УСТРОЙСТВО СЧИТЫВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B61L25/02 

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и может быть использовано в системах автоматической локомотивной сигнализации на высокоскоростных магистралях (ВСМ) при интервальном регулировании движения поездов для определения (уточнения) их местоположения.

Наиболее близким по технической сути аналогом является устройство для считывания информации для транспортного средства, содержащее узел опознавания (пассивный приемоответчик), установленный на путевом ориентире и содержащий антенну, подключенную к управляемому аттенюатору, соединенному с отражателем, шифратор, подключенный выходом ко входу управляемого аттенюатора, а одним входом к выходу блока набора кода, и локомотивный опросный узел (сканер), имеющий передатчик, приемник, выходом подключенный к информационному входу дешифратора, выход которого соединен с блоком выдачи информации. Дешифратор и блок выдачи информации обеспечивают распознавание считанной информации, ее хранение и передачу потребителю. С целью повышения помехоустойчивости путем синхронизации начала передачи и приема каждой кодограммы и каждого ее разряда опросный узел устройства-прототипа снабжен генератором импульсов с выходным резонансным передающим контуром, блоком формирования временных интервалов, выходом подключенным к тактовому входу дешифратора, а входом к выходу генератора импульсов, а узел опознавания снабжен блоком синхронизации временных интервалов, имеющим резонансный приемный контур на входе, выходом подключенным к другому входу дешифратора.

Обеспечивая помехоустойчивое считывание информации, известное устройство тем не менее не может эффективно использоваться в системе определения (уточнения) местоположения поезда, поскольку для высокочастотного определения местоположения поезда (что необходимо при движении высокоскоростной магистрали) требуется не только располагать достоверной информацией о номере ориентира (или координате его местоположения), но и знать момент использования этой информации в системе, то есть момент прохождения ориентира. Известное устройство такой информации не предоставляет.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем фиксации момента прохождения ориентира по факту его обнаружения.

Выбор структурной схемы предлагаемого устройства считывания информации для транспортного средства основан на следующих предпосылках.

На заданном удалении поезда от путевого ориентира (определяемом системой более высокого уровня, чем заявляемое устройство) осуществляется включение сканера. Формируемые сканером высокочастотные импульсы запроса в виде фазоманипулированных шумоподобных сигналов излучаются в направлении расположения ориентира, на котором установлен пассивный приемоответчик, хранящий в двоичном коде информацию о номере ориентира или координате его местоположения. По каждому импульсу запроса пассивный приемоответчик формирует ответный сигнал, содержащий информационную посылку n-разрядного двоичного кода.

Первый разряд (всегда передается логическая "1") информационной посылки используется для обнаружения ответного сигнала, остальные n-1 разрядов - информационные.

Излучение пачки запросных импульсов и поразрядная регистрация ответных импульсов (некогерентный прием согласованными фильтрами) позволяют осуществить помехоустойчивое накопление дискретных сигналов и использовать для вынесения решения по каждому разряду статистические методы обработки информации.

При обнаружении ориентира используется логика "K отраженных импульсов из M". При заданных удалениях ориентира от железнодорожного полотна, ширине диаграммы направленности антенны и параметрах излучения между логикой обнаружения, обеспечивающей наибольшую точность фиксации момента прохождения ориентира, и скоростью движения поезда существует определенная зависимость. Чем меньше скорость движения поезда, тем по большему числу отраженных импульсов (числу М) следует принимать решение об обнаружении ориентира. И наоборот, чем больше скорость движения поезда, тем меньше должен быть временной интервал (отсчитываемый от момента фиксации первого отраженного импульса), по истечении которого принимается решение о прохождении ориентира.

В то же время с точки зрения вероятностных характеристик обнаружения в логике обнаружения "K из M" каждому числу M соответствует определенное число K, обеспечивающее при заданной вероятности ложной тревоги наибольшую вероятность правильного обнаружения (критерий Неймана-Пирсона). Поэтому целесообразно величину M выбирать в зависимости от скорости движения поезда (для обеспечения наибольшей точности фиксации момента прохождения ориентира), а величину K в зависимости от выбранного значения М (для обеспечения наилучших характеристик обнаружения). Иначе логику обнаружения ориентира целесообразно адаптировать к скорости движения поезда.

