматического измерения дальности R от приближающегося локомотива до аварийного железнодорожного переезда сводится к измерению временной задержки ФМн-сигнала, ретранслированного аппаратурой аварийного железнодорожного переезда, относительно зондирующего ФМн-сигнала.

Измеренное значение дальности R сравнивается в блоке 69 сравнения с критическим значением дальности Rкp, формируемым в блоке 68 (Rкp=1000 м). При значении дальности R меньше критического значения R<Rкp в блоке 69 сравнения формируется постоянное напряжение, которое поступает в третий исполнительный блок 70. Последний включается и приводит в действие тормозную систему локомотива, которая осуществляет экстренное торможение и остановку локомотива, приближающегося к аварийному железнодорожному переезду. Одновременно постоянное управляющее напряжение с выхода блока 69 сравнения поступает в микропроцессор 13. Последний при достижении локомотивом второго рубежа R2 (критического Rкp) замыкает цепь телеграфного ключа 18 накоротко. При замкнутой накоротко цепи телеграфного ключа 18 звуковой 33 и световой 34 сигнализаторы посылают в пространство непрерывные звуковой и световой сигналы.

Предлагаемая система обеспечивает своевременное предупреждение о приближении поезда к железнодорожному переезду. Для предупреждения используется сигнальная панель 32 со звуковой и световой сигнализацией, которая монтируется на железнодорожном переезде так, чтобы приближающийся участник движения мог в любое время заметить ее перед въездом на железнодорожные пути.

Указанная система обеспечивает повышение безопасности на железнодорожных переездах. Это достигается установлением дуплексной радиосвязи между локомотивом и железнодорожным переездом с использованием двух частот ω1 и ω2 и сложных сигналов с фазовой манипуляцией. При этом частоты ωг1 и ωг2 разнесены на значение второй промежуточной частоты ωг2г1пр2. Второй радиопередатчик 40, установленный на локомотиве, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω1г2пр1, а второй радиоприемник 49, установленный на локомотиве, принимает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω2г1пр3. А первый радиопередатчик 21, установленный на железнодорожном переезде, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией, наоборот, на частоте ω2, а первый радиоприемник 35, установленный на железнодорожном переезде, принимает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω1.

Таким образом, предлагаемая система по сравнению с прототипом и другими техническими решениями аналогичного назначения обеспечивает повышение безопасности дорожного движения на железнодорожных переездах в различных экстремальных ситуациях, когда выключается внимание машиниста (усталость, обморок, сон и т.п.). Это достигается автоматическим определением расстояния от приближающегося локомотива до аварийного железнодорожного переезда и в случае его критического значения автоматизированного экстренного торможения локомотива.

Автоматическое измерение расстояния от приближающегося локомотива до аварийного железнодорожного переезда осуществляется корреляционным методом с использованием замечательного свойства корреляционной функции сложных сигналов с фазовой манипуляцией, которая имеет значительный главный лепесток и относительно низкий уровень боковых лепестков. Это обстоятельство позволяет повысить точность изменения указанной дальности.

