СПОСОБ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1999 года по МПК G08G1/01 

Изобретение относится к автоматизированным системам диспетчерского управления (АСДУ) и может быть использовано для управления работой пассажирского и промышленного транспорта, например городского автобусного транспорта.

Известен и в настоящее время широко используется способ контроля и управления транспортом, реализуемый АСДУ (см. "Руководящий технический материал. Автоматизированные системы управления движением городского автобусного транспорта. Порядок создания и внедрения", РТМ 25295-78, издательство Научно-исследовательского и проектного института автоматизированных систем управления автомобильным транспортом общего пользования (НИПИ АСУ AT), г. Казань, 1978 г., калькодержатель документации-СКВ промышленной автоматики, г. Омск).

Способ заключается в том, что излучают устройством контрольного пункта (УКП) (см. "Устройство контрольного пункта УКПМ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Га 2.000.065. ТО" издательства СКБ промышленной автоматики г. Омск, 1978 г.) и принимают устройством подвижной единицы (УПЕ) (см. "Устройство УПЕ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации Га 2.009.009 ТО" издательства СКБ промышленной автоматики, г. Омск, 1991 г.) низкочастотный радиосигнал запроса по индуктивному каналу связи, затем излучают УПЕ и принимают УКП низкочастотный радиосигнал кодовой комбинации по тому же индуктивному каналу связи и анализируют сигнал кодовой посылки.

АСДУ, реализующая известный способ, содержит на контрольном пункте (КП) индуктивный контур связи, укладываемый в дорожное покрытие (подземный вариант) или укрепляемый на столбе КП (наземный вариант), и УКП, связанное через устройство сопряжения периферийного оборудования (УСПО) с вычислительным комплексом центрального пункта управления (ЦПУ). На подвижной единице (ПЕ) система содержит УПЕ, включающее приемник сигнала запроса, кодер, передатчик дискретной информации. Кроме того, УПЕ содержит приемник и передатчик телефонии, а также усилитель для передачи сообщений в салон.

Известный способ и реализующая его система позволяют достаточно просто реализовать решение задачи диспетчерской связи ПЕ с КП и далее с ЦПУ. Простота аппаратурной реализации во многом обусловлена пространственной избирательностью, обеспечиваемой системой на индуктивных контурах. Однако невысокая (2. . .4 м) дальность связи, уменьшающаяся к тому же в процессе эксплуатации из-за растроек индуктивных и прочих резонансных цепей и контуров, большие габариты, низкая помехоустойчивость являются существенными недостатками способа и системы, не позволяющие рассчитывать на перспективное применение в технике АСДУ.

Эксплуатация систем АСДУ с индуктивными антеннами осложняется достаточно большими габаритами антенн и требованием обязательного выноса антенны ПЕ за корпус ПЕ (под днище для подземного варианта и на крышу для наземного варианта). Установка антенны КП для подземного варианта требует закладки ее в полотно дороги, а наземного - установки на специальных выносных кронштейнах, крепящихся к столбам вдоль дороги. Все это требует дополнительных затрат. Антенны часто сбиваются и повреждаются, что негативно отражается на надежности связи.

Известен также способ контроля и управления транспортом путем излучения контрольным пунктом и приема подвижной единицей высокочастотного радиосигнала запроса, затем излучения подвижной единицей и приема контрольным пунктом высокочастотного радиосигнала кодовой комбинации и ее последующего анализа центральным пунктом управления. Этот способ выбран авторами за прототип и описан в ряде источников информации, реализующих данный способ.

Так, известно устройство для регистрации подвижных объектов, защищенных а. с. N 1211790, м.кл. G 08 G 1/61, публ. 1986 г.

Устройство содержит на КП приемник кодовой комбинации с антенной, передатчик сигнала запроса с антенной, блок запроса, АЦП, блок анализа и ряд логических элементов для организации работы устройства. На ПЕ устройство содержит приемник сигнала запроса, передатчик сигнала кодовой комбинации, два селектора, генератор случайных чисел и ряд логических элементов для организации работы устройства. Использование высокочастотного радиосигнала для излучения и приема сигнала запроса, а также для излучения и приема сигнала кодовой комбинации позволяет увеличить дальность связи, однако не позволяет локализовать зону связи. На один сигнал запроса будут отвечать несколько ПЕ, находящихся в контрольной зоне. Для однозначного определения сообщения, передаваемого от каждой ПЕ, в устройстве используется система однозначно декодируемых кодов, что усложняет аппаратурную реализацию способа и снижает надежность устройства.

Таким образом, существенным недостатком способа с использованием высокочастотного радиосигнала и реализующего его устройства являются сложность аппаратурной реализации, как следствие пониженная надежность устройства и относительно высокая стоимость.

Обеспечить же требуемую пространственную локальность при приемлемой дальности (5... 10 м) аппаратурными средствами радиоканальных систем на практике труднодостижимо вследствие влияния на дальность радиосвязи множества факторов: наличия токопроводящих предметов поблизости с антенной КП, состояния грунта, переотражений сигнала и др.

