Патент на изобретение №2185986

(54) АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА СЪЕМА ИНФОРМАЦИИ С ПОДВИЖНОГО СОСТАВА

(57) Реферат:

Изобретение используется для опознавания подвижных транспортных средств и автоматизированного учета грузовых перевозок железнодорожным, автомобильным и другими видами транспорта. Автоматизированная система съема информации с подвижного состава включает по крайней мере один кодовый бортовой датчик, размещенный непосредственно на каждой единице подвижного состава, и по крайней мере две электронных метки на каждом запорно-пломбировочном устройстве каждой единицы подвижного состава и устройство считывания информации по радиоканалу. Устройство считывания содержит первую приемопередающую антенну для считывания информации с кодового бортового датчика на первой частоте, вторую и третью приемопередающие антенны для считывания информации с электронных меток на второй частоте, при этом вторая приемопередающая антенна выполнена с возможностью формирования и приема сигналов с горизонтальной плоскостью поляризации, а третья – с вертикальной плоскостью поляризации для считывания информации соответственно с первой и второй электронных меток, выполненных с возможностью приема и передачи сигналов соответственно с горизонтальной и вертикальной плоскостями поляризации. Обеспечено повышение качества и оперативности опознавания. 10 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение используется для опознавания подвижных транспортных средств при их прохождении через участок контроля и автоматизированного учета грузовых перевозок железнодорожным, автомобильным и другими видами транспорта.

Из уровня техники известна импульсная система идентификации подвижных объектов (патент РФ 2037846), содержащая запросчик, установленный в пункте контроля и включающий две передающие антенны и приемную антенну, и ответчик, установленный на подвижном объекте и включающий две приемные антенны и одну передающую антенну.

Известна автоматизированная система детектирования подвижного состава (патент США 6220552), реагирующая на сигнал от электронной метки, включающая генератор импульсов тока, детектор для определения величины и полярности упомянутых импульсов тока, логические элементы и т.д.

Известна система дистанционного считывания информации для подвижного состава (патент РФ 2063895), включающая электронную метку с передающей антенной, передающую закодированную информацию на стационарный пункт опроса по радиоканалу, где сигнал детектируется и передается для дальнейшей обработки.

Недостатком указанных систем является невозможность качественного контроля двух близко расположенных меток, низкая точность и оперативность контроля.

Задачей изобретения является повышение качества и оперативности контроля перемещения подвижного состава и грузовых перевозок.

Указанный технический результат достигается тем, что автоматизированная система съема информации с подвижного состава, включает по крайней мере один кодовый бортовой датчик, размещенный непосредственно на каждой единице подвижного состава, по крайней мере две электронных метки по одной на каждом из двух запорно-пломбировочных устройств каждой единицы подвижного состава, и устройство считывания информации по СВЧ каналу, при этом устройство считывания содержит первую приемопередающую антенну для считывания информации с кодового бортового датчика на частоте f₁, вторую и третью приемопередающие антенны для считывания информации с электронных меток на частоте f₂, при этом вторая приемопередающая антенна выполнена с возможностью формирования и приема сигналов с горизонтальной плоскостью поляризации, а третья – с вертикальной плоскостью поляризации для считывания информации соответственно с первой и второй электронных меток, выполненных с возможностью приема и передачи сигналов соответственно с горизонтальной и вертикальной плоскостями поляризации.

Расстояние между электронными метками предпочтительно не менее 0,6 м. В частных случаях выполнения системы:
– кодовый бортовой датчик и электронные метки расположены на различных высотах относительно уровня головки рельса и на различных расстояниях друг от друга,
– кодовый бортовой датчик расположен на раме вагона и/или контейнере,
– электронные метки расположены на дверях крытого вагона с двух сторон вагона или на крышке загрузочного люка цистерны или на дверях контейнера, которые расположены с торца контейнера или на штурвалах открытия крышек бункеров хоппер-дозатора,
– электронные метки установлены на колесных парах и/или автосцепке, и/или тележке,
– f₁=850-900 МГц,
– f₂=2,45 ГГц.

Автоматизированная система может содержать СВЧ блоки, каждый их которых включает СВЧ приемник и СВЧ передатчик; связанные с соответствующими приемопередающей антенной, блок обработки информации, оперативное запоминающее устройство и коммутатор.

Автоматизированная система может содержать четвертую, пятую и шестую приемопередающие антенны, выполненные аналогично соответственно первой, второй и третьей антеннам и установленные с противоположной стороны относительно двухпутного участка.

На фиг.1 изображена схема различных вариантов расположения кодовых бортовых датчиков (КБД) 1 и электронных меток (ЭМ) 2, на фиг.2 – блок схема предложенного стационарного пункта съема информации в автоматизированной системы считывания информации с подвижного состава.

Устройство считывания информации расположено на участке контроля и при прохождении подвижного состава по участку контроля производится считывание информации с КБД 1 и ЭМ 2.

Кодовый бортовой датчик (КБД) 1 может располагаться на всех типах подвижного состава: на раме вагона 3, цистерне 4, контейнере 5, бункере 6, при этом на контейнере КБД устанавливают предпочтительно в правом верхнем углу боковой поверхности контейнера.

КБД содержит обычно полосовую антенну, модулятор волнового сопротивления и интегральную микросхему функционального преобразователя кода с постоянного запоминающего устройства. КБД является пассивным устройством, т.к. сам СВЧ сигналы не генерирует, а модулирует сигналы, которые поступают от устройства считывания информации 7.

КБД 1 и ЭМ 2 можно размещать на различных высотах относительно уровня головки рельса и на различных расстояниях друг относительно друга.

Для того, чтобы считать информацию с КБД и ЭМ, расположенных на разных высотах относительно головки рельса, необходимо приемопередающие антенны размещать также на разных высотах для того, чтобы считать информацию с ЭМ, расположенных по обеим сторонам вагона приемопередающие антенны надо располагать по обеим сторонам двухпутного участка.

ЭМ обычно располагают на дверях крытого вагона с двух сторон вагона или на крышке загрузочного люка цистерны или на дверях контейнера, которые расположены с торца контейнера или на штурвалах открытия крышек бункеров хоппер-дозатора.

ЭМ также можно устанавливать на отдельных ответственных деталях подвижного состава, а именно на колесных парах и/или автосцепке, и/или тележке.

ЭМ 2 обычно содержит приемопередающую антенную систему, СВЧ узел, представляющий собой колебательный контур, шунтированный СВЧ диодом, ЧИП идентификатора, представляющий собой микросхему, имеющую в своем составе перепрограммируемое запоминающее устройство и устройство формирования кодовой последовательности, а также источник автономного питания. В предложенной системе используется два типа ЭМ, работающих с антеннами с различными плоскостями поляризации: с горизонтальной плоскостью поляризации В и с вертикальной плоскостью поляризации Н, что позволяет обеспечить необходимую развязку при приеме сигналов от ЭМ на две антенны устройства считывания информации с различными плоскостями поляризации и считывать ЭМ на требуемом расстоянии от 0,6 м.

Устройство считывания информации с подвижного состава содержит по меньшей мере одну приемопередающую считывающую антенну 11 для считывания информации с КБД на частоте f₁ и две приемопередающих антенны 9 и 10 для считывания информации с двух ЭМ на частоте f₂, которые формируют и принимают сигналы с различными плоскостями поляризации, а также блок обработки информации (БОИ), систему управления, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и т.д.

Антенны 9, 10 и 11 расположены на одной мачте, а для обеспечения возможности считывания информации с ЭМ запорно-пломбировочных устройств (ЗПУ) и КБД на обеих сторонах подвижного состава (а именно, на крытых вагонах, цистернах, хоппер-дозаторах, контейнерах и т.д.) с другой стороны двухпутного пути на второй мачте расположены аналогичные антенны: антенна 14 для считывания КБД на частоте f₁, a антенны 15 и 16 для считывания информации с ЭМ ЗПУ на частоте f₂ с различными плоскостями поляризации, антенна 15 с Н-поляризацией, а антенна 16 с В-поляризацией.

Для обеспечения считывания информации с ЭМ ЗПУ, расположенных на расстоянии менее одного метра на подвижном составе, они должны быть расположены в определенном порядке так, чтобы между двумя метками с Н и В поляризацией была установлена метка с В или Н поляризацией соответственно.

На третьей и четвертой мачтах могут быть установлены дополнительные антенны 7, 8 и 12, 13 для считывания преимущественно информации с ЭМ, расположенных на ответственных деталях подвижного состава: колесной паре, тележке и т.д. Для приема информации с этих ЭМ, расстояние между которыми менее 1,0 метра, эти метки должны быть двух типов: одна из них должна быть с Н, а другая с В – поляризацией.

Количество мачт и антенн на них может быть изменено в зависимости от задачи.

