Прожектор локомотива железнодорожного транспорта

Авторы патента:

Мансуров Владимир Александрович (RU)

H04B10/00 - Передающие системы, использующие потоки корпускулярного излучения или электромагнитные волны, кроме радиоволн, например световые, инфракрасные (оптические соединения, смешивание или разделение световых сигналов G02B; световоды G02B 6/00; коммутация, модуляция и демодуляция светового излучения G02B,G02F; приборы или устройства для управления световым излучением, например для модуляции, G02F 1/00; приборы или устройства для демодуляции, переноса модуляции или изменения частоты светового излучения G02F 2/00; оптические мультиплексные системы H04J 14/00)

Владельцы патента RU 2577335:

Акционерное общество "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А.Семихатова" (RU)

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к размещению оптических осветительных устройств локомотивов железнодорожного транспорта, их установке и размещению и регулируемых из транспортного средства. Технический результат состоит в повышении уровня безопасности движения тягового подвижного состава железнодорожного транспорта. Для этого в прожектор локомотива железнодорожного транспорта введены модули световых излучателей, выполняющие функции передатчиков информации, использующих в качестве среды передачи информации открытый атмосферный канал, а на защитном стекле осветительного устройства устанавливается набор фотоприемников. Устройство имеет способность подключаться к системе безопасности локомотива, слушать информацию, передаваемую в ней, и самостоятельно отправлять в нее сигналы; инфракрасные фотоприемники установлены на защитном стекле прожектора локомотива железнодорожного транспорта; передающий модуль состоит из светодиодов видимого или инфракрасного спектра; для формирования передаваемого сигнала используются модулятор и маломощные ключи, которые управляют малым током, по сравнению с током в рабочих режимах; для обработки принимаемого сигнала используются демодулятор, полосовой фильтр, интегрирующий усилитель с ограничителем. 1 ил.

Изобретение относится к технике оптической связи, в частности к атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации передачи информации между локомотивом и внешними объектами.

Известно изобретение, относящееся к системам оптической связи, и может быть использовано в атмосферных линиях связи. Технический результат состоит в уменьшении зависимости энергетического потенциала оптической линии связи от изменений характерного размера поперечного сечения пучка оптического излучения (ОИ) передатчика, прошедшего через слой атмосферы. Для этого уменьшают расходимость оптического излучения передатчика в М раз, оценивают характерный размер пятна ОИ передатчика - D непосредственно в плоскости приема и применяют многоапертурную оптическую антенну приемника, состоящую из N приемных объективов, перемещаемых в зависимости от текущего значения D (Пат. РФ №2248099. Устройство оптической линии связи. Опубл. 25.04.2003).

Недостатком этого устройства является сложность конструкции и необходимость вводить элементы, которые необходимо перемещать механически, что негативно сказывается на надежности устройства.

Известно изобретение, относящееся к технике оптической связи, в частности к лазерным атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации канала связи между двумя абонентами или между абонентом и станцией абонентского доступа. Для этого устройство выполнено в виде внешнего и внутреннего блоков и соединенных между собой кабелем, внутри которого расположены световоды. Внешний блок выполнен во всепогодном исполнении, расположен в герметичном корпусе и содержит фокусирующую систему, а внутренний блок выполнен для комнатных условий, расположен в корпусе и в нем установлены интерфейс, источник оптического излучения и приемники оптического излучения (Пат. РФ №2306673. Приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи. Опубл. 28.07.2005).

Недостатком подобного устройства является невысокая надежность системы по причине применения световодов.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является изобретение, относящееся к области оптической связи, в частности цифровой связи, осуществляемой в инфракрасном диапазоне оптического спектра. Способ включает формирование оптического сигнала на светодиоде передатчика посредством задания на нем импульса управляющего напряжения и направление сфокусированного оптического пучка на приемное устройство. Передачу информации осуществляют с использованием светодиода повышенной мощности, формируют оптический сигнал, при этом импульсы управляющего напряжения задают на светодиоде с глубиной модуляции, лежащей в пределах 25-95%, с формированием заданного тока "0" и обеспечивают ускоренное приведение светодиода в состояние "1" за счет установленной формы управляющих импульсов (Пат. РФ №2313180. Способ приема-передачи информации и устройство для приема-передачи информации. Опубл. 30.12.2005).