Передача информации на более высоких частотах: десятки или сотни мегагерц усложняет процесс настройки и регулировки трактов приемо-передатчиков, требует специальной дорогостоящей аппаратуры, дополнительно засоряет радиоэфир. На занятие частоты радиоэфира необходимо разрешение и ежегодная плата. Все эти факторы приводят к удорожанию системы. Переход на более высокие радиочастоты не освобождает в полной мере канал передачи информации от воздействия внешних электромагнитных помех, количество которых по мере освоения частотных диапазонов все более растет.

Наиболее близким устройством к предлагаемому изобретению, реализующим способ - прототип, является устройство для контроля и управления транспортом, защищенное а.с. N 1674212, м.кл. G 08 G 1/01, публ. 1991 г. Устройство содержит на контрольном пункте приемник кодовой комбинации и передатчик сигнала запроса, на подвижной единице приемник сигнала запроса и передатчик кодовой комбинации. Кроме того, на КП устройство содержит компаратор, блок обработки информации и блок передачи данных, на подвижном средстве - компаратор и блок обработки информации. Блоки обработки информации выполнены на микроЭВМ типа "Электроника 60 М". В компараторе подвижного средства обеспечивается селекция полезного сигнала запроса по длительности. Блок обработки информации дешифрирует сигнал запроса и формирует ответное сообщение, которое с помощью передатчика кодовой комбинации передается приемнику кодовой комбинации контрольного пункта. Выбор высокой рабочей частоты приемо-передающих блоков (~ 800 МГц) и селекция принимаемых сигналов по длительности позволяют обеспечить достаточную дальность связи, повысить помехоустойчивость устройства и произвести обмен информацией между КП и ПЕ уже за первый цикл связи. Однако для обеспечения локальности связи (связи с одной ПЕ) в устройстве используется сложный алгоритм быстрого обнаружения ПЕ, предполагающий кодирование сигнала запроса кодами ПЕ, последовательного опроса всех ПЕ, находящихся в зоне КП (до 30-50 шт.) и последующего обмена информацией только с обнаруженной ПЕ.

Применение такого алгоритма обработки сигнала требует достаточно сложной аппаратуры, что снижает надежность устройства. Кроме этого, борьба с импульсами помех электромагнитного излучения путем дискриминации их по длительности не всегда достаточно эффективна. В случае, если длительность помехи превышает установленное время дискриминации, система даст сбой.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в создании способа контроля и управления транспортом и устройства для его осуществления, обеспечивающего достаточную дальность связи, помехоустойчивость и локальность связи, а также надежность устройства, простоту установки и эксплуатации, а также совместимость устройств ПЕ и КП по электрическим сигналам с существующей широко применяемой системой АСДУ с индуктивным каналом.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе контроля и управления транспортом путем излучения контрольным пунктом и приема подвижной единицей высокочастотного радиосигнала запроса, затем излучения подвижной единицей и приема контрольным пунктом сигнала кодовой комбинации и ее анализа, согласно изобретению, излучение и прием кодовой комбинации осуществляют сигналом инфракрасного диапазона.

Указанный технический результат достигается также тем, что в устройстве контроля и управления транспортом, содержащем на контрольном пункте передатчик сигнала запроса и приемник кодовой комбинации, на подвижной единице - приемник сигнала запроса и передатчик сигнала кодовой комбинации, причем передатчик и приемник сигнала запроса выполнены в виде передатчика и приемника высокочастотного радиосигнала, согласно изобретению, передатчик и приемник кодовой комбинации выполнены в виде передатчика и приемника инфракрасного излучения, в устройство на подвижной единице введен кодер, вход которого подключен к выходу приемника сигнала запроса, а выход - к входу передатчика сигнала кодовой комбинации, а в устройство на контрольном пункте введена схема согласования, первый вход которой соединен с выходом приемника кодовой комбинации, первый выход подключен к входу передатчика сигнала запроса, а второй вход-выход является информационным входом-выходом устройства.

Также, согласно изобретению, приемник кодовой комбинации содержит последовательно соединенные приемник инфракрасных сигналов, усилитель-ограничитель, одновибратор, выход которого подключен через буферное устройство к светодиодному индикатору и является выходом приемника кодовой комбинации.

Также, согласно изобретению, схема согласования содержит резисторный делитель напряжения, первый и второй конденсаторы, первый и второй фильтры низкой частоты, причем вход и выход резисторного делителя напряжения соединены соответственно с первым входом и первым выходом схемы согласования, первые клеммы конденсаторов подключены соответственно к первому выходу и второму входу-выходу схемы согласования, а вторые клеммы соединены каждая через фильтр низкой частоты с соответствующими шинами питания и между собой проводом двухпроводной линии, второй провод которой соединен одним концом с общим проводом, другим концом - с земляной шиной.