При распознавании ориентира (идентификации, считанной с пассивного приемоответчика информации) осуществляется мажоритарное сложение дискретных сигналов и в момент обнаружения ориентира по каждому информационному разряду выносится решение по максимуму одинаковых показаний.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для считывания информации для транспортного средства, содержащее пассивный приемоответчик, установленный на путевом ориентире, и установленный на локомотиве сканер, содержащий радиопередатчик запросного сигнала, радиоприемник ответного сигнала, синхронизатор и узел распознавания, снабжен измерителем, подключенным к входу сканера, в который дополнительно введены антенный переключатель, подключенный к входу сканнеру, а в сканнер введены антенный переключатель, связанный первым выходом и сигнальным входом с приемопередающей антенной и узел обнаружения путевого ориентира, первый выход которого соединен с первыми входами узла распознавания путевого ориентира и синхронизатора, первый выход которого подключен к входу радиопередатчика запросного сигнала, входом подключенного к второму сигнальному входу антенного переключателя, вход управления которого к выходу синхронизатора, второй вход которого и вход узла обнаружения путевого ориентира предназначены для подачи на них сигнала "начало работы", третий вход синхронизатора соединен с третьим входом обнаружения путевого ориентира, выход подключен ко второму входу узла распознавания путевого ориентира, третий вход которого соединен с первым выходом радиоприемника ответного сигнала, вход которого соединен со вторым выходом антенного переключателя, а второй выход подключен к четвертым входам узла обнаружения путевого ориентира и узла распознавания путевого ориентира, входы с пятого по n+3 которого соединены с четвертым по n+2 выходами синхронизатора соответственно, где n число разрядов информационной посылки ответного сигнала, вторым входом и выходом узла обнаружения образованы соответственно вход и первый выход сканнера, второй вход которого образован выходом узла распознавания путевого ориентира, узел обнаружения включает два постоянных запоминающих блока, два счетчика импульсов, первый из которых выполнен реверсивным, регистр, пороговый элемент, два логических элемента "И", блок сравнения, дешифратор и логический элемент "ИЛИ", первый вход которого предназначен для подачи на него сигнала "начальная установка", а выход соединен со входом сброса первого счетчика импульсов, выход первого постоянного запоминающего блока подключен к установочному входу второго счетчика импульсов и входу второго постоянного запоминающего блока, выход которого соединен с информационным входом регистра, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, счетный вход второго счетчика импульсов соединен с выходом первого логического элемента "И", подключенным к выходу порогового элемента, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента "И", выход которого подключен ко второму входу блока сравнения, а второй вход и второй вход логического элемента "ИЛИ" соединены с выходом дешифратора, вход которого подключен к выходу первого счетчика, первым выходом которого и выходом блока сравнения образованы соответственно первый и второй выходы узла, входом первого постоянного напоминающего блока первый вход узла, установочным входом второго счетчика и входом разрешения записи регистра второй вход узла, а входами первого логического элемента И третий и четвертый входы узла, узел распознавания путевого ориентира включает регистр, n+1 решающих блоков и блок сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами решающих блоков, выходы которых подключены к информационным входам регистра, выходом которого образован выход узла, третьими входами решающих блоков образован первый вход узла, входом записи регистра и четвертыми входами решающих блоков второй вход узла, одним и другими входами блока сравнения третий и четвертый входы узла, а пятым входом каждого решающего блока из входов с пятого по n+3 узла, а синхронизатор включает два триггера, логический элемент "И", линию задержки, формирователь стробирующих импульсов и генератор тактовых импульсов, выходом подключенный к первому входу логического элемента "И", второй вход которого подключен к выходу первого триггера, а его выходом, подключенным к входу формирователя стробирующих импульсов, входу установки и через линию задержки - к входу сброса второго триггера, образован первый выход синхронизатора, второй выход которого образован выходом второго триггера, выходы с третьего по n+2 - выходами формирователя стробирующих импульсов, а первый и второй входы - нулевым и единичным входами первого триггера, радиопередатчик запросного сигнала содержит последовательно соединенные генератор дельта-импульсов, формирующую линию, усилитель мощности и полосовой фильтр, выходом которого образован выход радиопередатчика, вход которого образован входом генератора дельта-импульсов, радиоприемник ответного сигнала содержит смеситель, гетеродин, усилитель промежуточной частоты, два радиочастотных согласованных фильтра, два амплитудных детектора и усилитель высокой частоты, выход которого соединен с первым входом смесителя, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, а выход соединен со входом усилителя промежуточной частоты, выход которого подключен ко входам радиочастотных согласованных фильтров, выходы которых соединены со входами соответствующих амплитудных детекторов. При этом входом генератора дельта-импульсов и выходом полосового фильтра образованы соответственно вход и выход радиоприемника, пассивный приемоответчик содержит последовательно соединенные приемопередающую антенну, радиочастотный согласованный фильтр запросного сигнала, линию задержки и радиочастотный согласованный фильтр ответного сигнала, выход которого подключен ко входу приемопередающей антенны, каждый решающий блок содержит четыре логических элемента "И", элемент сравнения, триггер и два счетчика импульсов, счетные входы которых соединены с выходами первого и второго логических элементов "И", а выходы подключены к первым входам третьего и четвертого логических элементов "И", при этом выходом триггера образован выход решающего блока, первый и второй входы которого образованы первыми и входами первого и второго логических элементов "И? соответственно, третий вход нулевым входом триггера и входами сброса счетчиков импульсов, вторыми входами третьего и четвертого логических элементов И образован четвертый вход решающего блока, пятый вход которого образован вторыми входами первого и второго логических элементов "И".

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема синхронизатора; на фиг. 3 структурная схема радиопередатчика запросного сигнала; на фиг. 4 структурная схема узла обнаружения; на фиг. 5 структурная схема узла распознавания; на фиг. 6 - структурная схема решающего блока; на фиг. 7 структурная схема радиоприемника ответного сигнала; на фиг. 8 структурная схема пассивного приемоответчика.

Устройство считывания информации для транспортного средства содержит установленный на путевом ориентире пассивный приемоответчик, хранящий в двоичном коде информацию о номере ориентира или координате его местоположения, и локомотивный комплекс, который осуществляет связь по радиоканалу с пассивным приемоответчиком для считывания с него информации.

В состав локомотивного комплекса (см. фиг. 1) входят измеритель 1 скорости, выход которого соединен со входом сканера 2, который осуществляет радиосвязь с пассивным приемоответчиком 3, размещенным на путевом ориентире. Первый и второй выходы сканера 2 являются выходами обнаружения и распознавания путевого ориентира устройства соответственно.

В состав сканера 2 (см. фиг. 1) входят синхронизатор 4, первый и второй выходы которого подключены соответственно ко входу радиопередатчика 5 запросного сигнала и входу управления антенного переключателя 6. Первый вход антенного переключателя 6 соединен с радиопередатчиком 5 запросного сигнала, а его второй вход и первый выход подключены к приемопередающей антенне 7. Первый выход блока 8 обнаружения соединен с первыми входами синхронизатора 4 и блока 9 распознавания, первый вход является входом сканера 2, второй вход объединен со вторым входом синхронизатора 4 и подключен к шине "нач. раб." ("начало работы"), а третий вход соединен с третьим выходом синхронизатора 4. Второй выход узла 8 обнаружения, подключенный ко второму входу узла 9 распознавания, является первым выходом сканера 2, вторым выходом которого является выход узла 9 распознавания, третий вход которого подключен к первому выходу радиоприемника 10 ответного сигнала, вход которого соединен со вторым выходом антенного переключателя 6, а второй выход подключен к четвертым входам блока 8 обнаружения и блока 9 распознавания, с 5-го по (n+3)-й входы которого соединены соответственно с 4-го по (n+2)-й выходами синхронизатора 4.

Измеритель 1 скорости обеспечивает определение скорости движения поезда и может быть построен, например, на основе использования эффекта Доплера.

Синхронизатор 4 (см. фиг. 2) содержит генератор 11 тактовых импульсов, подключенный к первому входу логического элемента 12 "И", выход которой является первым выходом синхронизатора 4 и подключен к радиопередатчику 5 запросного сигнала, генератору 13 стробирующих импульсов, единичному входу первого триггера 14 непосредственно, а к его нулевому входу через линию 15 задержки. Выход первого триггера 14 является вторым выходом синхронизатора 4 и подключен ко входу управления антенного переключателя 6, а с 1-го по n-й выходы генератора 13 стробирующих импульсов служат соответственно с 3-го по (n+2)-й выходами синхронизатора 4 и подключены соответственно к третьему входу блока 8 обнаружения и с 5-го по (n+3)-й входам узла 9 распознавания. Первым и вторым входами синхронизатора 4 являются соответственно нулевой и единичный входы второго триггера 16, выход которого подключен ко второму входу логического элемента 12 "И".

Радиопередатчик 5 запросного сигнала (см. фиг. 3) осуществляет формирование высокочастотных фазоманипулированных шумоподобных сигналов. Входом радиопередатчика 5, подключенным к первому выходу синхронизатора 4, является вход генератора 17 дельта-импульсов, выход которого через формирующую линию 18 и усилитель 19 мощности соединен со входом полосового фильтра 20, выход которого является выходом радиопередатчика 5 и подключен к первому входу антенного переключателя 6.

Узел 8 обнаружения (см. фиг. 4) предназначен для выработки сигнала обнаружения путевого ориентира в соответствии с оптимальной (за счет адаптации к скорости движения поезда) логикой "K из M". При этом первым входом узла 8 обнаружения, подключенным к выходу измерителя 1 скорости, является вход первого постоянного запоминающего блока 21, выход которого соединен с информационным входом реверсивного счетчика 22 и входом второго постоянного запоминающего блока 23, выход которого соединен с информационным входом регистра 24. Вторым входом узла 8 обнаружения, подключенным к шине "нач. раб." ("начало работы"), являются входы записи реверсивного счетчика 22 и регистра 24, выход которого соединен с первым входом схемы 25 сравнения. Первый вход логического элемента 26 "ИЛИ" подключен к шине "нач. уст." ("начальная установка"), а выход соединен со входом сброса счетчика 27 и является первым выходом блока 8 обнаружения, третьим и четвертым входами которого являются соответственно первый и второй входы первой логического элемента 28 "И", выход которой подключен ко входу считывания реверсивного счетчика 22 и входу порогового элемента 29, выход которого соединен со вторым входом счетчика 27, выход которого подключен к первому входу второй логического элемента 30 "И", выход которой соединен со вторым входом блока 25 сравнения, выход которой является вторым выходом узла 8 обнаружения, первым выходом сканера 2 и выходом обнаружения путевого ориентира устройства. Выход реверсивного счетчика 22 подключен к дешифратору 31, выход которого соединен со вторыми входами второй логического элемента 30 "И" и логического элемента 26 "ИЛИ".

Узел 9 распознавания (см. фиг. 5) предназначен для распознавания ориентира (идентификация считанной с пассивного приемоответчика 3 информации) путем мажоритарного сложения дискретных сигналов и вынесения в момент обнаружения ориентира по каждому информационному разряду решения по максимуму одинаковых показаний. При этом первый и второй выходы блока 32 сравнения соединены с соответствующими входами n-1 решающих блоков 33, третьи входы которых являются первым входом узла 9 распознавания, выходом которого, являющимся вторым выходом сканера 2 и выходом распознавания путевого ориентира устройства, является выход регистра 34, с 1-го по (n-1)-й входы которого соединены с выходами соответствующих решающих блоков 33, четвертые входы которых соединены со входом записи регистра 34 и являются вторым входом узла 9 распознавания, подключенным ко второму выходу узла 8 обнаружения. Первый и второй входы блока 32 сравнения являются соответственно третьим и четвертым входами узла 9 распознавания, с 5-го по (n+3)-й входами являются пятые входы с 1-го по (n-1)-й решающих блоков 33 соответственно.

Решающие блоки 33 обеспечивают вынесение решения по соответствующим информационным разрядам и имеют аналогичную структуру (см. фиг. 6). Первые входы первого и второго логических элементов 35 и 36 "И" являются соответственно первым и вторым входами решающего блока 33, третьим входом которого являются входы сброса первого и второго счетчиков 37 и 38 и нулевой вход триггера 39, выход которого является выходом решающего блока 33. Выходы первого и второго логических элементов 35 и 36 "И" подключены ко вторым входам первого и второго счетчиков 37 и 38 соответственно, выходы которых соединены с первыми входами третьего и четвертого логических элементов 40 и 41 "И" соответственно, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока 42 сравнения, выход которой соединен с единичным входом триггера 39. Вторые входы третьей и четвертой логических элементов 40 и 41 "И" являются четвертым входом решающего блока 33, пятым входом которого являются вторые входы первой и второй логических элементов 35 и 36 "И".

Радиоприемник 10 ответного сигнала (см. фиг. 7) предназначен для приема радиосигналов, сформированных пассивным приемоответчиком 3 и содержащих информационную посылку n-разрядного двоичного кода. Входом радиоприемника 10, подключенным ко второму выходу антенного переключателя 6, является вход усилителя 43 высокой частоты, выход которого соединен с первым входом смесителя 44, выход которого через усилитель 45 промежуточной частоты соединен со входами первого и второго радиочастотных согласованных фильтров 46 и 47, выходы которых соединены со входами первого и второго амплитудных детекторов 48 и 49 соответственно, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами радиоприемника 10. Выход гетеродина 50 соединен со вторым входом смесителя 44.

Пассивный приемоответчик 3 (см. фиг. 8) содержит приемопередающую антенну 51, которая подключена к радиочастотному согласованному фильтру 52 запросного сигнала, осуществляющему "свертку" запросного сигнала. Фильтр 52 через линию 53 задержки связан с радиочастотным согласованным фильтром 54 ответного сигнала, который формирует фазоманипулированный шумоподобный сигнал и подключен к антенне 51. Фильтры 52 и 54 выполнены на элементах ПАВ (преобразующих радиосигнал в поверхностную акустическую волну и обратно).

Устройство считывания информации для транспортного средства функционирует следующим образом.

В исходном состоянии из блока 8 обнаружения с шины "нач. уст." ("начальная установка") через логический элемент 26 "ИЛИ" на вторые (нулевые) входы триггеров 16 и 39 подан сигнал. При этом на прямых выходах триггеров 16 и 39 сигналы отсутствуют, что означает соответственно выключенное состояние сканера 2 и принятие предварительного решения о наличии в соответствующем разряде информационной посылки ответного сигнала логического "0". В исходном состоянии этот же сигнал с шины "нач. уст." подан также на первые входы (входы сброса) счетчиков 27, 37 и 38 для сброса их содержимого. В исходном состоянии также обнулен регистр 34.

На заданном удалении поезда от путевого ориентира осуществляется включение сканера 2 подачей с шины "нач. раб." ("начало работы") сигнала на первый (единичный) вход триггера 16. При поступлении с прямого выхода триггера 16 на логический элемент 12 "И" разрешающего сигнала тактовые импульсы с генератора 11 начинают поступать на радиопередатчик 5 запросного сигнала и генератор 13, преобразующий их в стробирующие импульсы. Тактовые импульсы с генератора 11 поступают также на первый (единичный) и (с определенной задержкой благодаря линии 15 задержки) второй (нулевой) входы триггера 14. Тем самым осуществляется формирование триггером 14 сигнала, управляющего антенным переключателем 6, обеспечивая поочередную работу сканера 2 на излучение и прием.

Поступающие с синхронизатора 4 тактовые импульсы в генераторе 17 дельта-импульсов преобразуются в короткие импульсы, которые возбуждают формирующую линию 18. Высокочастотный фазоманипулированный шумоподобный радиосигнал усиливается усилителем 19 мощности и через полосовой фильтр 20 поступает в антенный переключатель 6 и далее через приемопередающую антенну 7 излучается в направлении расположения путевого ориентира.

Установленный на ориентире пассивный приемоответчик 3 обеспечивает формирование ответного сигнала. При этом запросный сигнал от сканера 2 принимается антенной 51, "свертывается" радиочастотным согласованным фильтром 52 запросного сигнала, задерживается линией 53 задержки и возбуждает радиочастотный согласованный фильтр 54 ответного сигнала, формирующий сигнал, содержащий информационную посылку n-разрядного двоичного кода. Первый разряд (всегда передается логическая "I") информационной посылки используется для обнаружения ответного сигнала, остальные n-1 разрядов информационные. Для передачи двоичной информации используются два ортогональных фазоманипулированных шумоподобных сигнала. Согласованные фильтры 52 и 54 выполнены на элементах ПАВ (преобразующих радиосигнал в поверхностную акустическую волну и обратно).

Ответные импульсы, сформированные пассивным приемоответчиком 3, через антенный переключатель 6 поступают в радиоприемник 10 ответного сигнала. В радиоприемнике 10 принятый радиосигнал высокой частоты усиливается усилителем 43 высокой частоты и с помощью гетеродина 50 и смесителя 44 преобразуются в радиосигнал промежуточной частоты. Этот радиосигнал усиливается усилителем 45 промежуточной частоты, "свертывается" поразрядно радиочастотными согласованными фильтрами 46 и 47 и детектируется амплитудными детекторами 48 и 49 соответственно. Причем фильтры 46 и 47 настроены на прием ортогональных фазоманипулированных сигналов: фильтр 46 на прием сигнала, соответствующего логическому "0", фильтр 47 на прием сигнала, соответствующего логической "1", поэтому в случае наличия в соответствующем разряде принятой информационной посылки "1" отклик у фильтра 47 окажется больше, чем у фильтра 46 (соответственно и напряжение на выходе детектора 49 будет больше напряжения на выходе детектора 48). И наоборот, при приеме логического "0" отклик и напряжение будут больше на выходах фильтра 46 и детектора 48 соответственно. Далее принятые сигналы поступают: с выхода детектора 48 в узел 9 распознавания, с выхода детектора 49 в узел 8 обнаружения и узел 9 распознавания.

В узле 8 обнаружения отраженные от пассивного приемоответчика 3 сигналы, прошедшие фильтр 47, поступают на второй вход логического элемента 28 "И", на первый вход которой с синхронизатора 4 поступают стробирующие импульсы, обеспечивающие прохождение через логический элемент 28 "И" импульсов, соответствующих первому разряду каждой информационной посылки ответного сигнала. Предварительно (одновременно с включением сканера 2) сигналом с шины "нач. раб." ("начало работы") в реверсивный счетчик 22 и регистр 24 осуществляется запись информационных слов, соответствующих оптимальной логике обнаружения "К из М": в реверсивный счетчик 22 запись кода числа М, а в регистр 24 запись кода числа К. Число М выбирается в зависимости от скорости V движения поезда в момент включения сканера 2 как М f₁(V). Указанную функцию реализует постоянный запоминающий блок 21, для которого каждое значение скорости V на входе постоянного запоминающего блока является адресом его ячейки, в которой хранится соответствующее значение числа М. Число К выбирается в зависимости от выбранного значения М как К f₂(M). Указанная функция реализуется постоянным запоминающим блоком 23, для которого каждое значение числа М на входе ПЗУ является адресом его ячейки, в которой хранится соответствующее значение числа К. Прошедшие через логическую схему 28 "И" импульсы осуществляют считывание записанного в реверсивный счетчик 22 кода М. Одновременно эти же импульсы поступают в пороговый блок 29, где их амплитуда сопоставляется с заданным уровнем. Прошедшие через пороговый элемент 29 импульсы поступают в счетчик 27, осуществляющий их подсчет. После того как содержимое реверсивного счетчика 22 будет считано до нуля, на выходе дешифратора 31 появится сигнал, обеспечивающий прохождение через логический элемент 30 "И" на блок 25 сравнения содержимого счетчика 27. На другой вход блока 25 сравнения поступает записанный в регистр 24 код K. При выполнении логики "K из M", то есть в случае, когда содержимое счетчика 27 окажется K, на выходе блока 25 сравнения появится сигнал, свидетельствующий об обнаружении ориентира. Счетчик 27 сбрасывается сигналом с выхода дешифратора 31, тем самым узел 8 обнаружения приводится в исходное состояние.

В узле 9 распознавания отраженные от пассивного приемоответчика 3 сигналы, прошедшие фильтры 46 и 47, поступают на блок 32 сравнения, на выходах которых появляются сигналы: на первом выходе если сигнал с фильтра 46 (настроенного на прием сигнала, соответствующего логическому "0") окажется больше сигнала с фильтра 47 (настроенного на прием сигнала, соответствующего логической "1"), на втором выходе в противном случае. Указанные сигналы поступают в решающие блоки 33 (на логические элементы 35 и 36 "И" соответственно), количество которых соответствует количеству информационных разрядов ответного сигнала. Решающие блоки 33 стробируются импульсами, поступающими с синхронизатора 4 на вторые входы логических элементов 35 и 36 "И", обеспечивая прохождение через них только тех сигналов, которые обусловлены импульсами соответствующих разрядов каждой информационной посылки ответного сигнала. Накопление этих сигналов осуществляется счетчиками 37 и 38. По сигналу обнаружения ориентира, поступающему на вторые входы логических элементов 40 и 41 "И", содержимое счетчиков 37 и 38 подается на блок 42 сравнения. Если содержимое счетчика 38 окажется больше содержимого счетчика 37, то сигнал с выхода блока 42 сравнения поступит на единичный вход триггера 39 и переведет его в состояние, соответствующее наличию в соответствующем разряде информационной посылки логической "1". В противном случае триггер 39 останется в исходном состоянии, что соответствует вынесению по данному разряду решения о наличии в нем логического "0". Данные по каждому информационному разряду, поступающие с соответствующих решающих блоков 33, сигналом обнаружения ориентира записываются в регистр 34, с выхода которого информация поступает во внешние системы.

В устройстве обеспечивается расширение функциональных возможностей устройства путем фиксации момента прохождения ориентира по факту его обнаружения. Момент прохождения ориентира определяет момент использования в системе определения (уточнения) местоположения поезда считанной с пассивного приемоответчика информации (о номере ориентира или координате его местоположения), что повышает точность определения местоположения поезда. Указанный технический результат достигается тем, что считывание информации с пассивного приемоответчика осуществляется многократно путем излучения сканером запросных импульсов в виде фазоманипулированных шумоподобных сигналов и подразрядной регистрации ответных импульсов (некогерентного приема согласованными фильтрами). Это позволяет осуществлять помехоустойчивое (в условиях непреднамеренных помех от электрооборудования поезда и высоковольтной линии электропередачи) накопление дискретных сигналов и использовать для вынесения решения по каждому разряду статистические методы обработки информации.

При обнаружении ориентира используется логика "K отраженных импульсов из M", которая адаптируется к скорости движения поезда. При этом величина М выбирается в зависимости от скорости движения поезда (для обеспечения наибольшей точности фиксации момента прохождения ориентира), а величина K в зависимости от выбранного значения М (для обеспечения наилучших характеристик обнаружения).

При распознавании ориентира (идентификация считанной с пассивного приемоответчика информации) осуществляется мажоритарное сложение дискретных сигналов и в момент обнаружения ориентира по каждому информационному разряду выносится решение по максимуму одинаковых показаний.

Пользуясь представленными сведениями, чертежами и используя известные комплектующие изделия и технологию, предлагаемое устройство можно изготовить и использовать для считывания информации транспортным средством с пассивного приемоответчика, что доказывает промышленную применимость изобретения.

В соответствии с материалами заявки на предприятии был изготовлен опытный образец устройства, испытания которого подтвердили достижение указанного в материалах технического результата.

Использование: в системах автоматической локомотивной сигнализации на высокоскоростных магистралях при интервальном регулировании движения поездов для определения (уточнения) их местоположения. Сущность изобретения: устройство осуществляет многократное считывание информации с пассивного приемоответчика 3 путем излучения сканером 2 пачки запросных импульсов в виде фазоманипулированных шумоподобных сигналов и поразрядной регистрации ответных импульсов (некогерентного приема согласованными фильтрами). Это позволяет осуществлять помехоустойчивое (в условиях непреднамеренных помех от электрооборудования поезда и высоковольтной линии электропередачи) накопление дискретных сигналов и использовать для вынесения решения по каждому из n-разрядов информационной посылки ответного сигнала статистические методы обработки информации. При обнаружении ориентира используется логика "K отраженных импульсов из M", которая адаптируется к скорости движения поезда. При этом величина M выбирается в зависимости от скорости движения поезда (для обеспечения наибольшей точности фиксации момента прохождения ориентира), а величина K - в зависимости от выбранного значения M (для обеспечения наилучших характеристик обнаружения). При распознавании ориентира (идентификации считанной с пассивного приемоответчика 3 информации) осуществляется мажоритарное сложение дискретных сигналов и в момент обнаружения ориентира по каждому информационному разряду выносится решение по максимуму одинаковых показаний. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство считывания информации для транспортного средства, содержащее пассивный приемоответчик, установленный на путевом ориентире, и установленный на локомотиве сканер, включающий в себя радиопередатчик запросного сигнала, радиоприемник ответного сигнала, синхронизатор и узел распознавания путевого ориентира, отличающееся тем, что оно снабжено измерителем скорости, подключенным к входу сканера, а в сканер введены антенный переключатель, связанный первым выходом и первым сигнальным входом с приемопередающей антенной, и узел обнаружения путевого ориентира, первый выход которого соединен с первыми входами узла распознавания путевого ориентира и синхронизатора, первый выход которого подключен к входу радиопередатчика запросного сигнала, выходом подключенного к второму сигнальному входу антенного переключателя, вход управления которого подключен к выходу синхронизатора, второй вход которого и второй вход узла обнаружения путевого ориентира являются входами сигнала "Начало работы", третий выход синхронизатора соединен с третьим входом узла обнаружения путевого ориентира, второй выход которого подключен к второму входу узла распознавания путевого ориентира, третий вход которого соединен с первым выходом радиоприемника ответного сигнала, вход которого соединен с вторым выходом антенного переключателя, а второй выход подключен к четвертым входам узла обнаружения путевого ориентира и узла распознавания путевого ориентира, входы с пятого по n+3 которого соединены с выходами с четвертого по n+2 синхронизатора соответственно, где n число разрядов информационной посылки ответного сигнала, первым входом и вторым выходом узла обнаружения путевого ориентира образованы соответственно вход и первый выход сканера, второй выход которого образован выходом узла распознавания путевого ориентира, узел обнаружения путевого ориентира включает в себя два постоянных запоминающих блока, два счетчика импульсов, первый из которых выполнен реверсивным, регистр, пороговый элемент, два логических элемента И, блок сравнения, дешифратор и логический элемент ИЛИ, первый вход которого является входом сигнала "Начальная установка", а выход соединен с входом сброса первого счетчика импульсов, выход первого постоянного запоминающего блока подключен к установочному входу второго счетчика импульсов и входу второго постоянного запоминающего блока, выход которого соединен с информационным входом регистра, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, счетный вход второго счетчика импульсов соединен с выходом первого логического элемента И, подключенным к входу порогового элемента, выход которого подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом второго логического элемента И, выход которого подключен к второму входу блока сравнения, а второй вход и второй выход логического элемента ИЛИ соединены с выходом дешифратора, вход которого подключен к выходу первого счетчика импульсов, первым выходом которого и выходом блока сравнения образованы соответственно первый и второй выходы узла обнаружения путевого ориентира, первым входом которого является вход первого постоянного запоминающего блока, вторым входом установочный вход второго счетчика импульсов и вход разрешения записи регистра, а третьим и четвертым входами один и другой входы первого логического элемента И, узел распознавания путевого ориентира включает в себя регистр, n-1 решающих блоков и блок сравнения, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами решающих блоков, выходы которых подключены к информационным входам регистра, выход которого является выходом узла распознавания путевого ориентира, первый вход которого образован третьими входами решающих блоков, четвертыми входами которых и входом записи регистра образован второй вход узла распознавания путевого ориентира, третий и четвертый входы которого образованы одним и другим входами блока сравнения, а входы с пятого по n+3 пятыми входами каждого решающего блока соответственно, синхронизатор включает в себя два триггера, логический элемент И, линию задержки, формирователь стробирующих импульсов и генератор тактовых импульсов, выходом подключенный к первому входу логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого триггера, а его выходом, подключенным к входу формирователя стробирующих импульсов, входу установки и через линию задержки входу сброса второго триггера, образован первый выход синхронизатора, второй выход которого образован выходом второго триггера, выходы с третьего по n+2 выходами формирователя стробирующих импульсов, а первый и второй входы нулевым и единичным входами первого триггера. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиопередатчик запросного сигнала содержит последовательно соединенные генератор дельта-импульсов, формирующую линию, усилитель мощности и полосовой фильтр, выходом которого образован выход радиопередатчика, вход которого образован входом генератора дельта-импульсов. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что радиоприемник ответного сигнала содержит смеситель, гетеродин, усилитель промежуточной частоты, два радиочастотных согласованных фильтра, два амплитудных детектора и усилитель высокой частоты, выход которого соединен с первым входом смесителя, второй вход которого подключен к выходу гетеродина, а выход соединен с входом усилителя промежуточной частоты, выход которого подключен к входам радиочастотных согласованных фильтров, выходы которых соединены с входами соответствующих амплитудных детекторов, при этом выходы амплитудных детекторов являются соответственно первым и вторым выходами радиоприемника ответного сигнала, вход которого образован входом усилителя промежуточной частоты. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что пассивный приемоответчик содержит последовательно соединенные приемопередающую антенну, радиочастотный согласованный фильтр запросного сигнала, линию задержки и радиочастотный согласованный фильтр ответного сигнала, выход которого подключен к входу приемопередающей антенны. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый решающий блок содержит четыре логических элемента И, элемент сравнения, триггер и два счетчика импульсов, счетные входы которых соединены с выходами первого и второго логических элементов И, а выходы подключены к первым входам третьего и четвертого логических элементов И, при этом выходом триггера образован выход решающего блока, первый и второй входы которого образованы первыми входами первого и второго логических элементов И соответственно, третий вход нулевым входом триггера и входами сброса счетчиков импульсов, вторыми входами третьего и четвертого логических элементов И образован четвертый вход решающего блока, пятый вход которого образован вторыми входами первого и второго логических элементов И.