Устройство для предупреждения превышения допустимой скорости транспортного средства

 

Изобретение: в телемеханике, вычислительной технике и автоматике, в частности, системах телеконтроля и управления параметрами технологических процессов, например скорости движения автотранспортных средств. Сущность изобретения: для расширения функциональных возможностей и повышения надежности устройство содержит на передающей стороне генератор импульсов, регистр сдвига, группу элементов И, элемент ИЛИ, делитель частоты, программно-временной блок и модулятор, а на приемной стороне - модулятор, датчик, генератор импульсов, детектор, формирователь импульсов, триггер, два элемента запрета, два счетчика импульсов, два элемента задержки, три группы элементов И, регистр памяти, элементы ИЛИ и ИЛИ-НЕ, группу элементов ИЛИ и элемент сравнения. Устройство обеспечивает независимый ввод установок вручную и автоматически по каналу связи, селекцию зоны уверенного приема значений уставок по каналу связи, сравнение текущих значений параметра с уставки, поступивший по каналу связи, а в ее отсутствие с уставкой, заданной вручную, чем регулируется скорость движения транспортного средства и создаются предпосылки к снижению аварийности и травматизма на транспорте. 1 ил.

Предполагаемое изобретение относится к вычислительной технике, автоматике и телемеханике и может быть использовано в приборах и системах синхронного контроля и передачи информации о движущихся объектах, в частности, в системах предупреждения превышения скорости автотранспортных средств на участках с ограниченной скоростью движения, что может способствовать сокращению травматизма на автотранспорте.

Известно устройство для контроля по телеметрическому каналу, содержащее на принимающей стороне линейный узел, преобразователь последовательного кода в параллельный, блок защиты кода, цифроаналоговый преобразователь, первый и второй ключи, первый и второй элементы ИЛИ, согласующий преобразователь, первый и второй выделители синхроимпульса, генератор тактовых импульсов, блок управления, первый и второй формирователи импульсов, масштабирующий элемент, первый и второй индикаторы, аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор [1] Известное устройство обладает ограниченными функциональными возможностями, что объяснимо его способностью работать по одному каналу ввода уставок контролируемого параметра, и низкой надежностью в работе, что объяснимо его восприимчивостью к потоку входной информации в условиях неуверенного ее приема.

Более близким по технической сущности и выполняемым функциям к предполагаемому изобретению является устройство для контроля и регистрации, содержащее на передающей стороне генератора импульсов, регистр сдвига, группу элементов И, элемент ИЛИ, делитель частоты, программно-временной блок и модулятор, входы которого соединены с выходами генератора импульсов и элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами группы элементов И, первые входы которых соединены с выходами программно-временного блока, а вторые входы с выходами регистра сдвига, информационный вход которого соединен с выходом генератора импульсов через делитель частоты, и на приемной стороне - демодулятор, элемент И, соединенный первым входом с выходом демодулятора, регистр сдвига, соединенный информационным входом с выходом элемента И, элемент задержки, соединенный входом с выходом регистра сдвига, а выходом со вторым входом элемента И, датчик контролируемого параметра, группу пороговых элементов, соединенных первыми входами с выходами регистра сдвига, а вторыми входами с выходом датчика, элемент ИЛИ, соединенный входами с выходами пороговых элементов, и исполнительный блок, соединенный входами с выходом элемента ИЛИ [2] Недостатки известного устройства состоят в ограниченности функциональных возможностей, что объяснимо наличие возможности только автоматического по каналу связи ввода значений уставок контролируемого параметра, а следовательно его неэффективностью на необорудованных средствами ввода уставок маршрутах движения транспортного средства, и в ограниченности надежности в работе, что обусловлено низкой помехозащищенностью ввода значений уставок в условиях неуверенного приема информации об ограничении скорости движения, т. е. в условиях неопределенности ограничений по скорости движения исключается возможность отслеживать изменение режима движения транспортного средства.

