КЛЮЧ АКТИВАЦИИ РЕПИТЕРА Российский патент 2009 года по МПК G08B25/10 

Изобретение относится к области железнодорожного транспорта, а именно к области средств техники безопасности на железнодорожном транспорте, и может быть использовано для обеспечения пассажирского поезда беспроводной адресной аварийной сигнализацией и внутренней связью.

Настоящая разработка предназначена для использования в системах связи на пассажирских поездах пригородного и дальнего следования с целью организации каналов связи и передачи сигналов аварийной сигнализации. Устройство разработано на базе DECT технологий и позволяет оснащать пассажирские поезда устройствами передачи данных и телефонии, предпочтительно с учетом существующей системы гибкого формирования состава пассажирского поезда, состоящего из штабного и пассажирских вагонов.

Известна (патент RU 2206177, Н04В 7/26, 2003) бортовая сеть связи подвижного состава, характеризуемая наличием пульта управления и диагностики (носимый пульт начальника поезда), в каждом вагоне подвижного состава оконечных устройств связи (в виде мобильных радиотелефонов для персонала и пассажиров, радиодатчиков и исполнительных устройств системы автоматики вагона, миниатюрных терминалов видеонаблюдения и других необходимых устройств), унифицированного узла коммутации (в виде базовой станции), цифровой радиолинии, связывающей бортовую сеть связи подвижного состава с внешними системами связи, причем соединение между оконечными устройствами связи и унифицированным узлом коммуникации, а также между смежными унифицированными узлами коммутации осуществляют по радиоканалу, при этом частотный диапазон и уровень радиосигнала в радиоканале выбирают таким образом, что оконечные устройства связи связываются только с унифицированным узлом коммутации того вагона, в котором оконечные устройства связи находятся в данный момент, а пульт управления и диагностики выполнен мобильным и связывается по радиоканалу с унифицированным узлом коммутации того вагона, в котором пульт управления и диагностики находится в данный момент.

Известная бортовая сеть связи работает следующим образом.

Пульт управления и диагностики (носимый терминал начальника поезда) передает и принимает радиосигнал в любой точке поезда через сеть унифицированных узлов коммутации как при получении начальником поезда радиосигнала от оконечного устройства, так и при передаче на оконечное устройство радиосигнала, в том числе и при разговоре пассажира по личному мобильному телефону с абонентом, удаленным от поезда.

Недостатком известной бортовой системы следует признать наличие только одного пульта управления и диагностики выполненного в виде носимого варианта начальника поезда, большого количества узлов коммутации. Кроме того, недостатком следует признать и отсутствие возможности автоматического контроля за состоянием вагона, особенно при замене вагонов, входящих в состав пассажирского поезда, т.е. существующей системе гибкого формирования составов.

Известна также (патент RU 0046895, 2005) система контроля безопасности и связи пассажирского поезда, характеризуемая наличием центральной управляющей системы и базовых станций DECT, причем каждая базовая станция подключена к центральной управляющей системе, к каждой базовой станции DECT через ВЧ-разъемы подключены по две антенны, установленные на крыше вагона, по меньшей мере, одного устройства передачи аварийных сигналов от систем аварийной сигнализации железнодорожного вагона путем формирования голосовых сообщений для передачи их проводнику вагона и начальнику поезда, включающего радиорозетку DECT, голосовой автоинформатор, носимый терминал с кнопочным номеронабирателем, при этом устройство передачи аварийных сигналов подключено к выходам систем аварийной и пожарной сигнализации вагона, не менее одного носимого терминала проводника для получения сигналов об авариях и двухсторонней автоматической телефонной связи, не менее одного репитера для усиления радиосигналов, не менее одной телефонной трубки в служебных купе проводников и не менее одной кнопки сигнализации опасности.

Используемый в системе репитер предназначен для организации зоны радиодоступа носимых абонентских терминалов (носимых телефонов) в рамках отдельного пассажирского вагона с последующей передачей информации на базовые станции DECT системы. Репитер обычно подключают ВЧ-кабелем с волновым сопротивлением 50 Ом к разветвителю ВЧ-сигнала. Каждый репитер имеет высокочастотный разъем для подсоединения к внешней антенне и разъем для подключения к источнику питания напряжением 12 В.