Система для радиотелефонных сообщений на автомагистралях, использующая солнечную энергию для электропитания радиопередатчика в дневное и ночное время и состоящая из многоячеистой панели солнечных параболоидных концентраторов, в фокусах которых расположены арсенид-галлиевые фотоприемники, имеющие возможность преобразовывать концентрированную солнечную энергию с КПД до 20% и с удельной мощностью 200 Вт/м2, по бокам солнечной батареи установлены фотодиоды в цилиндрических отражателях, имеющие возможность ориентировать батарею на солнце с помощью сельсинов с точностью ±2°, а сама батарея размещается в герметичной прозрачной полусфере, на которой сверху установлена штыревая антенна, соединенная с коробкой, в которой размещены буферная щелочная батарея, радиопередатчик, микрофоны и кнопки вызова, при этом коробки крепятся к разделительному барьеру автомагистрали на расстоянии 0,8…1 км друг от друга, в коробке, которая крепится к распределительному барьеру автомагистрали в непосредственной близости от железнодорожного переезда, размещена аппаратура, состоящая из первого радиопередатчика и первого радиоприемника и выполненная в виде последовательно включенных второго генератора высокой частоты, фазового манипулятора, второй вход которого соединен с выходом источника цифровых сообщений, четвертого смесителя, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина, и усилителя третьей промежуточной частоты, последовательно включенных четвертого усилителя мощности, первого дуплексера, вход-выход которого связан с первой приемопередающей антенной, третий усилитель мощности, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, первый усилитель второй промежуточной частоты, второй перемножитель, второй вход которого соединен с выходом четвертого гетеродина, второй полосовой фильтр, первый фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, и блок сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход подключен к первому и второму исполнительным блокам, звуковому и световому сигнализаторам, на локомотиве установлена аппаратура, состоящая из второго радиопередатчика и второго радиоприемника и выполненная в виде последовательно включенных микропроцессора, первого генератора высокой частоты и многоотводной линии задержки, кодовые отводы которой через фазоинверторы, обеспечивающие на своих выходах поворот фазы на 180° в соответствии с идентификационным кодом, подключены к сумматору, первый вход которого соединен с выходом первого генератора высокой частоты, а к выходу последовательно подключены телеграфный ключ, второй вход которого соединен со вторым выходом микропроцессора, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, второй дуплексер, вход-выход которого связан со второй приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, третий смеситель, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина, второй усилитель второй промежуточной частоты, первый перемножитель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, первый полосовой фильтр, второй фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом третьего гетеродина, и блок регистрации и анализа, при этом частоты ωГ1 и ωГ2 гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты ωГ2Г1пр2, второй радиопередатчик, установленный на локомотиве, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω1Г2, а второй радиоприемник, установленный на локомотиве, принимает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω2Г1, первый радиопередатчик, установленный на железнодорожном переезде, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией, наоборот, на частоте ω2, а первый радиоприемник, установленный на железнодорожном переезде, принимает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω1, отличающаяся тем, что первый радиопередатчик, установленный на железнодорожном переезде, снабжен логическим элементом ИЛИ, причем к выходу усилителя третьей промежуточной частоты подключен логический элемент ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом второго полосового фильтра, а выход подключен к входу четвертого усилителя мощности, второй радиоприемник, установленный на локомотиве, снабжен ключом, третьим перемножителем, фильтром нижних частот, экстремальным регулятором, блоком регулируемой задержки, индикатором дальности, блоком формирования критической дальности, блоком сравнения и третьим исполнительным блоком, причем к выходу второго усилителя второй промежуточной частоты последовательно подключены ключ, второй вход которого соединен с третьим выходом микропроцессора, третий перемножитель, второй вход которого через блок регулируемой задержки соединен с выходом сумматора, фильтр нижних частот и экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом блока регулируемой задержки, ко второму выходу которого подключены индикатор дальности и последовательно соединенные блок сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока формирования критической дальности, и третий исполнительный блок, вход микропроцессора соединен с выходом блока сравнения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам дистанционного охранного мониторинга местности и может быть использовано в случаях применения средств обнаружения с протяженной обрывной линейной частью, для сигнализационного прикрытия четырехсторонних перекрестков дорог.

Изобретение относится в целом к области видеонаблюдения и более конкретно к способу управления системой мониторинга леса. Технический результат заключается в повышении надежности обнаружения (вероятности обнаружения), уменьшении вероятности ложного срабатывания, или ложного обнаружения объекта, уменьшении времени, необходимого на обнаружение, на осмотр и анализ информации о территории.

Изобретение относится к устройствам автоматизированной идентификации и контроля состояния объектов (контейнеров) с опасными веществами (химическими, радиоактивными), находящимися на долговременном хранении в условиях стационарных хранилищ.

Изобретение относится к системам сбора, приемо-передачи, контроля и обработки данных для охранно-пожарной сигнализации с возможностью автоматизированного управления.

Изобретение относится к области мониторинга подвижных объектов, преимущественно наземных транспортных средств, например автомобилей. .

Изобретение относится к области мониторинга, сопровождения и управления подвижными объектами, преимущественно наземными транспортными средствами, например автомобилями.

Устройство относится к многофункциональной системе мониторинга стационарных и подвижных объектов. Техническим результатом является расширение арсенала средств для мониторинга стационарных и подвижных объектов. Заявленное устройство содержит блок управления, накопления и обработки информации, терминальное устройство сбора информации, приемопередающее устройство, леерная тросо-блочная система, состоящая из переднего и заднего лееров, при помощи которых производят подъем и спуск терминального устройства и удержание привязной воздушной платформы на заданной высоте, управление процессом мониторинга, во время которого сигнал с терминального устройства сбора информации через канал беспроводной передачи данных, управление передним и задним леерами осуществляется двумя приводами, а для регулирования натяжения лееров используют тензометрический датчик, а для их сматывания и разматывания используют электрокатушку. 2 ил.