Также, согласно изобретению, передатчик кодовой комбинации содержит буферное устройство и излучатель, выполненный в виде матрицы из M x n инфракрасных излучающих диодов, где M - количество линеек, каждая из которых включает в себя генератор стабильного тока и n диодов, при этом вход буферного устройства, являющийся входом передатчика кодовой комбинации, соединен с выходом кодера, а выход - с входами M генераторов стабильного тока, выход каждого из которых соединен с линейкой, состоящей из n последовательно включенных инфракрасных излучающих диодов.

Также, согласно изобретению, кодер на подвижной единице содержит первый, второй и третий формирователи байтов, формирователь блока информации, первый и второй генераторы частот, схему управления, делитель частоты на 600, первую, вторую и третью схемы 2ИЛИ-НЕ, схему 3И, схему 2И, первую и вторую схемы 3ИЛИ-НЕ, первый и второй счетчики, делитель частоты на 4, одновибратор, T-триггер, звуковой сигнализатор кодовой посылки, при этом первый, второй, третий входы кодера являются информационными входами соответственно первого, второго и третьего формирователей байтов, выходы которых подключены к информационным входам формирователя блока информации, выход первого генератора частоты соединен с первым входом первой схемы 2ИЛИ-НЕ и входом делителя частоты на 600, выход которого подключен к первому входу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ и первому входу схемы 3И, второй вход которой соединен с четвертым входом кодера и выходом приемника сигнала запроса, а третий вход подключен к третьим входам первой и второй схем 3ИЛИ-НЕ, второму входу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ и четвертому выходу первого счетчика, R- вход которого соединен с выходом схемы 3И, первый и второй выходы первого счетчика подключены соответственно к первому и второму входам первой схемы 3ИЛИ-НЕ и ко второму и третьему управляющим входам формирователя блока информации, выход которого соединен с первым входом схемы управления, второй вход которой подключен к выходу первой схемы 3ИЛИ-НЕ и R-вход у T-триггера, C-вход которого соединен с третьим выходом схемы управления, а выход T-триггера подключен к четвертому управляющему входу формирователя блока информации, пятый управляющий вход которого соединен с общим проводом, выход второго генератора частоты соединен с первым входом второй схемы 2ИЛИ-НЕ, второй вход которой подключен к первому выходу схемы управления, а выход соединен с первым входом второй схемы 3ИЛИ-НЕ, второй вход которой подключен к выходу первой схемы 2ИЛИ-НЕ, второй вход которой соединен со вторым выходом схемы управления, третий вход которой подключен к выходу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ и C-входу второго счетчика, первый, второй и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими входами первого, второго и третьего формирователей байтов, восьмой выход второго счетчика подключен к первому управляющему входу формирователя блока информации и второму входу схемы 2И, первый вход которой соединен с первым выходом второго счетчика, а выход подключен к C-входу первого счетчика и R-входу второго счетчика, выход второй схемы 3ИЛИ-НЕ соединен с входами одновибратора и делителя частоты на 4, выход которого подключен к звуковому сигнализатору кодовой комбинации, выход одновибратора является выходом кодера.

Сущность предлагаемого способа и устройства заключается в том, что для обмена информацией между ПЕ и КП предлагается использование комбинированного (радио и инфракрасного) канала связи. При этом запрос с КП на ПЕ передается радиосигналом, а ответный сигнал (кодовая комбинация) передается инфракрасным (ИК) излучением.

Использование ИК излучения для передачи сигнала кодовой комбинации обеспечивает большую помехоустойчивость по сравнению с радиоканалом, т.к. практически отсутствуют природные и иные источники импульсных ИК помех. ИК канал позволяет обеспечить дальности связи от единиц до десятков и сотен метров. Требуемая дальность связи до 8...10 м может быть легко получена путем выбора типов ИК излучающих элементов. ИК канал обеспечивает требуемую локальность связи, поскольку излучатель и приемник имеют лучевую или "фонариковую" диаграмму направленности. С помощью линз или путем пространственной ориентации точечных излучателей и приемников с ограниченной шириной диаграммы направленности может быть сформирована практически любая диаграмма направленности от игольчатой до круговой. Выбором соответствующих углов раскрыва ИК антенн КП и ПЕ в устройстве решена проблема устранения мешающего действия соседних ПЕ. При возбуждении одним сигналом запроса КП нескольких антенн приемников ПЕ приемник КП будет "освещен" инфракрасным сигналом только одной ПЕ, той, которая стоит в контрольной зоне столба КП. Сигналы других ПЕ приемником КП восприняты не будут. Совместимость по электрическим сигналам с существующими широко применяемыми АСДУ с индуктивным каналом достигается благодаря применению приемников, передатчиков, кодера и схемы согласования устройств на ПЕ и КП, функционирующих и формирующих соответствующие сигналы стандарта АСДУ.