Недостатком известной системы контроля безопасности и связи пассажирского поезда следует признать невозможность ее использования при условии гибкого формирования состава, т.е. замены вагонов, входящих в состав пассажирского поезда.

Техническая задача, решаемая посредством предложенного изобретения, состоит в разработке усовершенствованной системы сигнализации и связи пассажирского поезда.

Технический результат, получаемый при реализации предложенной системы, состоит в повышении безопасности эксплуатации пассажирского поезда при одновременном повышении уровня сервиса в условиях гибкого формирования состава пассажирского поезда.

Для достижения указанного технического результата предложено в указанной системе контроля безопасности и связи пассажирского поезда использовать репитер, в состав которого входит ключ активации.

Указанный ключ активации репитера представляет собой радиоэлектронное устройство, выполненное в виде микрокомпонентной сборки с возможностью подключения к ретранслятору, обеспечивающему двухстороннюю автоматическую телефонную связь между проводником вагона и начальником поезда, а также с проводниками других вагонов.

Указанный ключ активации репитера (см. чертеж) содержит печатную плату, с установленными на ней микропроцессором (IC1), схемой интерфейса для подключения к репитеру и к ЭКР (электронный ключ регистрации он же КПТ - ключ памяти для терминального абонентского радиоблока), а также вспомогательными элементами -конденсатор (С1), 2 диода BAV99, 6 резисторов (R1, ...,R6), 1 оптрон (OKI), при этом, к входу «VCC» питания IC1 (микропроцессора) подключены высокостабилизированное напряжение питания 3,3 В, а также С1, осуществляющая фильтрацию питающего напряжения. Диоды подключены параллельно к информационному (SDA) и синхронизирующему (SCL) входу/выходу IC1, они осуществляют защиту от перенапряжения SDA и SCL входов. R1, R2, R3, R5, R6 подключены к неиспользуемым входам IC1 и являются терминаторами (защитными нагрузками неиспользуемых входов). Управляющий выход TXD микропроцессора IC1 выполнен с возможностью подключения к репитеру для оповещения его о начале передачи данных регистрации. TXD заведен на последовательную цепь оптрона OK1, R4 и напряжение питания 3,3 В. Данная цепь предназначена для гальванической развязки TXD и Репитера.

Для обмена данными между ключом активации репитера и репитером используют интерфейс последовательного порта со следующими параметрами протокола:

Диапазон данных0...255Режим передачиасинхронныйДлина слова8 битСкорость передачи1900 бит/с

Разработанное устройство обеспечивает прием и запись в память репитера информации об адресате, которому направляют сигналы об авариях.

Разработанный ключ активатора имеет следующие технические характеристики:

- электрические характеристики:

Напряжение питания3,3 (постоянное) ВОбъем рабочей памяти512 кбайт

- механические параметры:

Диапазон рабочей температур0-45°СДиапазон температуры хранения-50 - +50°С

Ключ активации репитера выполнен в виде печатной платы, на которой установлены интерфейсная микросхема и вспомогательные элементы, обеспечивающие работоспособность ключа активации репитера.

Разработанный ключ активации репитера предназначен для работы в составе системы связи и передачи аварийных сообщений пассажирских поездов дальнего и пригородного следования. Указанная система контроля безопасности и связи пассажирского поезда состоит из функциональных частей двух типов - центральной и оконечных. Центральная часть расположена в штабном вагоне и представляет собой центральную управляющую систему (радиоконтроллер DECT) с подключенными к ней базовыми станциями. Также в штабном вагоне расположены средства отображения аварийных ситуаций, происходящих в составе, и системы сигнализации поезда. Оконечные части системы расположены в пассажирских вагонах (а также, возможно, в кабине локомотива) и представляют собой устройства для сбора и передачи аварийных сообщений с датчиков аварийных ситуаций вагона (и локомотива) по организуемым каналам радиосвязи на центральную часть системы (терминальный абонентский радиоблок). Репитер также является частью оконечного блока системы и отвечает за организацию локальной зоны радиодоступа носимых проводниками абонентских терминалов в рамках отдельного пассажирского вагона (и локомотива) и передачи информации на центральную часть системы.

Носимый проводниками абонентский терминал выполнен с возможностью получения им информации, определяющей, с радиоконтроллером какого штабного вагона он будет работать.

Носимый проводниками терминал, к репитеру которого подключен разработанный ключ, способен записывать в свою память идентификационные данные, характеризующие то, к какому вагона данный носимый терминал приписан. Это и обеспечивает четкое получение радиоконтроллером штабного вагона информации об аварийных ситуациях в конкретном вагоне, входящем в состав поезда.

Ключ активации репитера служит для временного хранения регистрационной информации, предназначенной для активации репитера с последующей трансляцией этой информации в репитер. Регистрационная информация транслируется в ключ активации репитера с ключа терминального абонентского радиоблока. В актуальной версии программного обеспечения в репитер заносят следующие параметры регистрационной информации:

- rpn (RPN базы, с которой может синхронизироваться репитер) = 000...255

- rnr (RPN репитера) = 000...255

- mba (диапазон базовых станций для синхронизации репитера) = 0...8

- rjp (максимальное количество репитеров, в которых может осуществляться хендовер) = 0...3

- byb (максимальное количество разговорных каналов, предоставляемых репитером) = 1...3

Процедура программирования репитера активизируется после подачи питания на ключ при условии, что информация о репитере занесена в ключ терминального абонентского радиоблока. Также процедура инициализации активизируется в момент подключения репитера, что позволяет инициализировать репитер в любой момент времени. При установке нового ключа репитер получит измененную идентификационную информацию, соответствующую системе, записанной в новый ключ.

Ключ терминального абонентского радиоблока используют для идентификации оконечных устройств в системе, что позволяет привязывать вагонные устройства к головной системе, расположенной в штабном вагоне. Любой вагон любой железной дороги может быть привязан к любому штабному вагону, а также к любой системе депо.

Для программирования ключей и создания резервных копий используют два дополнительных устройства. Первое предназначено для программирования ключей, второе для создания резервных копий на персональном компьютере. Устройства имеют стык для подключения персонального компьютера, при этом все процедуры регистрации активируются с ПК.

Устройство для программирования ключей конструктивно состоит из терминального абонентского радиоблока, устройства сопряжения с носимым терминалом, в состав которого входит репитер, интерфейса аналоговой телефонной линии, предназначенной для подключения телефона или модема. В инсталляционный комплект должны быть включены также мобильные трубки, количество которых равно количеству ключей, находящихся в штабном вагоне. Процедуры регистрации и записи идентификационной информации в ключ могут быть активизированы с телефонного аппарата, находящегося в режиме тонального набора, или с аналогового модема, подключенного к персональному компьютеру. Процедура регистрации трубки активизируется непосредственно с трубки согласно руководству по эксплуатации.

Использование разработанного ключа репитера позволяет использовать известную систему в условиях гибкого формирования подвижного состава.

Изобретение относится к средствам техники безопасности на железнодорожном транспорте и может быть использовано для обеспечения пассажирского поезда беспроводной адресной аварийной сигнализацией и внутренней связью. Ключ активации репитера содержит микропроцессор, два диода, конденсатор, резисторы. Ко входу питания микропроцессора подключен конденсатор, осуществляющий фильтрацию питающего напряжения. Диоды подключены параллельно к информационному и синхронизирующему входу/выходу микропроцессора с возможностью осуществления их защиты от перенапряжения. Резисторы подключены к неиспользуемым входам микропроцессора. Выход микропроцессора выполнен с возможностью подключения к репитеру и заведен через последовательную цепь из оптрона и одного из резисторов на напряжение питания с обеспечением гальванической развязки выхода и репитера. 1 ил.

Ключ активации репитера, характеризуемый наличием микропроцессора IC1, двух диодов BAV99, конденсатора С1, резисторов R1...R6, причем ко входу «VCC» питания микропроцессора IC1 подключены высоко-стабилизированное напряжение питания 3,3 В, а также конденсатор С1, осуществляющий фильтрацию питающего напряжения, диоды D2 и D3 подключены параллельно к информационному и синхронизирующему входу/выходу SDA и SCL микропроцессора IC1 с возможностью осуществления их защиты от перенапряжения, резисторы R1, R2, R3, R5, R6 подключены к неиспользуемым входам микропроцессора IC1, выход TXD микропроцессора IC1 выполнен с возможностью подключения к репитеру, при этом выход TXD заведен через последовательную цепь из оптрона OKI и резистора R4 на напряжение питания 3,3 В с обеспечением гальванической развязки выхода TXD и репитера.