Изобретение относится к области систем радиосвязи, а именно к мобильному тегу локальной системы представления данных идентификации грузов. Техническим результатом является обеспечение возможности отслеживания мобильного тега для того, чтобы обеспечить контроль условий безопасности во время движения объекта. Для этого система включает средство связи; сеть связи, соединенную со средством связи; и мобильный тег, соединенный с контролируемым элементом. Мобильный тег имеет процессор, имеющий память и используемый для управления работой мобильного тега; блок радиосвязи, соединенный с процессором, обеспечивающим, по меньшей мере, одну из сетей связи широкого охвата и местный доступ к связи через беспроводное устройство; источник питания, соединенный с процессором для обеспечения питания мобильного тега; элемент отслеживания местоположения, соединенный с процессором для определения местоположения мобильного тега и обеспечения сигнала местоположения для процессора. Информация об элементе, связанном с тегом, хранится в памяти, и местный доступ к связи предоставляется в ответ на команду, принятую мобильным тегом. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области авиации и может быть использовано для поиска чёрного ящика после катастрофы самолета. Чёрный ящик (2) с сигнализацией содержит блок (5) генераторов звука и электромагнитных волн, блок (6) электропитания, рычаг-переключатель (7), камеру 8 сжатого воздуха, резиновую камеру (9), парашют (11), гибкую антенну (12), нишу (13), звукоизлучатель (14), кабель-трос (15), разъем (16), штепсель, розетку, строп, ручку крана и трубы воздухопровода. Предусмотрен приемник GPS-сигналов и пункт контроля. Приемник GPS-сигналов содержит приемопередающую антенну, дуплексер, удвоитель фазы, первый и второй узкополосные фильтры, делитель фазы на два, фазовый детектор и вычислительный блок. Генератор электромагнитных волн содержит формирователь модулирующего кода, линию задержки, генератор псевдослучайной последовательности, сумматор, фазовый манипулятор и усилитель мощности. Пункт контроля содержит приемную антенну, усилитель высокой частоты, блок поиска, гетеродин, смеситель, усилитель промежуточной частоты, обнаружитель сигналов, первый и второй анализаторы спектра, удвоитель фазы, блок сравнения, пороговый блок, линию задержки, ключ, делитель фазы на два, узкополосный фильтр, фазовый детектор и блок регистрации. Изобретение направлено на повышение оперативности поиска. 8 ил.

Изобретение относится к системам тревожной (охранной) сигнализации, предназначенным для обслуживания территориально-распределенных компактных групп объектов недвижимости. Технический результат заключается в существенном повышении, несмотря на децентрализацию охраны, функциональной надежности работы ее технических средств. На каждом объекте установлен объектовый комплекс тревожной сигнализации (ОКТС), содержащий извещатели и микропроцессор с панелью управления, а также вновь введенный передающий модуль внутренней радиосети передачи информации. На объекте имеется также объектовый терминал стандартной, например, сотовой сети связи. В помещении дежурного по подъезду (консьержа), являющегося оператором корпоративного колл-центра, в дополнение к терминалу стандартной сети связи установлены блок цифровой обработки извещений с возможностью ввода и отображения данных, устройство для автодозвона и блок записи и хранения информационно-справочных данных. От стандартных проводных и сотовых сетей связи внутреннюю радиосеть такого колл-центра отличает высокая степень устойчивости к преднамеренным помехам. В аппаратуру оператора добавлены приемный модуль указанной внутренней радиосети, выход которого подключен к радиовходу процессора вышеупомянутого блока цифровой обработки извещений, а также устройство для автодозвона и блок записи и хранения информационно-справочных данных, связанные с вышеупомянутым процессором. 3 ил.

Изобретение относится к автоматизированным системам, применяемым при централизованной (пультовой) охране недвижимого и движимого имущества граждан, проживающих в многоквартирных домах. Технический результат - повышенная помехозащищенность и малое и слабо зависящее от внешних условий время реагирования. Каждый из M подъездов многоквартирного дома оснащен передающим модулем междуподъездной радиосети передачи извещений, обеспечивающим помехоустойчивую передачу данных в общий для всех обслуживаемых подъездов (M+1)-й пульт дежурного, предназначенный для координации действий охранников, находящихся в зоне шаговой доступности от обслуживаемых объектов. Это обуславливает высокую функциональную надежность работы системы при охране многоквартирных домов и припаркованных автомобилей. 4 ил.