Попадание прямых солнечных лучей в глазок приемника ИК сигналов, приводящее к его резко снижающейся чувствительности (ослеплению), исключено в предлагаемом устройстве путем выбора направления передачи ИК кодовой информации снизу вверх (от ПЕ к КП) и установкой такого угла наклона приемника ИК сигналов (при заданном угле раскрыва его диаграммы направленности), при котором исключается попадание прямых солнечных лучей и вместе с тем обеспечивается достаточно большая зона устойчивой связи аппаратуры ПЕ и КП.

ИК аппаратура чрезвычайно проста, надежна, практически не требует регулировки и настройки, не расстраивается в процессе эксплуатации, не засоряет радиоэфир, не требует специальной платы за использование частоты.

Предлагаемый способ и реализующее его устройство для контроля и управления транспортом поясняются с помощью фигур, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - функциональная схема устройства на КП, на фиг. 3 - функциональная схема устройства на ПЕ, на фиг. 4 - схема управления, на фиг. 5 - эпюры сигналов, поясняющих работу устройства, на фиг. 6 - структура сигнала кодовой посылки.

Устройство для контроля и управления транспортом содержит на КП передатчик 1 сигнала запроса, приемник 2 сигналов кодовой комбинации, схему согласования 3, первый вход которой соединен с выходом приемника 2, первый выход подключен к входу передатчика 1, а второй вход - выход является информационным входом - выходом устройства. На ПЕ устройство содержит приемник 4 сигнала запроса, выход которого через кодер 5 подключен к передатчику 6 сигнала кодовой комбинации.

Передатчик 1 сигнала запроса на КП содержит (см. фиг. 2) последовательно соединенные первое пороговое устройство 7, интегратор 8, второе пороговое устройство 9, задающий кварцевый генератор 10, усилитель мощности 11, радиопередающую антенну 12. Вход порогового устройства 7 является входом передатчика 1 сигнала запроса.

Приемник 2 сигнала кодовой комбинации содержит последовательно соединенные приемник 13 инфракрасных сигналов, усилитель - ограничитель 14, одновибратор 15, выход которого через буферное устройство 16 подключен к светодиодному индикатору 17 и первому входу схемы согласования 3. Схема согласования 3 содержит резисторный делитель 18 напряжения, конденсаторы 19 и 20 и два фильтра низкой частоты 21 и 22, вход резисторного делителя 18 напряжения соединен с первым входом схемы согласования 3, а выход - с первым выходом схемы согласования 3 и входом передатчика 1 сигнала запроса. Первые клеммы конденсаторов 19 и 20 подключены соответственно к первому выходу и второму входу-выходу схемы согласования 3, а вторые клеммы конденсаторов 19 и 20 соединены соответственно через фильтры 21 и 22 низкой частоты с соответствующими шинами питания и между собой проводом двухпроводной линии 23, второй провод которой соединен одним концом с общим проводом, другим концом - с земляной шиной.

Второй вход-выход схемы согласования 3 соединяется с аппаратурой устройства КП (на фиг. 2 не показано) и далее через УСПО с вычислительным комплексом подключается к ЦПУ.

На подвижной единице (см. фиг. З) кодер 5 содержит первый, второй и третий формирователи байтов 24, 25 и 26 соответственно, формирователь 27 блока информации, первый и второй генераторы частот 28 и 29 соответственно, схему управления 30, делитель 31 частоты на 600, первую, вторую и третью схемы 2ИЛИ-НЕ 32, 33 и 34, схему 3И 35, схему 2И 36, первую и вторую схемы 3ИЛИ-НЕ 37 и 38 соответственно, первый и второй счетчики 39 и 40 соответственно, делитель 41 частоты на 4, одновибратор 42, T-триггер 43, звуковой сигнализатор 44 кодовой посылки. При этом первый, второй и третий входы кодера 5 являются информационными входами соответственно первого, второго и третьего формирователей байтов 24, 25 и 26, выходы которых подключены к информационным входам формирователя 27 блока информации. Выход первого генератора 28 частоты соединен с первым входом первой схемы 2ИЛИ-НЕ 32 и входом делителя 31 частоты на 600, выход которого подключен к первому входу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ 34 и первому входу схемы 3И 35. Второй вход схемы 3И 35 соединен с четвертым входом кодера 5 и выходом приемника 4 сигнала запроса, третий вход подключен к третьим входам первой и второй схем 3ИЛИ-НЕ 37 и 38 соответственно, второму входу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ 34 и четвертому выходу первого счетчика 39, R-вход которого соединен с выходом схемы 3И 35. Первый и второй выходы первого счетчика 39 подключены соответственно к первому и второму входам первой схемы 3ИЛИ-НЕ 37 и ко второму и третьему управляющим входам формирователя 27 блока информации, выход которого соединен с первым входом схемы 30 управления. Второй вход схемы 30 управления подключен к выходу первой схемы 3ИЛИ-НЕ 37 и R-входу T-триггера 43, C-вход которого соединен с третьим выходом схемы 30 управления, а выход T-триггера 43 подключен к четвертому управляющему входу формирователя 27 блока информации, пятый управляющий вход которого соединен с общим проводом. Выход второго генератора 29 частоты соединен с первым входом второй схемы 2ИЛИ-НЕ 33, второй вход которой подключен к первому выходу схемы 30 управления, а выход соединен с первым входом второй схемы 3ИЛИ-НЕ 38. Второй вход схемы 3ИЛИ-НЕ 38 подключен к выходу первой схемы 2ИЛИ-НЕ 32, второй вход которой соединен со вторым выходом схемы 30 управления, третий вход которой подключен к выходу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ 34 и C-входу второго счетчика 40. Первый, второй и четвертый выходы второго счетчика 40 соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими входами первого, второго и третьего формирователей байтов 24, 25 и 26, восьмой выход второго счетчика 40 подключен к первому управляющему входу формирователя 27 блока информации и второму входу схемы 2И 36, первый вход которой соединен с первым выходом второго счетчика 40, а выход подключен к C-входу первого счетчика 39 и R-входу второго счетчика 40. Выход второй схемы 3ИЛИ-НЕ 38 соединен с входами одновибратора 42 и делителя 41 частоты на 4, выход которого подключен к звуковому сигнализатору 44 кодовой комбинации, а выход одновибратора 42, являющийся выходом кодера 5, соединен с передатчиком 6 сигнала кодовой посылки.

Передатчик 6 сигнала кодовой посылки состоит из буферного устройства 45 и излучателя, выполненного в виде матрицы из M x n инфракрасных излучающих диодов, где M - количество линеек, каждая из которых включает в себя генератор стабильного тока 46 и n диодов 47 (на схеме диоды не показаны). Вход буферного устройства 45, являющийся входом передатчика кодовой комбинации 6, соединен с выходом кодера 5, а выход - с входами M генераторов стабильного тока 46, выход каждого из которых соединен с линейкой, состоящей из n последовательно включенных инфракрасных излучающих диодов 47.

Генераторы частот 28 и 29 вырабатывают кварцованные прямоугольные импульсы соответственно 60 кГц и 63 кГц.

Способ осуществляют следующим образом.

Периодически излучают КП высокочастотный радиосигнал запроса. Водитель транспорта для того, чтобы сделать отметку, въезжает в контрольную зону и устанавливает подвижную единицу под навесной аппаратурой КП. Далее приемником ПЕ принимают высокочастотный радиосигнал запроса, в ответ на который излучают инфракрасный сигнал кодовой комбинации, который затем принимают инфракрасным приемником кодовой комбинации КП. Принятый сигнал анализируют вычислительным комплексом ЦПУ.

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Сигнал возбуждения передатчика 1 или сигнал запроса КП (см. фиг. 2) поступает от центрального пункта управления (не показан) на схему согласования 3. Практическая схема согласования 3 представляет собой два сумматора - разделителя, каждый из которых содержит конденсатор и фильтр низкой частоты (19 и 21, 20 и 22), соединенных двухпроводной линией 23. Такое выполнение схемы согласования позволяет по двухпроводной линии передать два сигнала одновременно: постоянную составляющую (напряжение питания) и переменную составляющую (сигнал возбуждения) (фиг. 5а), сначала соединив их для передачи, а затем разделив. После схемы согласования 3 переменный сигнал возбуждения поступает на вход порогового устройства 7, которое срабатывает на каждую положительную полуволну переменного сигнала (фиг. 5б). Интегратор 8 и второе пороговое устройство 9 обеспечивают формирование видеоимпульса (фиг. 5в, г) по длительности приблизительно равного длительности радиоимпульса сигнала запроса t_запр. Этот сигнал возбуждает задающий кварцевый генератор 10, который через усилитель мощности 11 с помощью радиопередающей антенны 12 обеспечивает излучение в пространство радиоимпульса высокой частоты, с длительностью, заданной сигналом возбуждения, поступившим с ЦПУ (фиг. 5д). В качестве радиопередающей антенны 12 может быть использована штыревая антенна.

Радиоимпульс высокой частоты наводится в антенне радиоприемника 4 сигнала запроса ПЕ, который построен по традиционной схеме. На выходе приемника 4 формируется один прямоугольный видеоимпульс, длительностью приблизительно равной длительности входного радиоимпульса. Видеоимпульс запроса поступает на четвертый вход кодера 5.

Исходное состояние схемы кодера 5 определяется состоянием выходов счетчика 39: на выходах 1, 2, 4, 8 соответственно логические 0, 0, 1,0.

С четвертого входа кодера 5 прямоугольный видеоимпульс поступает на второй вход схемы 3И 35, на третьем входе которой присутствует единичный сигнал с четвертого выхода счетчика 39, а на первый вход поступает меандр частотой 100 Гц с выхода делителя частоты 31 на 600, на вход которого поступает сигнал с выхода первого генератора частоты 28. При совпадении во времени сигналов на первом и втором входах схемы 3И 35, ее выходным сигналом обнуляется счетчик 39. С этого момента запускается процесс формирования кодированной трехбайтовой последовательности с упреждающей стартовой посылкой и битами проверки четности после каждого байта.

Обнуление счетчика 39 изменяет состояние его выходов 1, 2, 4, 8 соответственно с 0, 0, 1, 0 на логические 0, 0, 0, 0.

Сигналом логического нуля, поступающим с четвертого выхода счетчика 39, блокируется схема 3И 35 по третьему входу на все время формирования кодовой посылки, разблокируется третья схема 2ИЛИ-НЕ 34, вторая схема 3ИЛИ-НЕ 38. Выходным сигналом первой схемы 3ИЛИ-НЕ 37 T-триггер 43 устанавливается в нулевое состояние и одновременно устанавливается сигнал логической единицы на втором входе схемы управления 30. Далее, поскольку третья схема 2ИЛИ-НЕ 34 разблокирована, импульсы частотой 100 Гц с выхода делителя 31 частоты на 600 поступают на третий вход схемы управления 30 и на счетный вход счетчика 40, формирующего сигналы управления A1-AЗ формирователей байтов 24, 25, 26, на информационных входах которых установлена в параллельном коде информация о виде транспорта, смене, коэффициенте заполнения, номере ПЕ. При работе счетчика 40 формирователи байтов 24, 25, 26 преобразуют параллельный код информации в последовательный и их выходные сигналы поступают на формирователь блока информации 27, который "собирает" информацию путем последовательного переключения своих входов под действием импульсов управления A1-AЗ, которые формируются на восьмом выходе счетчика 40 и первом, втором выходах счетчика 39. Выходной сигнал формирователя блока информации 27 поступает на первый вход схемы управления 30. Если на первом входе схемы 30 (фиг. 4) логический ноль, то меандр 100 Гц проходит на первый выход схемы управления 30 и далее на второй вход второй схемы 2ИЛИ-НЕ 33. На выходе второй схемы 2ИЛИ-НЕ 33 формируются пачки импульсов частотой 63 кГц, модулированные меандром 100 Гц. Если на первом входе схемы управления 30 - логическая единица, то меандр 100 Гц с третьего входа схемы управления 30 проходит на ее второй выход и далее на второй вход первой схемы 2ИЛИ-НЕ 32, на выходе которой формируются пачки импульсов частотой 60 кГц, модулированные меандром 100 Гц.

На время первых 8-тактовых импульсов формирователь блока информации 27 формирует сигнал логического нуля, что соответствует стартовому импульсу. Счетчик 40 считает импульсы, при этом каждый девятый импульс через схему 2И 36 поступает на его R-вход, сбрасывая его в ноль, и на тактовый (C-вход) счетчика 39, который таким образом считает байты, вызывая соответственно подключение к формирователю блока информации 27 сначала формирователя байта 24, потом 25 и 26. В промежутках между байтами информации подключается выход T-триггера 43, на счетный вход которого подаются импульсы информации с выхода формирователя блока информации 27 через схему управления 30, в которой они не претерпевают никаких изменений, а лишь стробируются сигналом кодовой комбинации, поступающим на вход 2 схемы управления 30. T-триггер 43 является триггером четности и контролирует четность или нечетность логических единиц в байте информации. При четном количестве логических единиц в байте информации на его выходе - логический ноль, при нечетном - логическая единица. Эта информация располагается между байтами и используется для контроля правильности принятой кодовой последовательности.

Таким образом, импульсы частотой 60 или 63 кГц, модулированные меандром 100 Гц, последовательность которых представляет собой кодовую посылку, поступают через открытую схему 3ИЛИ-НЕ 38 на вход одновибратора 42 через делитель 41 частоты на 4 на звуковой сигнализатор 44 кодовой посылки.

Одновибратор 42 укорачивает длительность импульсов кодовой комбинации, при этом КПД всего устройства во время передачи информации по ИК-каналу повышается. Короткие импульсы, поступающие с выхода одновибратора 42, усиливаются по мощности буферным устройством 45 и поступают на входы M генераторов стабильного тока 46, каждый из которых во время действия входного короткого импульса запитывает стабильным током линейку из n последовательно включенных инфракрасных излучающих диодов 47. Таким образом, матрицей из M x n излучающих ИК диодов формируется кодовая посылка в инфракрасном диапазоне. По своей структуре ИК посылка соответствует кодовой посылке эксплуатируемых АСДУ: сохраняется частотная модуляция (сигналы лог 0 передаются короткими импульсами излучения частотой f₀ = 63 кГц, периодом T₀ = 1/f₀, сигналы лог.1 - такими же импульсами частотой f₁ = 60 кГц, периодом T₁ = 1/f₁), сохраняются все временные интервалы: для передачи стартового импульса - 80 мс, для передачи импульсов информации - 5 мс, для передачи пауз между импульсами информации - 5 мс. Изменяется только лишь форма (длительность) несущих импульсов. По соображениям обеспечения высокого КПД и облегчения режима работы излучающих ИК диодов длительность импульсов излучения выбирается предельно короткой, но несколько превышающей быстродействие излучающих ИК диодов и фотоприемного устройства. Диаграмма направленности ИК излучателя обеспечивается соответствующей установкой ИК светодиодов.

После завершения формирования кодовой посылки состояние выходов 1, 2, 4, 8 счетчика 39 принимает значения: логические 0, 0, 1, 0, и соответственно схема возвращается в исходное состояние.

Короткие импульсы инфракрасного излучения воспринимаются приемником 2 кодовой комбинации КП (см. фиг. 1), преобразуются приемником 13 (см. фиг. 2) инфракрасных сигналов в электрические импульсы (фиг. 5е), через усилитель-ограничитель 14 поступают на одновибратор 15, который увеличивает их по ширине до значения примерно равного половине их периода следования t_ов ~ T₀₍₁₎ (фиг. 5ж), восстанавливая полностью стандарт сигнала кодовой посылки эксплуатируемых АСДУ с индуктивным каналом и делая настоящую систему с комбинированным каналом полностью совместимой по электрическим сигналам с существующей АСДУ. С выхода одновибратора 15 импульсы через буферное устройство 16 поступают на светодиодный индикатор 17 для визуальной индикации кодовой комбинации. Одновременно с выхода одновибратора 15 через резисторный делитель 18 напряжения импульсы кодовой комбинации поступают на первый вход схемы согласования 3, где суммируются с напряжением питания (фиг. 5з), и через двухпроводную линию 23, аппаратуру КП и УСПО поступают на ЦПУ. Коэффициент деления делителя 18 напряжения подбирается таким образом, что пороговое устройство 7 не срабатывает от этих импульсов.

Таким образом, введение инфракрасного канала приема и передачи сигнала кодовой комбинации при условии сохранения радиоканала приема и передачи сигнала запроса позволяет в сочетании получить три важнейшие характеристики диспетчерской аппаратуры связи: высокую помехозащищенность, достаточную дальность и пространственную избирательность (локальность) и тем самым повысить надежность связи. Повышенная помехозащищенность и локальность по сравнению с радиоканальной аппаратурой обеспечивается за счет применения инфракрасного канала. Введение кодера, схемы согласования, схемное решение приемника и передатчика ИК излучения, приемника и передатчика радиоканала обеспечивает функционирование устройств на КП и ПЕ на сигналах стандарта АСДУ.

По сравнению с аппаратурой классической АСДУ с индуктивным каналом, до сих пор широко применяемой во многих крупных городах стран СНГ и России, аппаратура с комбинированным каналом связи обеспечивает существенно (в 2...5 раз) большую дальность, помехозащищенность связи, выигрыш в габаритах и весе от 10 до 40 раз, простоту установки и эксплуатации.

Ее применение обеспечит большую свободу маневра водителям ПЕ в зоне КП, совмещенной, как правило, с остановкой для посадки - высадки пассажиров, косвенно способствуя тем самым повышению безопасности движения.

Замена связной аппаратуры ПЕ-КП, использующей индуктивный канал связи на связную аппаратуру ПЕ-КП, использующую комбинированный (радио - ИК) канал связи, существенно повысит надежность и эксплуатационные характеристики существующей системы АСДУ при относительно невысоких затратах на переоборудование.

Изобретение относится к автоматизированным системам диспетчерского управления (АСДУ) пассажирским транспортом. Технический результат заключается в повышении помехоустойчивости и в обеспечении необходимой дальности и локальности связи. Технический результат достигается за счет того, что для обмена информацией между подвижной единицей (ПЕ) и контрольным пунктом (КП) используется комбинированный (радио и инфракрасный) канал связи. При этом запрос с КП на ПЕ передается радиосигналом, а ответное сообщение с ПЕ на КП (кодовая комбинация) передается инфракрасным излучением. Устройство, реализующее способ, полностью совместимо по электрическим сигналам с существующими широко применяемыми АСДУ с индуктивным каналом (рамочными антеннами). Использование инфракрасного излучения для передачи сигнала кодовой комбинации обеспечивает большую помехоустойчивость, хорошую дальность, а также требуемую локальность связи. Указанный результат достигается тем, что для излучения и приема кодовой комбинации используется сигнал инфракрасного диапазона, а устройство на КП содержит передатчик высокочастотного радиосигнала запроса, приемник инфракрасного сигнала кодовой комбинации и схему согласования, а на ПЕ устройство содержит приемник высокочастотного радиосигнала запроса, кодер и передатчик инфракрасного сигнала кодовой комбинации. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ контроля и управления транспортом путем излучения контрольным пунктом и приема подвижной единицей высокочастотного радиосигнала запроса, затем излучения подвижной единицей и приема контрольным пунктом сигнала кодовой комбинации и ее анализа, отличающийся тем, что излучение и прием кодовой комбинации осуществляют сигналом инфракрасного диапазона. 2. Устройство для контроля и управления транспортом, содержащее на контрольном пункте передатчик сигнала запроса и приемник кодовой комбинации, на подвижной единице - приемник сигнала запроса и передатчик сигнала кодовой комбинации, причем передатчик и приемник сигнала запроса выполнены в виде передатчика и приемника высокочастотного радиосигнала, отличающееся тем, что передатчик и приемник кодовой комбинации выполнены в виде передатчика и приемника инфракрасного излучения, в устройство на подвижной единице введен кодер, вход которого подключен к выходу приемника сигнала запроса, а выход - к входу передатчика сигнала кодовой комбинации, а в устройство на контрольном пункте введена схема согласования, первый вход которой соединен с выходом приемника кодовой комбинации, первый выход подключен к входу передатчика сигнала запроса, а второй вход-выход является информационным входом-выходом устройства. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что приемник кодовой комбинации содержит последовательно соединенные приемник инфракрасных сигналов, усилитель-ограничитель, одновибратор, выход которого подключен через буферное устройство к светодиодному индикатору и является выходом приемника кодовой комбинации. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что схема согласования содержит резисторный делитель напряжения, первый и второй конденсаторы, первый и второй фильтры низкой частоты, причем вход и выход резисторного делителя напряжения соединены соответственно с первым входом и первым выходом схемы согласования, первые клеммы конденсаторов подключены соответственно к первому выходу и второму входу-выходу схемы согласования, а вторые клеммы соединены каждая через фильтр низкой частоты с соответствующими шинами питания и между собой проводом двухпроводной линии, второй провод которой соединен одним концом с общим проводом, другим концом - с земляной шиной. 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что передатчик кодовой комбинации содержит буферное устройство и излучатель, выполненный в виде матрицы из M • n инфракрасных излучающих диодов, где M - количество линеек, каждая из которых включает в себя генератор стабильного тока и n диодов, при этом вход буферного устройства, являющийся входом передатчика кодовой комбинации, соединен с выходом кодера, а выход - с входами M генераторов стабильного тока, выход каждого из которых соединен с линейкой, состоящей из n последовательно включенных инфракрасных излучающих диодов. 6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что кодер на подвижной единице содержит первый, второй и третий формирователи байтов, формирователь блока информации, первый и второй генераторы частот, схему управления, делитель частоты на 600, первую, вторую и третью схемы 2ИЛИ-НЕ, схему 3И, схему 2И, первую и вторую схемы 3ИЛИ-НЕ, первый и второй счетчики, делитель частоты на 4, одновибратор, Т-триггер, звуковой сигнализатор кодовой посылки, при этом первый, второй, третий входы кодера являются информационными входами соответственно первого, второго и третьего формирователей байтов, выходы которых подключены к информационным входам формирователя блока информации, выход первого генератора частоты соединен с первым входом первой схемы 2ИЛИ-НЕ и входом делителя частоты на 600, выход которого подключен к первому входу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ и первому входу схемы 3И, второй вход которой соединен с четвертым входом кодера и выходом приемника сигнала запроса, а третий вход подключен к третьим входам первой и второй схем 3ИЛИ-НЕ, второму входу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ и четвертому выходу первого счетчика, R-вход которого соединен с выходом схемы 3И, первый и второй выходы первого счетчика подключены соответственно к первому и второму входам первой схемы 3ИЛИ-НЕ и к второму и третьему управляющим входам формирователя блока информации, выход которого соединен с первым входом схемы управления, второй вход которой подключен к выходу первой схемы 3ИЛИ-НЕ и R-входу Т-триггера, С-вход которого соединен с третьим выходом схемы управления, а выход - Т-триггера подключен к четвертому управляющему входу формирователя блока информации, пятый управляющий вход которого соединен с общим проводом, выход второго генератора частоты соединен с первым входом второй схемы 2ИЛИ-НЕ, второй вход которой подключен к первому выходу схемы управления, а выход соединен с первым входом второй схемы 3ИЛИ-НЕ, второй вход которой подключен к выходу первой схемы 2ИЛИ-НЕ, второй вход которой соединен с вторым выходом схемы управления, третий вход которой подключен к выходу третьей схемы 2ИЛИ-НЕ и С-входу второго счетчика, первый, второй и четвертый выходы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим управляющими входами первого, второго и третьего формирователей байтов, восьмой выход второго счетчика подключен к первому управляющему входу формирователя блока информации и второму входу схемы 2И, первый вход которой соединен с первым выходом второго счетчика, а выход подключен к С-входу первого счетчика и R-входу второго счетчика, выход второй схемы 3ИЛИ-НЕ соединен с входами одновибратора и делителя частоты на 4, выход которого подключен к звуковому сигнализатору кодовой комбинации, выход одновибратора является выходом кодера.