Недостатком этого устройства является сложность электрической схемы и ее низкая надежность, в частности, из-за применения пакета маломощных ключей для регулирования силового тока.

Целью изобретения является повышение уровня безопасности движения тягового подвижного состава железнодорожного транспорта.

Указанная цель достигается тем, что в прожектор локомотива железнодорожного транспорта введены модули световых излучателей, выполняющие функции передатчиков информации, использующих в качестве среды передачи информации открытый атмосферный канал, а на защитном стекле осветительного устройства устанавливается набор фотоприемников.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит блок управления, блок ручного управления, передающий модуль, инфракрасные фотоприемники. Прожектор имеет возможность подключаться к системе безопасности локомотива через разъемное соединение, получать информацию, передаваемую в системе безопасности, и самостоятельно отправлять в нее сигналы согласно принятому протоколу передачи данных. При этом инфракрасные фотоприемники установлены на защитном стекле прожектора локомотива железнодорожного транспорта, передающий модуль состоит из светодиодов видимого или инфракрасного спектра. Для формирования передаваемого сигнала используются модулятор и маломощные ключи, которые управляют малым током по сравнению с током в рабочих режимах, что приводит к изменению тока, следовательно, изменению светового потока. Для обработки принимаемого сигнала используются демодулятор, полосовой фильтр и интегрирующий усилитель с ограничителем.

На чертеже приведена схема работы прожектора локомотива железнодорожного транспорта.

1.1…1.N - передающие модули (где N≥1),

2.1…2.М - инфракрасные фотоприемники (где М≥1),

3 - защитное стекло прожектора локомотива,

4 - блок управления,

5 - блок ручного управления,

6 - блок питания,

7 - модулятор,

8 - демодулятор,

9 - полосовой фильтр,

10 - интегрирующий усилитель с ограничителем,

11.1…11.N - маломощный ключ (где N≥1),

12 - принимаемое излучение,

13 - линия передачи информации системы безопасности локомотива,

14 - излучение передающих модулей (световой поток).

Прожектор локомотива железнодорожного транспорта работает следующим образом:

Прожектор локомотива железнодорожного транспорта (далее прожектор) содержит передающие модули 1.1…1.N (где N≥1) на основе светодиодов видимого или инфракрасного спектра с узкой диаграммой направленности излучения, которые излучают световой поток 14 в определенном направлении, инфракрасные фотоприемники 2.1…2.М (где М≥1), расположенные на защитном стекле прожектора 3, блок управления 4, блок ручного управления 5, блок питания 6. Блок управления содержит модулятор 7, демодулятор 8, полосовой фильтр 9, интегрирующий усилитель с ограничителем 10. Блок питания 6 содержит маломощные ключи 11.1…11.N.

Блок ручного управления 5 позволяет управлять блоком питания 6 прожектора и переключать прожектор в рабочие режимы «тускло», «Ярко», «выключено», тем самым обеспечивая выполнения базовых требований норм безопасности к прожектору.

Блок управления 4 связан с системой безопасности локомотива 13 через разъемное соединение, он подключен к линии 13, по которой передаются сигналы системы безопасности, способен получать и передавать в линию 13 информацию согласно протоколу, принятому для данной линии. В случае необходимости передачи информации на внешнее принимающее устройство (вне локомотива), блок управления 4 создает управляющие сигналы на модуляторе 7, который создает пачки коротких импульсов

высокой частоты на маломощные ключи 11.1…11.N блока питания 6. Каждый ключ 11.1…11.N управляет своим передающим модулем 1.1…1.N, а именно частью тока через него. Таким образом, передаваемый сигнал формируется за счет изменения тока, протекающего через передающие модули 1.1…1.N. Изменение тока через передающие модули 1.1…1.N приводит к изменению их светового потока 14, что позволяет передавать информацию. При этом ток, которым управляет ключ 11.1…11.N, мал по сравнению с токами рабочих режимов модулей 1.1…1.N. Таким образом, ключ 11.1…11.N управляет относительно малой мощностью светового потока 14, а дополнительный световой поток 14, создаваемый при таком управлении модулями 1.1…1.N, получается недостаточным для ослепления встречной локомотивной бригады, но достаточным для передачи информации на принимающее устройство, а диаграмма направленности модулей 1.1…1.N выбирается таким образом, чтобы в рабочем режиме освещать необходимое для безопасности движения пространство и все возможные направления, в которых может быть расположено внешнее принимающее устройство. Таким образом, передача сигнала не нарушает безопасности движения локомотива.

Инфракрасные фотоприемники 2.1…2.М располагаются на защитном стекле прожектора. В световом потоке 14 передающих модулей 1.1…1.N практически не содержится спектра, к которому чувствительны фотоприемники 2.1…2.М, таким образом, паразитная засветка прожектора от собственной работы отсутствует. Фотоприемники 2.1…2.М получают сигнал 12 от внешнего передающего устройства и отправляют его на интегрирующий усилитель с ограничителем 10, который выделяет полезный сигнал из шума и приводит его к логическому уровню. После этого сигнал попадает на полосовой фильтр 9, который дополнительно отсекает от сигнала шум. После этого сигнал поступает на демодулятор 8, который выделяет огибающую сигнала. После этого блок управления 4 может передать в случае необходимости сигнал в линию 13, по которой передаются сигналы безопасности. Таким образом, создан дополнительный защищенный канал передачи информации, что повышает общую безопасность движения.

Вывод: исходя из вышесказанного, данное техническое решение повышает уровень безопасности движения тягового подвижного состава железнодорожного транспорта.

Прожектор локомотива железнодорожного транспорта, содержащий блок управления, блок ручного управления, передающий модуль, инфракрасные фотоприемники, отличающийся тем, что имеет возможность подключаться к системе безопасности локомотива через разъемное соединение, получать информацию, передаваемую в системе безопасности, и самостоятельно отправлять в нее сигналы согласно принятому протоколу передачи данных, при этом инфракрасные фотоприемники установлены на защитном стекле прожектора локомотива железнодорожного транспорта, передающий модуль состоит из светодиодов видимого или инфракрасного спектра, для формирования передаваемого сигнала используются модулятор и маломощные ключи, которые управляют малым током по сравнению с током в рабочих режимах, что приводит к изменению тока, следовательно, изменению светового потока, а для обработки принимаемого сигнала используются демодулятор, полосовой фильтр и интегрирующий усилитель с ограничителем.

Изобретение относится к области волоконно-оптических систем передачи информации, а именно к системам связи со спектральным мультиплексированием. Технический результат состоит в повышении качества работы и увеличении дальности работы линии связи.

Способ непрерывного контроля нарушений оптического волокна // 2575303

Изобретение относится к способам непрерывного контроля оптических волокон (ОВ) и может быть использовано в качестве алгоритма для программного обеспечения контроллера системы защиты ВОСП информации ограниченного доступа.

Способ организации доступа к сетям передачи пакетов данных // 2574581

Изобретение относится к технике оптической связи и может использоваться в сетях передачи данных. Технический результат состоит в обеспечении динамического управления пространственными и временными параметрами направленных оптических пучков путем создания динамически управляемых отражательных голограмм.

Способ передачи энергии оптического излучения через неоднородную среду // 2572586

Изобретение относится к области оптики. Технический результат состоит в увеличении дальности передачи энергии электромагнитного излучения оптического диапазона, снижении потерь передачи его через атмосферу.

Волоконно-оптическая система связи // 2572363

Изобретение относится к области волоконно-оптических систем передачи информации, а именно к когерентным системам связи со спектральным мультиплексированием. Технический результат состоит в повышении спектральной эффективности системы.

Сетевой узел и способ в узле, обеспечивающий возможность первому блоку подключаться или быть подключенным ко второму блоку в режиме самоорганизующейся сети // 2569323

Изобретение относится к сетевому узлу, в частности к обеспечению возможности первому блоку подключаться ко второму блоку в режиме самоорганизующейся сети (ad-hoc) в системе, сконфигурированной для удаленных и основных блоков.

Высокоскоростной бортовой модулятор // 2568786

Изобретение относится к скоростным модуляторам и может использоваться в бортовых передатчиках спутниковой системы связи и в системах дистанционного зондирования земли.

Способ передачи сообщений оптическими сигналами между устройствами рефлективной памяти // 2568785

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в ускорении обслуживания запросов абонентов на передачу сообщений.

Мониторинг скважины с помощью средства распределенного измерения // 2568652

Изобретение относится к мониторингу продуктивных нефтегазовых скважин в реальном времени. Техническим результатом является обеспечение своевременной идентификации любых проблем и регулирование параметров процесса отработки скважин.

Оптическая сетевая система связи с приемопередающим устройством оптического линейного терминала и способ ее работы // 2564100

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в оптической сетевой системе связи. Технический результат состоит в повышении пропускной способности и увеличения объема передаваемой информации.

Контроллер защиты волоконно-оптических линий // 2579758

Изобретение относится к контроллерам защиты волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП) от попыток отвода оптического сигнала и может быть использовано в качестве универсального технического средства защиты информации (ТСЗИ) ограниченного доступа, передаваемой по неконтролируемой территории. Технический результат состоит в создание высокочувствительного контроллера защиты ВОЛП независимого от параметров информационных сигналов. Для этого контроллер защиты волоконно-оптических линий содержит генератор, выход которого соединен со входом оптического передатчика, оптический коммутатор и последовательно соединенные оптический приемник, усилитель с автоматической регулировкой усиления, полосовой фильтр, детектор уровня, контроллер, устройство сигнализации, при этом второй выход контроллера соединен со входом оптического коммутатора, выход которого является выходом устройства в волоконно-оптическую линию, третий выход контроллера соединен со входом согласующего устройства, выход которого соединен со вторым входом усилителя с автоматической регулировкой усиления, оптический изолятор, вход которого соединен с выходом оптического передатчика, первый оптический фильтр, первый вход которого является оптическим входом устройства, второй вход соединен с выходом оптического изолятора, длина волны которого соответствует длине волны оптического передатчика, а выход соединен с оптическим входом оптического коммутатора, второй оптический фильтр, оптический вход которого является оптическим входом устройства с волоконно-оптической линии, первый выход соединен с входом оптического приемника, а второй выход является выходом устройства. 1 ил.

Лазерное приемное устройство // 2584185

Лазерное приемное устройство, которое может быть использовано в качестве приемного устройства для лазерной локационной системы и системы лазерной космической связи, основано на сверхрегенеративном приеме лазерных сигналов локации и связи в оптическом диапазоне, что позволяет реализовать приемное устройство, обладающее предельной квантовой (однофотонной) чувствительностью и одновременно высокой помехозащищенностью приема лазерных сигналов. Приемное устройство содержит обратную связь на основе акустооптического модулятора, что обеспечивает возможность пространственной фильтрации сигналов. Технический результат заключается в повышении чувствительности лазерного приемного устройства, обеспечении быстрой перестройки частоты полосы приема и узкополосной фильтрации принимаемого лазерного излучения, обеспечении компенсации доплеровских сдвигов частоты приема лазерного излучения, компенсации рассогласования волновых фронтов принимаемого и гетеродинного лазерных излучений на входе фотоприемника. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Защищенная волоконно-оптическая система передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций // 2586074