Автоматический пункт съема информации с подвижного состава включает n-СВЧ блоков 17₁-17_n, где n – число антенн. На фиг.2 представлено 10 блоков. Каждый СВЧ блок содержит СВЧ передатчик 18 и СВЧ приемник 19_i, при этом СВЧ блок 17_i соединен с соответствующей антенной 9-16. Выходы СВЧ блоков 17₁ соединены с соответствующими входами коммутатора 20, выход которого соединен с первым входом ОЗУ 21, второй вход которого соединен с первым выходом БОИ 22, второй выход которого соединен с соответствующим входом коммутатора 20 и входами СВЧ блоков 17_i.

На первый и второй вход БОИ подаются команды “Начало считывания” и “Конец считывания”, при этом автоматический пункт съема информации включается автоматически по сигналу “Начало считывания” от обесточенного повторителя путевого реле рельсовой цепи и выключается по сигналу “Конец считывания” при освобождении рельсовой цепи от состава, когда повторитель путевого реле вновь встает под ток.

Третий выход БОИ 22 и выход ОЗУ 21 соединены с входами Р/М 23 и М 24, с которых информация передается соответственно по радиоканалу и по телефонной линии на станции. СМ 24 информация также поступает в канал передачи данных в центр обработки.

Использование частоты f₁ в диапазоне 850-900 МГц для считывания информации с КБД позволяет с учетом обеспечения заданной достоверности считывания надежно считывать информацию с двух рядом расположенных КБД или КБД и ЭМ на скорости 140 км/час в случае, если расстояние между указанными элементами составляет 10 м.

Использование частоты f₂ = 2,45 ГГц для считывания информации с двух ЭМ позволяет располагать ЭМ на любых расстояниях от КБД, а использование различной поляризации позволяет располагать ЭМ на требуемом расстоянии друг от друга от 0,6 м.

За счет использования более высокой частоты удается сократить поперечный размер диаграммы направленности приемопередающей антенны до размера 3,5 метра, при котором за время прохождения ЭМ в зоне облучения антенны ЭМ может передать свое сообщение не менее трех раз.

Изобретение позволяет осуществлять достоверное и оперативное получение информации с подвижного состава в период его следования от станции отправления к станции назначения в автоматическом режиме.

Формула изобретения

1. Автоматизированная система съема информации с подвижного состава, включающая по крайней мере один кодовый бортовой датчик, размещенный непосредственно на каждой единице подвижного состава, и по крайней мере две электронных метки по одной на каждом из двух запорно-пломбировочных устройств каждой единицы подвижного состава и устройство считывания информации по СВЧ-каналу, при этом устройство считывания содержит первую приемопередающую антенну для считывания информации с кодового бортового датчика на частоте f₁, вторую и третью приемопередающие антенны для считывания информации с электронных меток на частоте f₂, при этом вторая приемопередающая антенна выполнена с возможностью формирования и приема сигналов с горизонтальной плоскостью поляризации, а третья – с вертикальной плоскостью поляризации для считывания информации соответственно с первой и второй электронных меток, выполненных с возможностью приема и передачи сигналов соответственно с горизонтальной и вертикальной плоскостями поляризации.

2. Автоматизированная система по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние между электронными метками не менее 0,6 м.

3. Автоматизированная система по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что кодовый бортовой датчик и электронные метки расположены на различных высотах относительно уровня головки рельса и на различных расстояниях друг от друга.

4. Автоматизированная система по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что кодовый бортовой датчик расположен на раме вагона и/или контейнере.

5. Автоматизированная система по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что электронные метки расположены на дверях вагона с двух сторон, или на крышке загрузочного люка цистерны, или на дверях контейнера, которые расположены с торца контейнера, или на штурвалах открытия крышек бункеров хоппер-дозатора.

6. Автоматизированная система по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что электронные метки установлены на колесных парах, и/или автосцепке, и/или тележке.

7. Автоматизированная система по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что f₁= 850-900 МГц.

8. Автоматизированная система по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что f₂= 2,45 ГГц.

9. Автоматизированная система по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что устройство считывания информации содержит СВЧ-блоки, каждый из которых включает СВЧ-приемник и СВЧ-передатчик, связанные с соответствующими приемопередающими антеннами, блок обработки информации, оперативное запоминающее устройство и коммутатор.

10. Автоматизированная система по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что содержит четвертую, пятую и шестую приемопередающие антенны, выполненные аналогично соответственно первой, второй и третьей антеннам и установленные с противоположной стороны относительно двухпутного участка.

11. Автоматизированная система по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что для обеспечения считывания информации с электронных меток запорно-пломбировочных устройств, расположенных на расстоянии менее одного метра на подвижном составе, они расположены в определенном порядке так, чтобы между двумя метками с H и В поляризацией была установлена метка с В или Н поляризацией соответственно.

РИСУНКИ