Целью предполагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения ввода уставок параметра как при автоматическом их задании по каналу связи, так и при ручном вводе оператором, с учетом различных факторов субъективного характера, а также повышение надежности в работе за счет работы по уставкам вводимым оператором при отсутствии информации по каналу связи.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство содержит на передающей стороне генератор импульсов 1, двигатель 2 частоты, соединенный входом с выходом генератора 1, регистр 3 сдвига, соединенный входом с выходом делителя 2, программно-временно блок 4, группу элементов И 5, соединенных поразрядно первыми входами с выходами регистра 3, а вторыми с выходами программно-временного блока 4, элемент ИЛИ 6, соединенный входами с выходами группы элементов И 5, и модулятор 7, соединенный сигнальным входом с выходом генератора 1, входом управления с выходом элемента ИЛИ 6, а выходом с каналом связи, и на приемной стороне - демодулятор 8, соединенный входом с каналом связи, датчик 9 текущих значений контролируемого параметра (скорости движения транспортного средства), частотная характеристика которого обеспечивается его конструкцией на базе оптопары с перфодиском, генератор тактовых импульсов 10, детектор 10, соединенный входом с выходом демодулятора 8, формирователь 12 импульса начала временного интервала приема информации по каналу связи, соединенный входом с выходом детектора 11, триггер 13, соединенный единичным входом с выходом формирователя 12, первый элемент запрета 14, соединенный информационным входом с выходом демодулятора 8, а входом управления с выходом генератора 10, второй элемент запрета 15, соединенный информационным входом с выходом датчика 9, а входом управления с выходом генератора 10, первый счетчик импульсов 16, соединенный информационным (счетным) входом с выходом элемента запрета 14, второй счетчик 17 импульсов, соединенный информационным входом с выходом элемента запрета 15, первый элемент задержки 18, соединенный входом с выходом генератора 10, а выходом со входом обнуления счетчика 16, второй элемент задержки 19, соединенный входом с выходом генератора 10, а выходом со входом обнуления счетчика 17, группу первых элементов И 20, соединенных первыми входами с выходом генератора 10, а вторыми входами поразрядно с выходами счетчика 16, группу вторых элементов И 21, соединенных первыми входами с единичным выходом триггера 31, а вторыми входами поразрядно с выходами элементов И 20 группы, первый элемент ИЛИ 22, соединенный входами с выходами элементов И 21 группы, а выходом с нулевым входом триггера 13, группу третьих элементов И 23, соединенных первыми входами с нулевым выходом триггера 13, а вторыми входами поразрядно с выходами группы элементов И 20, задатчик 24 допустимого значения контролируемого параметра, регистр 25 памяти текущего значения установки (допустимого значения контролируемого параметра), соединенный входом обнуления с выходом формирователя 12 импульсов, а информационными входами поразрядно с выходами группы элементов И 23, элемент ИЛИ-НЕ 26, соединенный входами с выходами регистра 25 памяти, а выходом с третьими входами элементов И 23 группы и со входом управления задатчика 24, группу вторых элементов ИЛИ 27, соединенных поразрядно первыми входами с выходами задатчика 24, а вторыми входами с выходами регистра 25, и элемент сравнения 28, соединенный поразрядно первыми входами с выходами счетчика 17 импульсов, вторыми входами с выходами элементов ИЛИ 27 группы, а выходом превышения содержимого на его первых входах над содержимым на вторых входах (на схеме показан стрелкой) с выходом устройства, который соединяется со входом исполнительного блока (на схеме не показан).

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с фиксированной частотой следования с выхода генератора 1 поступают через делитель 2 частоты на шину сдвига регистра (кольцевого) 3, таким образом тактовая синхронизация которого осуществляется импульсами генератора 1 после соответствующего деления делителем 2, с соответствующих выходов регистра 3 потенциалы подаются на первые входы элементов И 5 группы, на другие входы которых подаются потенциалы с выходов программно-временного блока 4. Программа в программно-временном блоке 4 может задаваться оператором или с помощью часового механизма. Программно-временной блок 4 предназначен для управления элементами И 5 группы. При совпадении содержимого по первым и вторым входам группы элементов И 5 на их выходах генерируется сигнал высокого потенциала, которым на выходе элемента ИЛИ 6, формируются импульсы управления модулятором 7. С выхода генератора 1 через модулятор 7 и канал связи поступают пачки импульсов на вход демодулятора 8. Число импульсов в пачке (в информационном слове) в канале связи соответствует допуску на контролируемый параметр. На принимающей стороне устройства в исходном состоянии триггер 13, счетчики 16 и 17 и регистр 25 обнулены (цепи установки устройства в исходное состояние на схеме не показаны). Оператор (работник ГАИ или водитель автотранспортного средства, при необходимости) по результатам субъективной оценки обстановки (или учитывая опыт водителя) вводит задатчиком 24 значение уставки на максимально допустимую скорость движения на участках без ее ограничения. При наличии информации в канале связи значение уставки поступает на вход демодулятора 8 в виде числоимпульсной последовательности, число импульсов, в которой однозначно соответствует значению допустимой скорости движения на впереди расположенном участке маршрута. На выходе демодулятора 8 выделяются информационные импульсы, импульсы несущие информацию о допуске на скорость. Датчик 9 генерирует импульсы, частота которых однозначно соответствует текущему значению скорости движения транспортного средства. На выходе генератора 10 импульсы фиксированной частоты и длительности. На выходе детектора 11 импульсы длительность которых однозначно соответствует времени приема по каналу связи значения уставки на впереди расположенном участке маршрута. По переднему фронту импульса высокого потенциала с выхода детектора 11 формирователь 12 генерирует короткий импульс начала отсчета времени приема уставки, которым триггер 13 устанавливается в единичное состояние. Импульсами с выхода генератора 10 элементы запрета 14 и 15 закрываются, элементы И 20 группы открываются и содержимое счетчика 16 через элементы И 20 группы поступает на вторые входы элементов И 21 и И 23 групп, а в промежутки между импульсами с выхода генератора 10 элементы запрета 14 и 15 открыты и импульсы с выходов демодулятора 8 и датчика 9 через элементы запрета 14 и 15 поступают на счетные входы счетчиков 16 и 17 соответственно. Счетчики 16 и 17 зафиксированный отрезок времени (за период между двумя очередными импульсами с выхода генератора 10) фиксируют значения уставки (в счетчике 16) и текущее значение скорости транспортного средства (в счетчике 17) соответственно. С открытием элементов И 20 группы и при единичном состоянии триггера 13 через элементы И 21 и ИЛИ 22 триггер 13 обнуляется, на его нулевом выходе устанавливается потенциал, которым по первым входам открываются элементы И 23 группы, при этом содержимое счетчика 16 через элементы И 20 и И 23 фиксируется регистром 25 памяти, а через элемент ИЛИ-НЕ 26 элементы И 23 группы по третьим входам закрываются. Содержимое счетчика 17 поступает на первые входы элемента сравнения 28, а содержимое регистра 25 памяти через вторые входы группы элементов ИЛИ 27 на вторые входы элемента сравнения 28. По результатам сравнения содержимого счетчика 17 (N₁₇) и регистра 25 (счетчика 16) (N₂₅) на выходе (обозначенном стрелкой) элемента сравнения 28 устанавливается высокий потенциал при N₁₇ > N₂₅ и сохраняется низкий потенциал при N₁₇ <N или N₁₇ N₂₅. Высоким потенциалом с выхода элемента сравнения 28 исполнительный блок (на схеме не показан) включает внешнюю и внутреннюю световую и звуковую сигнализацию, предупреждающую о превышении транспортным средством допуска на скорость движения, т. е. о факте V_т > V_д, после чего импульс с выхода генератора 10, задержанный элементами задержки 18 и 19 обнуляет счетчики 16 и 17. Таким образом, при превышении частоты импульсов на выходе датчика 9 (F₉) над числом импульсов на выходе демодулятора 8 (F₈) выход элемента сравнения 28 (обозначен стрелкой) оказывается под высоким потенциалом (при V_т > V_д). Срабатывание исполнительного блока ведет к включению световой и звуковой, в т.ч. и внешней, сигнализации, а допустимо и к отключению зажигания двигателя или к дросселированию канала подачи горючего в двигатель, что ведет к автоматическому или через оператора (водителя) снижению скорости. По очередному сообщению, принятому по каналу связи, передним фронтом импульса с выхода формирователя 12 регистр 25 обнуляется, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 26 устанавливается высокий потенциал, которым обеспечивается доступ через элементы ИЛИ 27 содержимого задатчика 24, процесс повторяется. Таким образом, транспортное средство в условиях ограничений на дороге сигнализирует о превышении текущей его скорости V_т над допустимой V_д на данном участке дороги, а в условиях отсутствия ограничений скорости предупреждает о превышении V_т над ее допуском V_д', заданным задатчиком 24.

Эффект использования устройства состоит в своевременном синхронном предупреждении участников движения о превышении транспортным средством допустимой на данном участке скорости, что в условиях ограниченной видимости или умышленного нарушения правил дорожного движения может способствовать снижению вероятности дорожно-транспортных происшествий и травматизма на автотранспорте.

Формула изобретения

Устройство для предупреждения превышения допустимой скорости транспортного средства, содержащее на передающей стороне генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого подключен к входу регистра сдвига, группу элементов И, первые и вторые входы которой соединены соответственно с выходами регистра сдвига и программно-временного блока, а выходы с входами элементов ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу модулятора, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход модулятора является выходом передающей стороны, на приемной стороне-демодулятор, вход которого является входом приемной стороны устройства, датчик текущих значений контролируемого параметра, первый элемент задержки, первая группа элементов И, регистр памяти, элемент сравнения и элемент ИЛИ, отличающееся тем, что на приемной стороне устройства введены генератор тактовых импульсов, детектор, формирователь импульсов, триггер, первый и второй элементы запрета, первый и второй счетчики импульсов, второй элемент задержки, вторая и третья группы элементов И, задатчик значений параметра, элемент ИЛИ НЕ, группа элементов ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго элементов запрета, входам элементов задержки и к первому входу первой группы элементов И, выходы которой соединены с первым входом второй группы элементов И и с первыми входами третьей группы элементов И, выходы которой подключены к информационным входам регистра памяти, выходы которого соединены с первыми входами группы элементов ИЛИ и входами элемента ИЛИ НЕ, выходы которого подключены к второму входу третьей группы элементов И и к входу управления задатчика значения параметра, выходы которого соединены с вторыми входами группы элементов ИЛИ, выходы которой подключены к первым входам элемента сравнения, выход датчика текущих значений контролируемого параметра соединен с вторым входом второго элемента запрета, выход которого и выход второго элемента задержки подключены к первому и второму входам второго счетчика импульсов, выходы которого соединены с вторыми входами элемента сравнения, выход демодулятора подключен к второму входу первого элемента запрета и к входу детектора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, выход которого подключен к входу сброса регистра памяти и к единичному входу триггера, нулевой выход которого соединен с третьим входом третьей группы элементов И, а единичный выход триггера подключен к второму входу второй группы элементов И, выходы которой соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого подключен к нулевому входу триггера, выходы первого элемента запрета и первого элемента задержки соединены с первым и вторым входами первого счетчика импульсов, выходы которого подключены к вторым входам первой группы элементов И, выход элемента сравнения является выходом устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1