Изобретение относится к волоконно-оптическим системам передачи (ВОСП) с селекцией и локализацией аварийных ситуаций и может быть использовано в качестве защищенной системы передачи информации ограниченного доступа за пределами контролируемой зоны. Защищенная волоконно-оптическая система передачи с селекцией и локализацией аварийных ситуаций состоит из двух комплектов приемо-передающей аппаратуры, соединенных между собой волоконно-оптическими линиями, при этом каждый комплект содержит приемо-передающее устройство, соединенное оптическими шнурами с устройством контроля, выход которого соединен со входом волоконно-оптической линии, в каждый комплект введены источник питания и блок рефлектометрического контроля, включающий в себя оптический разветвитель, общий полюс которого соединен с выходом волоконно-оптической линии, первый полюс с помощью оптического шнура соединен со входом устройства контроля, а второй полюс соединен с общим полюсом оптического циркулятора, первый полюс которого соединен с выходом оптического передатчика, вход которого соединен с первым выходом микроконтроллера, а второй полюс циркулятора соединен со входом оптического приемника, первый выход которого соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом микроконтроллера, а второй выход оптического приемника соединен со входом детектора среднего уровня, выход которого соединен со вторым входом микроконтроллера, выход управления которого соединен со входом управления реле, вход которого соединен с выходом источника питания, а выход соединен со входом питания устройства контроля, выход индикации микроконтроллера соединен со входом устройства индикации. Достигаемым техническим результатом является повышение среднего времени наработки на ложную тревогу за счет дополнительного анализа аварийных ситуаций. 1 ил.

Многоканальная защищенная волоконно-оптическая система передачи со спектральным разделением сигналов // 2586105

Изобретение относится к защищенным волоконно-оптическим системам передачи и может быть использовано в качестве дуплексной многоканальной волоконно-оптической системы передачи (ВОСП) информации ограниченного доступа по неконтролируемой территории. Технический результат состоит в уменьшении количества средств мониторинга и контроля и увеличении чувствительности контроля. Для этого в систему передачи со спектральным разделением сигналов введен контроллер защиты, рабочая длина волны которого больше длины волны любого из оптических передатчиков, при этом вход контроллера защиты соединен с оптическим выходом мультиплексора волоконно-оптическим шнуром, а выход соединен волоконно-оптическим шнуром с оптическим входом демультиплексора, линейные входы и выходы контроллеров защиты соединены между собой волоконно-оптическими линиями передачи. 3 ил.

Волоконно-оптическая система передачи для чрезвычайных ситуаций // 2587546

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для передачи сигналов на участках систем связи, которые могут быть подвержены воздействиям высоких механических нагрузок, ионизирующих излучений или иных поражающих факторов. Технический результат заключается в повышении надежности и живучести системы передачи в условиях чрезвычайных ситуаций. Для этого на участках, прилегающих к узлу связи пункта управления, создается запас линейного кабеля связи путем его навива на диэлектрический стержень или зигзагообразной прокладки («змейкой»). В непосредственной близости от трассы кабельной линии связи на этих участках размещаются подземные камеры (контейнеры) с вращающимися барабанами с запасом линейного оптического кабеля. Кабель и подземные камеры снабжены интеллектуальными маркерами. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ увеличения длины распространения инфракрасных монохроматических поверхностных электромагнитных волн по плоской металлической поверхности // 2589465

Изобретение относится к области информационно-коммуникационных технологий и касается способа увеличения длины распространения инфракрасных монохроматических поверхностных электромагнитных волн (ПЭВ) по плоской металлической поверхности. Способ включает в себя нанесение на поверхность слоя непоглощающего диэлектрика. До нанесения слоя определяют направление максимума диаграммы направленности объемных электромагнитных волн (ОЭВ), излучаемых ПЭВ с их трека. Толщину слоя и показатель преломления его материала выбирают таким образом, чтобы наличие слоя обеспечивало приращение действительной части модуля волнового вектора ПЭВ на величину где ko=2π/λ - волновое число ОЭВ в окружающей поверхность среде; λ - длина волны излучения в окружающей среде; φmах - угол отклонения максимума диаграммы направленности от плоскости поверхности. Технический результат заключается в увеличении длины распространения (ПЭВ) и обеспечении ее защиты от внешних воздействий. 2 ил.

