Устройство для определения типа транспортных средств
Союз Соеетскнк
Социалистических
Реслублнк
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОхзСКРМУ С ЕТЕЛЬСТВУ (1858064 (61) Дополнительное к ear. саид-ау (22) Зеяалоно 16.11.79 (21) 2842067/) 8-24 (51)М. Кл Э с л1эисоединением эеяаки Йо
Г 08 G 1/015
Государствеммый хоммтет
СССР оо делам нюбретений я отхрмткй (23) Г)риоритет
Оттублияоаеио 230881 Бюллетеиь 14о 3)
Дете опубликования описания 230881 (5З) ДК 621. 398 (088.8) (72) A4T0pbl изобретения
А.О.Озолс, Я.Я.Берзиньш и Г.3.0зола
I (1
Рижскии ордена Трудового Красного Энрмени политехнический институт 1 (71) Зояаитель (4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТИПА
ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Изобретение относится к контролю параметров транспортных средств с целью у"ета или регулирования движения и, в частности, может быть использовано для разделения и фиксации типов транспортных средств.
Изчестны устройства для разделения типов транспортных средств, позволяющие множество всех транспортных средств разделить по их длине (1).
Однако для решения задач регулирования и управления такое разделение по длине недостаточно. Ири управлении транспортными потоками с целью преимущественного права проезда определенного типа транспортных средств (например, автобусов, легковых автомашин и т.п.) при прогнозировании транспортных потоков и дорожных сооружений, а также других задач, 20 связанных с транспортными средствами, требуется раздельный подсчет транспортных средств определенных типов — легковых, грузовых автобусов, грузовых с прицепом или полуприцепом.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для учета транспортных срелств. Это устройство содержит дат- 30 чики, выполненные в виде индуктивных петель, приемники, формирователи импульсов, преобразователь скорости, преобразователь длительности импульса элемент сравнения, пороговый элемент, амплитудный дискриминатор, логический блок и блок регистрации (2), Недостатком данного устройства является большой объем аппаратуры, ибо входная часть устройства выполнена го двухканальному принципу, т.е. в ней содержится два,индуктивных петлевых датчика, и соответственно, два приемника сигналов (детектора транспортных средств). Все это приводит к понижению надежности функционирования устройства, и одновременно повышает затраты на изготовление и установку устройства на объекте, ибо каждый индуктивный петлевой датчик закладывается в полотно дороги.
Цель изобретения - повышение надежности устройства путем разделения транспортных средств на несколько типов с использованием т . .ько одного индуктивного датчика.
Указанная цель достигается введением в предлагаемом устройстве элемента задержки и последовательно включенных блока определения скорости
858064 блока коррекции и блока умножения, выход приемника непосредственно и через элемент задержки соединен со входами блока определения скорости, выхсг которого через блок коррекции соединен с первым входом блока умножения, второй вход которого соединен
5 с выходом преобразователя длительность импульса выход приемника через амплитудный дискриминатор соединен со вторым входом блока коррекции выход блока умножения соединен со входом порогового элемента.
На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — эпюры напряжений на выходах основных блоков устройства. 15
Устройство содержит индуктивный петлевой датчик 1, приемник 2, преобразователь 3 длительности импульса, блок 4 определения скорости, элемент задержки 5, амплитудный дискри- 20 минатор 6 блок 7 коррекции, блок 8 умножения, пороговый элемент 9 логический блок 10, блок 11 регистрации.
Устройство работает следующим образом. 25
При прохождении транспортного средства над индуктивным петлевым датчиком 1 происходит изменение электромагнитного поля, возникающего вокруг датчика 1, что приводит к изменению индуктивности петлевого датчика 1. Степень изменения индуктивности датчика зависит от размеров и типа транспортного средства, а также от расстояния между шасси и датчиком. Изменение индуктивности петли датчика соответственно вызывает изменение частоты чувствительности приемника 2 и на его выходе получается импульс напряжения (фиг.2), форма которого зависит от вышеупомянутых факторов, и также от скорости транспортных средств. Полученный импульс характеризует определенный тип транспортного средства и по параметрам этого импульса, т.е. по значению амплитуды и длительности, с учетом скорости движения транспортного средства, представляется возможным разделение всех транспортных средств на четыре типа. 50
По амплитудному значению аналогового импульса на выходе приемника 2 амплитудный дискриминатор 6 подразделяет транспортные средства к одному иэ двух подмножеств
g+f ф и V
Ч = au (= const
При достижении аналоговым сигналом заданного порогового уровня Ас, на время э запускается элемент задержки 5 (фиг.2) . В течении этого времени аналоговый сигнал нарастает на величину дБ (при этомд0сл V) .
Эта величина напряжения фиксируется
60 и запоминается блоком 4 определения скорости (фиг.2) с выхода которого подается на блок 7 коррекции. Блоком 7 коррекции осуществляется операция нормировки значения скорости, 65 т.е. напряжения, поступающего на его где Е подмножество легковых автомашин и автобусов; подмножество грузовых и грувых с прицепом или полуприцепом; а, — транспортное средство, пере1 езжающее индуктивный датчик 1;
A, — амплитудное значение аналогового импульса;
An — пороговое значение амплитуды.
Так как в пределах каждого подмножества Е и F информативным параметром является также длина транспортного средства то одновременно с разделением по амплитуде, т.е. расстояния между шасси автомобилей и индуктивным датчиком, осуществляется и разделение транспортных средств по их длине, причем длина определяется по длительности налогового импульса на выходе приемника 2, с учетом скорости транспортного средства.
Это осуществляется следующим образом.
В преобразователе длительности импульса 3 осуществляется преобразование время — амплитуда напряжения, т.е. в течение промежутка времени с постоянным током заряжается емкость до величины напряжения U (фиг.2) которое подается на один вход блока
8 умножения. Таким образом напряжение Uc на выходе преобразователя 3 длительности импульса пропорционально длительности аналогового сигнала
Как известно, длительность сигнала t выражается где D — длина транспортного средства;
6 — длина контура индуктивного петлевого датчика 1 (отсчитывается вдоль оси дороги);
Ч вЂ” скорость транспортного средства.
В свою очередь, скорость транспортного средства пропорциональна скорости нарастания переднего фронта аналогового сигнала на выходе приемника 2, которую при постоянном для всех транспортных средств времени фиксации (фиг.2) можно выразить следующим образом:
858064
0 1 U 9 (-)и 9
1 136 ) " 9 вход, согласно сигналу, поступающего на его второй вход от амплитудного дискриминатора б. Амплитуда .аналоговых импульсов на выходе приемника 2 зависит от типа транспортного средства, переезжающего датчика 1, и в среднем для вышеупомянутых двух подмножеств транспортных средств Е и F отличается 1,5 раза. Следовательно так же отличается крутизна переднего
Фронта аналогового импульса и,соответственно скорость транспортного средства для подмножеств Е и F, которая определена по параметрам перед,него фронта аналоговых импульсов.
Выравнивание этой неоднозначности или отличия сигналов (нормировка) осуществляется в блоке 7 коррекции путем изменения коэффициента передачи соответстнующего усилителя в зависимости от того, аналоговый сигнал прннадлежит подмножеству Е или Р, Откорректированное значение напряжения AUD которое пропорционально скорости V транспортного средства, с выхода блока 7 поступает на один вход блока 8 умножения, на второй вход которого поступает напряжение
U с выхода блока 3, которое пропорционально длительности аналогового сигнала t> В блоке 8 выполняется операция умножения сигналов ЬО О одним из известных методов, в результате которой на выходе блока 8 получает величину напряжения, пропорциональную длине транспортного средства
Это напряжение с выхода блока 8 умножения поступает на вход порогового элемента 9, который нсе транспортные средства разделяет в зависимости от их длины на дна подмножества где Я вЂ” подмножество легковых и грузовых автомобилей;
R — подмножество автобусов и грузовых с прицепом или полуприцепом; порог по длине транспортИ ного средстна;
U — напряжение на выходе блока
В умножения.
Сигналы с выходов амплитудного дискриминатора б и порогового элемента 9 поступают на входы логического блока 10, состоящего из схем сонпадения. В зависимости от уровня этих сигналов, т.е. от положений амплитудного дискриминатора б и порогового элемента 9 срабатывает один из элементов И в логическом блоке
10, Таким образом, логическим блоком
10 определяется взаимное попарное
ЗО
$5
40 пересечение подмножеств ) E (ц ЦЕ g (, )F$ QjH тем самым выявляется тип транспортного средства, пересекающего датчик 1. Выход логического блока 10 подключен к входу блока 11 регистрации, где осуществляется соответствующая регистрация типа транспортного средства либо на снетовом табло. либо на перфоленте или. каким-то запоминающим элементом.
Схематическая реализация предлагаемого устройс.ва может быть выполнена, например, следующим образом.
Приемник 2 представляет собой генератор самовозбуждения, в колебательный контур которого включена индуктивная петля датчика 1. С помощью частотно зависимой схемы колебания генератора преобразуются в напряжение
Блок 4 определения скорости построен на трех операционных усилителях по схеме фиксации и запоминания заданного уровня напряжения с вычетом определенного начального уровня °
Преобразователь длительности импульса 3 включает генератор постоянного тока, который через упранляемый ключ заряжает емкость. Элемент задержки 5 выполнен, например, по схеме одновибратора. В качестве амплитудного дискриминатора б может быть использован компаратор напряжения с управляемым уровнем срабатывания.
Блок 7 коррекции представляет операционный усилитель с изменяемым (электрически) коэффициентом передачи, а блок 8 умножения может быть выполнен, например, на интегральной микросхеме балансного модулятора. Пороговый элемент 9 может быть построен по схеме триггера 1Мидта с фиксированным уровнем срабатывания, а логический блок 10 построен полностью на интегральных логических микросхемах, Введение в устройстве элемента задержки 5, блока 4 определения скорости, блока 7 коррекции и блока
8 умножения упрощает устройство определения типа транспортного средства, Эффективность данного устройства состоит в том, что представляется возможным с использованием одного индуктивного датчика определить тип транспортного средства, при этом относительно простым схемотехническим решением. Это позволяет испольэовать данное предложение в автоматизированных системах управления транспортными потоками на магистралях, а также для получения статистических данных о распределении транспортных средств по типам на дороге.
Формула изобретения
Устройство для определения типа транспортных средств, содержащее пос858064 ледовательно включенные индуктивный петлевой датчик, приемник амплитудный дискриминатор, логический блок и блок регистрации пороговый элеме :т выход которого подключен к второму входу логического блока и преобразователь длительности импульса, вход которого соединен с выходом приемника, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены элемент задержки, блок определения скорости, блок коррекции и блок умножения выход прием"ика непосредственно и через элемент задержки соединен со входами блока определения скорости, выход которого через блок коррекции соединен с первым входом блока умножения, вторбй вход которого соединен с выходом преобразователя длительности импульса выход приемника через амплитудный дискриминатор соединен со вторым входом блока коррекции, выход блока., умножения соединен со входом порогового элемента.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
9 411486, кл. G 08 G 1/015, 1972.
2. Авторское свидетельство ссси
М 572831, кл. 08 G 1/015, 1976 (прототип) .
858064
Составитель Г.Антонова
Редактор A.Øàíäoð Техред A. Бабинец Корректор С. ц1омак
Закаэ 7252/83 Тираж 691 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4