Изобретение относится к технике связи и телекоммуникаций, более конкретно к системам радиосвязи для транспортных средств, и может найти применение при создании устройств для оперативного оповещения участников дорожного движения о приближении транспортных средств специального назначения. Система радиосвязи для транспортных средств содержит передатчик сигналов оповещения, размещенный в транспортном средстве специального назначения. В автомобилях участников дорожного движения установлены приемники сигналов, блоки питания, автоматического управления, обработки и регистрации информации получателем. Передатчик выполнен в виде радиомаяка немодулированных сигналов оповещения, а каждый из приемников сигналов оповещения содержит антенный блок, включающий разнонаправленные приемные антенны, выходы которых соединены через блок многоканального усилителя и блок обработки сигналов радиомаяка с входами блока регистрации информации получателем для автоматического отображения в визуальной и/или звуковой форме оперативной информации о движении транспортного средства специального назначения. Блок обработки сигналов радиомаяка выполнен с возможностью определения по разнице уровней сигналов приемных антенн информации о направлении движения и расстоянии до транспортного средства специального назначения, блок управления приемника сигналов оповещения выполнен с возможностью автоматического включения при запуске двигателя автомобиля. Достигается создание эффективной системы раннего оперативного оповещения водителей - участников дорожного движения о приближении транспортных средств специального назначения. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для сбора и регистрации полетных данных, сохранения этой информации в случае летных происшествий, а также для эксплуатационного контроля систем и оборудования самолетов малой авиации. Технический результат - расширение функциональных возможностей системы за счет объединения функций бортового регистратора и автоматического стационарного радиомаяка с обеспечением его заблаговременного срабатывания при возникновении условий, однозначно характеризующих аварийную ситуацию. Малогабаритная система сбора и регистрации полетной информации, содержащая модуль сбора и преобразования, модуль контроля, модуль обработки звуковой информации, защищенный накопитель, модуль суммарной наработки, отличающаяся тем, что снабжена модулем вычислительным, предназначенным для обработки информации с бортовых систем летательных аппаратов (ЛА) и формирования сигнала «Авария», для передачи его до катастрофы по последовательному двунаправленному коду в АРМ через модуль сбора и преобразования, причем все модули соединены друг с другом по внутренней шине и расположены в одном корпусе. 1 ил.

Изобретение относится к системам пассивной безопасности на судах для ситуаций «человек за бортом» и может быть применено для обеспечения немедленного обнаружения таких ситуаций и быстрого спасения собственными средствами или кораблями, находящимися поблизости. Система содержит по меньшей мере один предмет индивидуального снаряжения (1) для ношения членом экипажа судна и установленный на борту судна предмет снаряжения (10). Первый модуль (2) предмета снаряжения (1) и предмет снаряжения (10) содержат модули беспроводной связи. Предмет снаряжения (10) сконфигурирован для отслеживания посредством указанной связи наличия предмета снаряжения (1) на судне. При обнаружении отсутствия предмета снаряжения (1) в результате ситуации «человек за бортом» отправляется сигнал тревоги, адресованный по меньшей мере одному члену экипажа. Спасательный жилет (5) сложен внутри первого модуля (2) и прикреплён к нему ремнём (6). Второй модуль (8) помещён во внутреннем пространстве первого модуля (2), соединён со спасательным жилетом (5) и сконфигурирован для надувания жилета (5) при обнаружении ситуации «человек за бортом». Достигается обеспечение немедленного обнаружения ситуации «человек за бортом», точное позиционирование и быстрое спасение пострадавшего человека. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к контролю движения транспортных средств. Территориальная система контроля специальных транспортных средств содержит на каждом транспортном средстве радиостанцию, абонентское устройство кодирования и устройство регистрации, а также датчик координатной информации, датчик характера груза и сигнальные датчики, подключенные к абонентскому устройству кодирования. Пункт управления содержит радиостанцию, первый процессор и рабочее место оператора. Радиостанции транспортных средств и пункта управления связаны между собой радиоканалами. Также в систему входят идентификационные метки, размещенные на транспортных средствах и сканирующие устройства, установленные на контрольных постах следования. Система также снабжена идентификационными метками, размещенными в контрольных точках по заданному маршруту движения транспортных средств и сканирующими устройствами, размещенными на транспортных средствах. Достигается расширение функциональных возможностей. 9 ил.

Изобретение относится к охранным средствам и комплексам и может быть использовано для контроля в режиме реального времени местоположения и состояния подвижных и стационарных объектов и, в случае необходимости, для обеспечения своевременного оптимального реагирования и оказания экстренной помощи. Технический результат заявляемого изобретения заключается в сокращении времени подачи команды на выезд экстренных служб и времени их выезда. Система сопровождения и обеспечения безопасности объектов содержит аппаратуры пользователей, рабочие места дежурных операторов, мобильные рабочие места операторов, координационный центр, блок обработки и хранения информации, блок статистической оценки, блок оценки текущей обстановки. Координационный центр выполнен с возможностью управления действиями каждого рабочего места дежурного оператора, блок статистической оценки - с возможностью прогнозирования вероятности возникновения тревожной ситуации, а блок оценки текущей обстановки - с возможностью оценки метеорологической и дорожной обстановки в режиме реального времени. Мобильные места операторов дистанционно связаны с каждым рабочим местом дежурного оператора и выполнены с возможностью реагирования в режиме реального времени по сигналу от соответствующего рабочего места дежурного оператора. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх