Устройство для определения типа и счета транспортных средств Советский патент 1983 года по МПК G08G1/04 

выход первого триггера блока анали- лиза, второй выход первого триггера за соединен с третьим входом первого блока анализа соединен с вторым вхоэлемента И второй группы блока ана- дом второго элемента-И.

1064289

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ .ТИПА И СЧЕТА ТРАНСНОРТНЫХ СРЕДСТВ, Содержащее чувствительный элемент, вйпапненный в виде индуктивной рамки, соединенной с входом пенерато. ра, выход которого через последовательно соединенные первый формирователь И1 $пульсов, фильтр низкой частоты соединен с входом первого уси-. лителя, выход которого соединен че-рез первый пороговый элемент с первым входом триггера, выход которого соеда нен .с первым входом первого эле- мента и,выход которого через первый элемент з;адержки соединен с первым вхо-. дом первого элемента ИЛИ,второй вход которого является управляющим входом устройства, второй усилитель, выход которого через второй пороговый элемент подключен к входу второго фор1 рователя импульсов,. бЛ о к анализа, состоящий из элемента И, первой и второй групп элементов И, элементов задержки и триггеров по числу осей определяемых типов транспортных средств, первые входы которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ, второй вход первого триггера блока анализа и первые входы элементов И первой группы блока анализа подключены к выходу второго формирователя импульсов, выходы элементов И первой группы блока ,анализа соединены с вторыми входами iтриггеров блока анализа, начиная с второго, первые, выходы триггеров блока анализа, за исключением последнего, через соответствующие элементы задержки блока анализа подключены к вторым входам элементов И первой группы блока анализа, первый выход последнего триггера блока анализа соединен с первым входом .элемента И блока анализа, вторые входы триггеров блока анализа, кроме первого, соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы блока анализа, вторые вхрды которых, начиная с второго, соединены с первыми выходами триг-, геров блр.ка анализа, кроме первого, выходы элементов И второй группы и элемента И блока анализа соединены (Л с группой входов блока индикации, .-выход триггера подключен к третьим входам элементов И второй группы и :к второму входу элембнта И блока -.анализа, первый выход первого триГге-д ра блока анализа соединен с вторым .входом первого элемента И, о т л и чающееся тем, что, с целью упрощения устройства, в него введе05 ны расширитель импульсов, элемент ИЛИ-НЕ, вторые элемент И, элемент 4iib ИЛИ, элемент задержки, выход котороto ,го соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен 00 .с первым входом второго элемента ИЛИ, со выходкоторого соединен с вторым входом триггера, выход которого соединен с входом второго элемента задержки и первым входом второго элемента И, выход которого соединен с .третьим входом первого элемента ИЛИ, выход фильтра низкой частоты соединен с входом второго усилителя, выход первого порогового элемента соединен с входом расширителя импульсов, вы.ход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход .второго элемента ИЛИ является управляющим входом устройства, первый

... 1 ,

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам для опознавания и счета наземных транспортных средств и может быть использовано, например, в системах регулирования транспортных потоков с разделением и фиксацией типов транспортных средств

Известно устройство для подсчета, автомобилей,. содержащее датчик авто-; мобилей, генератор, преобразователь частоты,в напряжение, пороговый блок, рдновибр.атор, формирователь, Ийвертор, два элемента И, триггер, счетчик Прицепов, счетчик автомобилей с прицепами, блоки регистрации легковых и грузовых автомобилей, в котором выход преобразователя частоты И;напряжеине подключен к входу порогового блока, выход которого подключен к входам одйовибратора./ инвертора и к первому входу первого элемента И, выход инвертора соединё.н с первым входом второго элемента И, выход одновибратора через форлшррватель соединен с вторыми входами элементов И, выходы которых, подключены к входам триггера выход первого элемента И подключен к входу счетчика прицепов, выход триггера подключен к входу счетчика автомог билей с прицепами, а входы блоков регистрации легковых и грузовых автомобилей соединены с выходом генератора Cl3.

Указанное устройство осуществляе счет легковых, грузовых, грузовых автомобилей с прицепами, а также отдельно Прицепов, однако не позволяет опознавать и считать отдельно двух-, трех- и пятиосные Грузовые автомобили и автопоезда, что ограничивает его функционалнные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому является, устройство для определения типа и счета транспор.тных средств, содержащее два чувствительных элемента, выполненных в виде индуктивных рамок, два генератора, два выпрямителя, два усилителя, два фильтра низкой частоты, два пороговых элемента, два триггера, элемент И, элемент задержки, элемент ИЛИ, формирователь импульсов, блок анализа и блок индикации, первая индуктивная

рамка через последовательно включенные первые генератор, выпрямитель, фильтр низкой частоты, усилитель и пороговый элемент подключена к перйому входу первого триггера, выход которого подключен к первому входу элемента и, выход которого через последовательно вюцрченный элемент задержки соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого являетсй управляквдим входом устррй;ства, вторая индуктивная рамка через последовательно включенные втор генератор, выпрямитель, фильтр низкой частоты и усилитель соединена

.с первым входом второго триггера и через последовательно включенные

второй пороговый элемент и формирователь импульсов с первым входом

:блока анализа, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ

;и вторыми входами первого .и второго

Триггеров, третий и четвертый входы

блока анализа соединены соответств4нно с выходами первого и второго триггеров, второй вход элемента И .

;соединен с первым выходом блока анализа, группа выходов которого подключена к группе входов блока индикЪции 2 i, .

Недостатком известного устройства является наличие двух индуктивных рамок, которые размещаются соосно в горизонтальной плоскости дорожного покрытия.

Цель изобретения - упрсадение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для определения типа и счета транспортных средств, содержащее чувствительный элемент, выполненный в виде индуктивной рамки, соединенной с входом генератора, выход которого через последовательно соединенные первый формирователь импульсов, фильтр низкой частоты соединен с входом первого усилителя, выход которого соединен через первцй пороговый элемент с первым входом триггера, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого через первый элемент задержки соединен с

первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого является управляющим входом устройства второй

усилитель, выход которого через второй пороговый элемент подключен к входу второ о формирователя импульсов, блок анализа, состоящий из элемента И, первой и второй групп элементов И, элементов задержки и триггеров по числу осей опрёделяелйх типов транспортных, средств, первые входы которых подключены к выходу первого элемента ИЛИ,: второй вход ;первого триггера блока анализа и первые входы элементов И первой группьл- блока анализа подключены к выходу второго формирователя импульсов, .выходы элементов И первой группы блока анализа соединены с вторыми входами триггеров блока анализа, Hkчиная со второго, первые выходы триГ геров блока анализа, за исключением последнего, через соответствующие элементы задержки блока анализа подг ключеньа к вторым входам элементов И первой группы блока анализа, первый; /выход последнего триггера блока анализа соединен с первым входом элемента И блока анализа, вторые выходы триггеров блока анализа, кроме первого, соединены с первыми входами соответствующих элементов И второй группы блока анализа, вторые входы которых, начиная со второго, соединены с первыми выходами триггеров блдп ка анализа, кроме первого, выходы элементов И второй группы и элемента И блока анализа соединены с группой входов блока индикации, выход триггера подключен к третьим входам элементов И второй группы и к второ г му входу элемента И анализа, первый выход первого триггера блока анализа соединен с вторым входом первого элемента И, введены расширитель импульсов,, элемент ИЛИ-НЕ, вторые элемент И, элемент ИЛИ, эле- мент задер кки, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с-.первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с.вторым входом триггера, выход которого соединен с входом второго элемента задержки и первым входом второго элемента И, выход которого соединён с третьим входом первого элемента ИЛИ, выход фильтра низкой частоты соединен с входом второго усилителя, выход первого порогового элемента соединен с входом расширителя импульсов, выя ход которого Ьоединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, второй вход второго элемента ИЛИ является управляющим входом устройства, первый выход первого триггера блока анали за соединен с третьим входом первого элемента И второй группы блока анализа, второй выход первого триггера блока анализа соединен с вторым входом второго эЛемента И.

.Сущность, изобретения состоит в том, что за счет применения индуктивного датчика ввиде индуктивной рамки шириной меньше наименьшего расстоянья между смежными осями из всех транспортных средств, подлежащих опознаванию и счету, существует возможность обнаружить изменения сигнала на выходе генератрра под характерными узлами, в-частности, под мостами (.осями ) перемещающегося грузового транспортного средства, .автобуса или прицепа,

Фиксаци количества мостов проходящего над индуктивным датчиком .транспортного.средствапозволяет однозначно судить о его типе, так как этот критерий опознавания не зависит от электрической длины, которая, в свою очередь, в значительт; ной степени зависит .от количества и характера перевозимого груза, в частности металлических предметов,

Возможность использования такого критерия опознавания базируется на известном явлении различного изменения величины индуктивности индуктивного датчика в зависимости от величины металлической массы и расстояния от шасси до индуктивной рамки датчика, т,е, при наезде мос|та с колесами транспортного средств это изменение будет большим и, соответственно, меньшим в зоне его шасси,

О факте прохождения легковогоавтомобиля судят лишь по одному случаю изменения величины индуктивности, что и имеет место именно за счет низкой посадки кузова и его шаси , причем в совокупности с соответ ствующей настройкой порогового элемента..

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит индуктивную рамКу 1, генератор 2, второй формирователь 3 импульсов, фильтр 4 низкой частоты, первый 5 и второй б усилители, первый 7 и второй 8 пороговые элементы, первый формировател 9 импульсов, триггер 10, первый 11, .и второй 12 элементы И, первый 13 и второй 14 элементы ИЛИ, первый 15 и второй 16 элементы задержки/ . элемент ИЛИ-НЕ 17, расширитель 18 импульсов, управляющий вход 19, бло :20 анализа, выполненный на триггерах 21 - 26, элементах 27 - 31 задержки, элементах И 32-36 первой группы элементах И 37-41 второй группы, элементе И 42, блок 43 индикации. Второй формирователь 3 лредназначен для фop даpoвaния модуля переменного напряжения генератора, на выходе фильтра 4 получают отфильрованную пострянную составляющую ynoMHHyTOjo выше модуля, Первый 7 пороговый элемент совместно с расширителем 18 импульсов,, триггером 10 и другими элементами служит для формирования эффекта присутствия транспортного средства в зоне действия индуктивной рамки 1. Первый формирователь 9, соединен ,ный с выходом второго 8 порогового элемента, предназначен для формирования коротких импульсов при наличи сигналов от наезда мостов (осей транспортного средства, причем fsfmтельность их меньше времени задержки элементов 27-31 задержки блока анализа. Блок 43 индикации,содержащий,например, транзисторные ключи, в коллек торы которых включены катушкл электроимпульсных счетчиков, предназначен для регистрации легковых двухосных грузовых и трехосных полуприцепов, четырехосных полуприцепов и двухосных грузовых с прицепом, пятиосных полуприцепов и полуприцепов и трехосных грузовых с прицепом, а также автопоездов. Управляющий вход 19 предназначен для ввода на заданное . время.единичного сигнала .с целью установки триггеров в исходное состояние после подачи напряжения электрической сети (на схеме узел формирования единичного сигнала условно не показан ) Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии и- при отсутствии проезжающего транспортного средства над рамкой 1 амплитуда генератора 2, а, следовательног и выходное напряжение формирователя 3 импульсов и фильтра 4 низкой частоты . На первых (единичных / выходах триггеров 21-26 измерительного канала поддерживается нулевой и на вторых их выходах и выходе триггера 10 единичный сигнал за счет того, что после включения устройства на входе первого элемента ИЛИ, соединенного с управляющим входом 19, на его выходе и на вторых входах упомянутых триггеров кратковременно воз.никает единичный сигнал.. Проезжающий над индуктивной рамкрй 1 автомобиль вызывает кратковременное увеличение ее индуктивности, следовательно, уменьшение амплитуды генератора 2, -напряжения на выходе формирователя 3 импульсов и фильтра 4 низкой, частоты. Переменная составлякядая этого напряжения поступает на входы первого 5 и второго б усилителей. За счет заданного коэффициента передачи первого усилителя 5, который больше коэффициента передачи второго усилителя б и меньшей уставки первого 7 порогового ;элемента, последний срабатывает первым, т.е. когда кузов легвого автомобиля или первый мост (первая по ходу движения находится в непосредственной близости около paмkи (над рамкой 1 ). ВЫХОД1НОЙ сигнал первого 7 порогового элемента при этом приводит к срабатыванию триггера 10,.. на быходе которого возникает нулевой сигнал. Одновременно сигнал этого порогового элемента Запоминается расширителем 18 импульсов, выполненным, например, на базе диодно-конденсаторно го расширителя импульсов, причем время запоминания его принимают не меньшим времени прохождения наибольшего из базовых расстояний из всех подлежащих опознаванию и счету транспортных средств, перемещающихся с некоторой средней скоростью. Единичный сигнал расширителя 18 импульсов поддержива ет на выходе элемента ИЛИ-НЕ 17 нVлeвoй сигнал, который до срабатывания упомянутого расширителя поддерживался нулевым за счет единичного сигнала с выхода второго 16 элемента задержки, время задержки которого устанавливают несколько большим времени срабатывания расширителя импульсов. Нулевой сигнал выхода элемента ИЛИ-НЕ 17 поддерживает совместно с нулевым сигналом первого входа, который соединен с управляющим входом 19 вторсуо 14 элемента ИЛИ на выходе его, а следовательно, и на втором входе триггера 10, также нулевой сигнал, т.е. сброс в исходное состояние era не происходит и как следствие этого нулевой сигнал выхода упомянутого триггера свидетельствует о факте присутствия транспортного средства над индуктивным датчиком. В таком состоянии триггер 10 находится и в тех случаях, когда на выходе первого порогового элемента 7 возникает кратковременно нулевой сигнал, что может иметь место при перемещении над рамкой 1.участка шасси между первой и второй осью грузового транспортного средства, а также участка между последней осью автомобиля и первой осью прицепа, за счет того, что при наезде последующей оси порог;овый элемент 7 снова срабатывает и, как следствие, . срабатывает (подзаряжается, например, емко.сть в случае применения диодно-конденсаторного расширителя импульсов) расширитель 18 импульсов. Следует отметить, что время запоминания единичного сигнала расшири- . телем 18 импульсов и, следовательно, время поддержания единичного сигнала на его выходе зависит от скорости перемещения транспортного средства ; таким образом, что чем скорость больше,чтем время меньше, и чем скорост , ниже какой-то средней заданной, тем время -больше, причем за счет того, что при больших скоростях сигналы от наезда осей транспортного средст ва имеют, в первом случае, меньшую длительность и, во втором случае, соответственно большую длительность они управляют временем запоминания расширителя 18 импульсов. Следовательно, применение расшир теля 18 импульсов в устройстве дает возможность получить адаптирующийся в зависимости от скорости элемент задержки,, который во взаимосвязи Р вышеупомянутыми элементами образуё надежный сигнал эффекта ррисутствия транспортного средства над индуктив ной рамкой 1. Кроме того, наличие нулевого сиг нала на выходе триггера 10 приводит . к несовпадению единичных сигналов ,на входе второго элемента 12, что приводит к исчезновению единичного сигнала на его выходе, на первом входе первого 13 элемента ИЛИ, -на . его выходе и на вторых входах тригт геров 21-26 блока 20 анализа, чем обеспечивается возможность восприятия ими информации о количестве мос тов (осей) перемещающегося транспортного средства, так как единичны сигнал на их в;торых входах является запрещающим. Далее, по мере нарастания сигнала н-а выходе второго усилителя до величины, не меньшей установки второго 8 порогового элемента (уставка подбирается из соображений обеспечения надежного срабатывания его при перемещении транспортных средст с наименее металлоемкими мостами |, последний срабатывает, единичный сигнал его выхода вызывает срабатывание первого 9 формирователя, на выходе которого возникает короткий импуЛьс. Количество импульсов на выходе упомянутого формирователя соответствует количеству мостов у переместившегося грузового транспортного средства, за исключением легковых автомобилей, при прохождении которых получают лишь один импульс, за , iсчет низкой посадки кузова (шасси их над дорожным полотном, в котором установлена индуктивная.рамка, .поэ:тому происходит большее изменение индуктивности, а в итоге и напряжет ния на выходе второго 6 усилителя .что в совокупности с заданной устав кой второго 8 порогового элемента вызывает наличие на его выходе не прерывающегося (по, крайней мере ве, личиной несколько большей, чем уста ;ка этого порогового элемента сигна ,ла на его выходе на протяжении всег ремени движения легкового автомобиля над датчиком. Таким образом, короткие импульсы с выхода первого формирователя 9 далее поступают на блок 20 анализа, в частности на первый вход первого триггера 21 и первые входы элементов И 32-36 первой группы. . В случае проезда легкового автомобиля сигнал эффекта присутствия получают по описанной выше схеме, а один короткий импульс, с учетом вышеупомянутого, вызывает срабатывание первого триггера 21 блока 20 анализа, при этом навыходе элемента И 32. не возникает единичный сигнал и,следовательно, .второй 22 триггер не . срабатывает, так как на первом входе, соединенном с выходом первого 27 элемента задержки-нулевой сигнал за счет того, что время задержки этого элемента установлено больше дл1;1тельности короткого импульса пер-вого формирователя 9, импульс которого форми руется задним фронтом йыходного -сигнала второго 8 порогового элемента. При этом На первом выходе первого триггера 21 и третьем входе элемента 37 блока 20 ангшиза, а также на втором входе первого 11 элемента возникает единичный сигнал. Далее при выходе легкового автомобиля из зоны действия рамки 1 и отработки заданного времени возникает нулевой сигнал. Он вызывает .на выходе элемента ИЛИ-НЕ 17 единичный . сигн.ал, который транслируется через элемент ИЛИ 14 на второй вход триггера 10 и последний возвращается в исходное состояние, т.е. на его выходе возникает единичный сигнал. Этот единичный сигнал, который возникает и на втором входе элемента И 37, совместно с единичным сигналом второго выхода второго триггера 22 и единичным сигналом первого выхода первого триггера 21 приводит к совпадению единиц на входах элемента И 37, единичный сиг-. нал которого вызывает срабатывание блока 43 индикации, в котором регистрируется очередное значение количества переместившихся легковых автомобилей. Одновременно с этим возникает единичный сигнал на выходе первого элемента 11 и через заданное время на выходе первого 15 элемента за держкй, который транслируется через первый 13 элемент ИЛИ на его выход и вторые входы всех триггеров 21 26 блока анализа, которые этим единичным сигналом возвращаются в исходное состояние и устройство счета после этого готово к фиксированию очередного :транспортного средства. I Время задержки первого 15 элемента задержки устанавливают из соображений обеспечения надежного срабатывания блока 43 индикации, т.е. время за. держки устанавливают большим времени срабатывания блока индикации. При опознавании и счете двухосных грузовых транспортных средств взаимодействиемэлементов и узлов ус тройства в части отработки сигнала эффекта присутствия, сброса в ис ходное coci;oHHHe и срабатывания первого 21 триггера, аналогично взаимодействию при счете легковых автомобилей. , Однако при прохождении двухосного транспрртйого средства над индуктивной рамкой 1, кроме первого короткого импульса на выходе первого 9 формирователя, который вызван наездом первого по ходу движения егомоЬта Лоси ), через некоторое I время.возникает второй аналогичный .ймпулвс, соответствующий наезду вто :рого его моста, : . ; ; Первый короткий импульс вызывает срабатывание первого триггера21, второй аналогичныйимпульс - сраба тыйание второго триггера 22 за счет появившегося единичного сигнала на выкоде элемента И 32, который вызва совпадением единиц на его входах с заданным первым элементом 27 задержки временем. . Единичный сигнал первого входа второго.22 триггера подготавливает к срабатыванию элемент 38 и нулевым сигналом-второго выхода осуществляе запрет срабатывания элемента 37. Далее после выезда двухосного транспортного средства из зоны действия рамки 1 и отработки времениэффекта присутствия, по аналогии с .описанным взаимодействием элементов при счете легковых автомобилей, на выходе триггера 10,и следовательно, на втором входе элемента И 38 возни кает единичный сигнал, который совмест.но с единичным сигналом второго выхода третьего триггера 23 вызывае . совпадение единиц на выходе этого.. элемента И, единичньай сигнал выхода которого вызывает срабатывание блок 43 индикации, в котором регистрируется прохождение двухосного грузово го транспортного средства. опознавание и счет трехосных . транспортных средств (трехосных полуприцепов ) осу1це,ствляется аналогич но счету .двухосных в части взаимодсг ствия элементов при отработке .сигнала эффекта ,присутствия, сброса в исходное состояние и срабатывания первого 21 vf второго 22 триггеров Олока анализа. Однако при прохождении над индук ТИВНО.Й рамкой 1 трехосного транспор ного средства на выходе первого формирователя 9 возникает еще и третий короткий импульс, соответствующий изменению сигнала при наезде третьей, по ходу движения, оси транспортного средства на датчик. Этоттретий короткий импульс вызывает срабатывание третьего триггера 23, единичный сигнал перйого выхода которого подготавливает к сра«батыванию элемент И 39, нулевой сигнал второго его выхода осуществляет запрёт срабатывания элемента И 38 и после выхода - транспортного средства из зоны действия рамки срабатывание блока 43 индикации,,в котором регистрируетсяпрохождение трехосного транспортного средства. Четырехосные транспортные средства (двухосный автомобиль с одним прицепом или четырехосный полуприцеп) , аналогично трехосным устройством опознает и считает, однако при этом четвертый короткий импульс, соответствующий наезду четвертой оси на рамку 1, вызывает срабатывание, четвертого триггера 24 через элемент. И 34. Единичный; сигнал первого выхода четвертого триггера 24 подготавливает к срабатыванию элемент И 40, нулевой сигнал его второго выхода осуществляет запрет срабатывания элемента И 39 после выхода трансncgpToro средства из зоны действия рамки 1/ происходит срабатывание блока 43 индикации, : .в котором регистрируется прохождение четырехосного транспортного средства. Опознавание и счет пятиосных транспортных средств (трехосный автомобиль с прицепом или пятиосный полуприцеп ) выполняется по аналогии, с четырехосными, причем пятый короткий импульс вызывает срабатывание пятого 25 триггера через элемент И 35, и в.итоге через элемент 41 И в блоке индикации регистрируется пятиосное транспортное средство. Опознавание и счет автопоездов (в общем случае транспортных составов с количеством осей не менее шести ) выполняется аналогично счету пятиосных до момента срабатывания шестого 26 триггера, который срабатывает через элемент И 36, за счет поступления шестого короткого импульса, соответствующего наезду шестой оси на рамку 1. . Единичный сигнал первого выхода шестого 26 триггера подготавливает к срабатыванию элемент И 42, нулевой сигнал его второго выхода осуществляет запрёт срабатывания И 41, в блоке индикации происходит регистрация прохождения автопоезда. Предлагаемое устройство выгоднр отличается от известных,так как при сравнительно простом техническом решении позволяет угленьшить расход материалов для изготовления индуктивной рамки за счет незначительной ширины ее и сокращения числа индуктивных рамок. Экономическая эффективность от внедрения предлагаемого устройства определяется его техническими преимуществс1ми.