Фотоприемное устройство // 2589747

Изобретение относится к области оптических измерений и касается фотоприемного устройства. Фотоприемное устройство содержит последовательно соединенные лавинный фотодиод, усилитель и фильтр, а также компаратор, дискриминатор длительности импульсов, регулируемый источник питания, блок оценки сигналов, источник опорного напряжения, высокочастотный генератор и блок синхронизации. Кроме того, устройство включает в себя последовательно соединенные дополнительный усилитель и детектор. При этом выход детектора соединен с первым входом компаратора, вход дополнительного усилителя соединен с фильтром. В качестве фильтра используется полосовой фильтр с полосой пропускания около середины рабочей полосы частот усилителя. Технический результат заключается в увеличении отношения сигнал/шум при регулировании коэффициента умножения лавинного фотодиода непосредственно по принимаемому оптическому сигналу. 2 ил., 1 табл.

Способ и устройство для обнаружения отношения оптического сигнала к шуму, узловое устройство и сетевая система // 2590889

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для обнаружения отношения оптического сигнала к шуму, узловое устройство и сетевую систему. Технический результат состоит в повышении качества приема информации. Для этого способ включает в себя: прием обнаруженного оптического сигнала, переносящего шум усиленного спонтанного излучения (ASE); обнаружение первой переменной составляющей тока и первой постоянной составляющей тока обнаруженного оптического сигнала; получение первой информации модуляции обнаруженного оптического сигнала; получение первой информации коррекции, соответствующей первой информации модуляции, согласно первой информации модуляции; и определение отношения оптического сигнала к шуму (OSNR) обнаруженного оптического сигнала согласно первой переменной составляющей тока, первой постоянной составляющей тока и первой информации коррекции. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 19 ил.

Способ нелокальной передачи информации // 2591202

Изобретение относится к технике и может использоваться в оптических системах связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости. Для этого в способе нелокальной передачи информации двумя источниками фотонов излучают фотоны попарно в запутанном квантово-механическом состоянии, направляют фотоны из каждой пары одного источника на один из двух оптически прозрачных термолюминесцентных кристаллов, содержащих квантово-механически запутанные между ними электронные центры окраски, а запутанные с этими фотонами парные фотоны направляют на измерительное устройство, модулирующее информацию в соответствии с одним из передаваемых двоичных символов, фотоны из каждой пары второго источника направляют на второй оптически прозрачный термолюминесцентный кристалл, а запутанные с этими фотонами парные фотоны направляют на детектирующее устройство таким образом, что при одном значении двоичного символа происходит нарушение интерференционной картины, а при другом его значении - восстановление интерференционной картины. Выделение информации осуществляют на детектирующем устройстве по состоянию интерференционной картины. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Проложенная в земле волоконно-оптическая телекоммуникационная система абонентского доступа и волоконно-оптическая охранная система крупного хозяйственного объекта (варианты) с использованием проложенной в земле волоконно-оптической телекоммуникационной системы абонентского доступа // 2591205

Изобретение относится к области связи, в частности к мультисервисным сетям абонентского доступа (МСАД) на базе интерактивной волоконно-эфирной архитектуры. Технический результат состоит в обеспечении защиты от преднамеренного повреждения кабеля; в повышении точности определения места проникновения одноучастковой когерентной волоконно-оптической охранной системы (ВООС). Для этого разбивают охраняемую территорию крупного хозяйственного объекта как протяженной, так и локальной конфигурации на большое число связанных периметральных участков с длиной периметра каждого участка не более 10-15 км, что позволяет значительно расширить зону обслуживания, разбивают оборудования волоконно-оптической охранной системы на взаимоувязанные подсистему охраны кольцевой топологии, реализующую на каждом участке функцию зондирования периметра с помощью когерентной рефлектометрии, и подсистему связи двойной шинной топологии, реализующую функцию предварительной обработки и последовательной передачи между участками результатов зондирования подсистемы охраны в единый центр управления с использованием временного и спектрального разделения каналов и регенерации сигналов на каждом участке. Вводят в сенсорный волоконно-оптический кабель двух дополнительных одномодовых волокон для раздельной передачи сигналов исходящего и входящего направлений подсистемы связи, что позволяет исключить взаимное влияние обеих подсистем волоконно-оптической охранной системы при сохранении высокой чувствительности к акустическому воздействию. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил.