Система диспетчерского управления наземным транспортом

 

Изобретение относится к автоматизированным системам опознавания подвижных транспортных средств, контроля и управления их движением и может быть использовано, в частности, для контроля и управления движением городского маршрутизированного транспорта. В систему, включающую маршрутные датчики, центральный диспетчерский пункт (ЦДП) с приемопередатчиком и подвижные единицы, введены контрольные пункты (КП), на каждом из которых установлены приемопередатчики ближнего и дальнего радиоканалов, соединенные с микроконтроллером, на центральном диспетчерском пункте введены адаптер каналов связи, цифроаналоговый преобразователь, блок ввода-вывода речи и аналого-цифровой преобразователь, а также объединенные в локальную вычислительную сеть с адаптером каналов связи файл-сервер и автоматизированные рабочие места диспетчеров и вспомогательного персонала, причем блок управления на подвижной единице выполнен на микроконтроллере. Изобретение позволяет организовать одновременную работу нескольких диспетчеров и радиомодемную связь с другими источниками и пользователями информации; автоматизировать процессы обмена информацией между подвижными единицами (ПЕ) КП и ЦДП, повысить скорость, качество и достоверность обработки информации, вести переговоры между водителем и диспетчером, не прерывая передачи телеметрической информации. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автоматизированным системам опознавания подвижных транспортных средств, контроля и управления их движением и может быть использовано, в частности, для контроля и диспетчерского управления движением городского маршрутизированного транспорта.

Известно устройство для контроля движения транспортных средств, которое содержит маршрутные датчики, регистры сдвига, электронные часы, блок установки времени сдвига и блок отображения. Устройство обеспечивает регулирование движения транспорта непосредственно на линии и оперативное устранение сбоев в графике движения, однако не позволяет определять местоположение транспортного средства на маршруте с заданной достоверностью, то есть реальная оценка оперативной ситуации на маршруте фактически исключается. Сбои, возникающие на маршруте, обнаруживаются лишь спустя какое-то время, определяемое длительностью цикла и временем, прошедшим от момента прохождения маршрутного датчика до момента возникновения сбоя. Кроме того, точность определения местоположения транспортного средства и интервалов движения зависит от количества установленных на пути маршрутных датчиков, поэтому данное устройство позволяет получать лишь наглядную информацию о местонахождении транспортного средства на маршруте и об интервалах движения в реальном масштабе времени только при наличии большого количества маршрутных датчиков [1].

Известно устройство для контроля движения транспортных средств, содержащее маршрутные датчики, на транспортном средстве - приемник сигналов, формирователь кода датчика, датчик пройденного пути, на пункте контроля - блок приема и разделения сигналов, дешифратор направления движения, коммутатор, блок регистров и блок индикации. Недостатком данного устройства является невозможность передавать информацию на пункт контроля без отвлечения водителя от основных обязанностей и низкая надежность устройства [2].

Известно устройство для контроля движения транспортных средств, включающее маршрутные датчики, на транспортном средстве - приемник сигналов, формирователь кода датчика, датчик пройденного пути, на пункте контроля - блок приема и разделения сигналов, блок согласования, формирователь импульсов сдвига, дешифратор направления движения, коммутатор, регистры, блок индикации. Маршрутные датчики излучают в ближней зоне частотно-модулированные сигналы; при нахождении ТС в зоне действия маршрутного датчика приемник сигналов принимает, демодулирует и усиливает эти сигналы, далее они поступают в формирователь кода датчика, который обнуляет датчик пути, пройденного от предыдущего датчика. Данные о маршрутном датчике, количестве единичных отрезков пути, пройденных от этого датчика, и о команде, передаваемой водителем на КП, поступают в блок кодирования. Блок согласования синхронизирует работу всего устройства, разделяя во времени процессы приема и передачи и осуществляя процесс управления обработкой информации. После приема и разделения сигналов код маршрутного датчика поступает в дешифратор. При движении ТС последовательно проходит ряд маршрутных датчиков (первый, второй,..., (n-1)-й, n-й; в обратном направлении n-й, (n-1)-й,..., второй, первый). Эта информация поступает на входы дешифратора направления движения и коммутатора управления записью информации. Соответственно в блоке индикации загораются лампы, имитирующие движение ТС. Местоположение ТС определяется с учетом направления движения, номера последнего пройденного маршрутного датчика и длиной единичного отрезка пути и отображается на каждом участке маршрута. При передаче с ТС одной из ранее запрограммированных команд загорается соответствующая лампа блока индикации. Достоинством данного устройства является то, что информация с транспортного средства на контрольный пункт автоматически передается по радиоканалу без отвлечения водителя [3].

Известно устройство контроля движения транспортных средств, содержащее маршрутные датчики, на транспортном средстве - приемник, счетчики, блок памяти, преобразователь параллельного кода в последовательный, передатчик, на пункте контроля - приемник. При проезде транспортного средства через контрольную точку принимается кодированный сигнал от датчика, при этом в счетчике формируется адрес записи в блок, соответствующий номеру контрольной точки на маршруте, по этому адресу записывается показание счетчика меток времени, т.е. фиксируется момент проезда ТС через контрольную точку. Счетчик по сигналам генератора непрерывно формирует адреса чтения блока памяти, в результате все ячейки его циклически опрашиваются, их содержимое преобразуется в последовательный код, и эта информация вместе с идентификатором каждого транспортного средства поступает на вход передатчика. Во время приезда ТС на конечный пункт передаваемая с ТС информация принимается приемником и по линии связи транслируется в вычислительный комплекс. Таким образом, данное устройство по сравнению с предыдущим благодаря применению вычислительного комплекса позволяет повысить быстродействие и информационную емкость системы, однако, используемые проводные линии связи между конечными пунктами маршрутов и вычислительным комплексом имеют низкое качество каналов связи, частую повреждаемость и низкую пропускную способность по сравнению с радиоканалами [4].

Наиболее близким по технической сущности, выбранным в качестве прототипа, является устройство для контроля движения транспортных средств, содержащее маршрутные датчики, центральный диспетчерский пункт (ЦДП) с двухканальным приемопередатчиком и подвижные единицы (ПЕ), на каждой из которых установлены датчик пройденного пути, приемопередатчик, блок управления, цифроаналоговый преобразователь, блок ввода-вывода речи (телефон с датчиками тангенты и трубкодержателя) и индикатор отклонения от графика, причем входы и выходы приемопередатчика через радиоканалы соединены с входами и выходами приемопередатчика центрального диспетчерского пункта и маршрутных датчиков. ЦДП осуществляет контроль местоположения всех ТС на маршруте в режиме "Запрос - ответ", поочередно посылая по первому каналу в эфир кодограммы, каждая из которых содержит стартовую посылку, код номера ТС, отклонение от графика и команду вызова на речевую связь. В ответ транспортное средство либо передает по первому каналу ответную кодограмму, содержащую код маркера, код местоположения и команду вызова на речевую связь, либо принимает по третьему каналу кодограмму от одного из маршрутных датчиков, в зоне действия которого оно находится. При этом осуществляется проверка стартовой посылки и дешифрация информации. После приема ответной кодограммы ТС на ЦДП происходит определение местоположения соответствующего ТС на маршруте и фиксация текущего времени при обмене информацией. Полученное отклонение фактического времени от планового передается на ТС в следующем сеансе передачи информации, где оно отображается на индикаторе. В случае приема транспортным средством команды вызова на речевую связь на ТС срабатывает звуковая сигнализация, если сигналы от датчиков тангенты и трубкодержателя соответствуют опущенному положению телефонной трубки на ТС, и водитель ведет переговоры с диспетчером по телефону по второму каналу приемопередачи. После сеанса связи диспетчер формирует команду сброса. Если инициатором речевой связи является водитель, то он посылает команду вызова на ЦДП, и диспетчер после приема запроса на связь вызывает соответствующее транспортное средство [5].

Задача, положенная в основу предлагаемого технического решения, заключается в расширении функциональных возможностей системы, повышении качества управления благодаря оперативной речевой связи водителей и диспетчера за счет того, что каждая информационная посылка длительностью, равной периоду дискретизации речевого сигнала, содержит как телеметрическую, так и речевую информацию, передаваемую в цифровой форме с временным уплотнением так, что запросное и ответное сообщения передают по независимым каналам, и сокращении времени, необходимого для оказания помощи пассажирам и водителю при возникновении нештатных ситуаций (например, авария или нападение на водителя) либо за счет кратковременного повышения мощности передатчика ПЕ, либо за счет передачи с ПЕ укороченной информационной посылки с признаками аварии или нападения по дополнительному каналу, параметры которого обеспечивают устойчивый прием на контрольном пункте сигналов об аварии или нападении как при нахождении подвижной единицы в зоне действия контрольного пункта (на расстоянии до 100 м от него), так и в любой точке маршрута, а также вне его для дальнейшей передачи этих сигналов на ЦДП.

Поставленная задача решается следующим образом. В систему диспетчерского управления наземным транспортом, содержащую маршрутные датчики, центральный диспетчерский пункт (ЦДП) с двухканальным приемопередатчиком и подвижные единицы (ПЕ), на каждой из которых установлены датчик пройденного пути, приемопередатчик, через радиоканал, соединенный входом с выходами маршрутных датчиков, блок управления, цифроаналоговый преобразователь, индикатор отклонения от графика и блок ввода-вывода речи, согласно предлагаемому техническому решению, введены контрольные пункты (КП), на каждом из которых установлены приемопередатчики ближнего и дальнего радиоканалов, соединенные с микроконтроллером, на центральном диспетчерском пункте введены соединенный портом ввода-вывода с приемопередатчиком адаптер каналов связи, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, блок ввода-вывода речи и аналого-цифровой преобразователь, выходы которого подключены к группе входов адаптера каналов связи, первая группа выходов которого соединена со входами цифроаналогового преобразователя, а вторая группа выходов - с управляющими входами блока ввода-вывода речи, а также объединенные в локальную вычислительную сеть с адаптером каналов связи файл-сервер и автоматизированные рабочие места диспетчеров (АРМД) и вспомогательного персонала, на подвижной единице введены подключенный к группе входов блока управления аналого-цифровой преобразователь и соединенный с одним из портов ввода-вывода блока управления пульт управления и индикации с индикатором нахождения подвижной единицы в зоне действия контрольного пункта, индикатором вызова водителя на речевую связь с центральным диспетчерским пунктом, индикатором успешного обмена информацией и органами ввода дискретной информации (например, кнопками) о нападении, об аварии, о вызове диспетчера на речевую связь и окончании сеанса речевой связи ("отбой"), к другому порту ввода-вывода блока управления подключен датчик пройденного пути, третий порт ввода-вывода блока управления соединен с приемопередатчиком, к первой группе выходов блока управления подключены входы цифроаналогового преобразователя, выходом соединенного с информационным входом блока ввода-вывода речи, управляющие входы которого подключены ко второй группе выходов блока управления, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, причем блок управления на подвижной единице выполнен на микроконтроллере, а индикатор отклонения от графика входит в состав пульта управления и индикации.

Новый технический результат заключается в том, что блок управления на подвижной единице выполнен на микроконтроллере, в составе аппаратуры контрольного пункта имеется микроконтроллер, а на центральном диспетчерском пункте использован файл-сервер, объединенный в локальную вычислительную сеть с адаптером каналов связи и автоматизированными рабочими местами диспетчеров и вспомогательного персонала, что позволяет повысить гибкость, мобильность системы и расширить ее функциональные возможности благодаря использованию новых алгоритмов обработки информации, организовать одновременную работу нескольких диспетчеров и радиомодемную связь с другими источниками и пользователями информации; автоматизация процессов обмена информацией между устройствами подвижной единицы (УПЕ), КП и ЦДП, применение безбумажной технологии (выдается только окончательный документ - ведомость по заработной плате и отчетные документы по расходу горючего, пробеге ПЕ и т.д., которые предоставляются для отчета вышестоящим организациям, а промежуточные данные по любой ПЕ, обо всех ПЕ в за отчетный период - смену, сутки и т.д. - в удобной для диспетчера форме, например, в форме таблицы или мнемосхемы на экране терминала или отпечатанной на принтере, выдаются только по запросу оператора) позволяет повысить скорость, качество обработки информации, ее достоверность и качество управления маршрутизированным транспортом; использование цифроаналогового и аналого-цифрового преобразователей позволяет передавать речь в составе информационных посылок так, что каждая информационная посылка длительностью, равной периоду дискретизации речевого сигнала, содержит как телеметрическую информацию о параметрах движения подвижной единицы (например, ее номер, номер маршрута, номер наряда в маршруте, номер последнего пройденного контрольного пункта и не менее двух номеров предыдущих контрольных пунктов для определения направления движения, средняя скорость движения по участкам, максимальная скорость, пройденный путь, признаки возникновения или отсутствия аварии или нападения на водителя, вызова диспетчера водителем ПЕ на речевую связь, окончания сеанса речевой связи), техническом состоянии подвижной единицы (например, загрузка, средний расход топлива, возникшие неисправности и т.д.), так и речь, и передается в цифровой форме с временным уплотнением и помехозащищенным кодированием таким образом, что запросное и ответное сообщения передают по независимым каналам; это позволяет вести переговоры между водителем и диспетчером, не прерывая передачи телеметрической информации, что исключает ее потери и повышает оперативность диспетчерского управления; кроме того, передача речи в цифровой форме позволяет повысить качество связи: помехозащищенное кодирование и избыточность дают возможность восстановить частично утерянную в результате помех информацию; адаптер каналов связи - контроллер, управляющий обменом информации между локальной вычислительной сетью и приемопередатчиком, необходимый для их стыковки, может представлять собой специализированный компьютер с высокоскоростным (до 10 Мбод) последовательным интерфейсом, применение которого позволяет повысить скорость передачи телеметрической и речевой информации и ее помехозащищенность за счет многократной передачи информационных посылок с последующей обработкой (накоплением, декодированием для обнаружения и исправления ошибок, мажоритированием и т.д.); наличие у водителя пульта управления и индикации позволяет не только получить информацию об отклонении от графика, но и о нахождении в зоне действия контрольного пункта, об успешном обмене информацией с центральным диспетчерским пунктом, о вызове водителя диспетчером на речевую связь; кроме того, при возникновении нештатных ситуаций, например, при аварии или нападении, водитель нажимает соответствующую кнопку на пульте и благодаря либо кратковременному повышению мощности передатчика подвижной единицы, либо передаче укороченной информационной посылки с признаками аварии или нападения по дополнительному каналу, характеризующемуся высокой надежностью и помехозащищенностью, а также малой стоимостью, сигнал об аварии или нападении устойчиво принимается на ЦДП как при нахождении подвижной единицы в зоне действия контрольного пункта (на расстоянии до 100 м от него), так и в любой точке маршрута, а также вне его, что позволяет значительно сократить время, необходимое для оказания помощи пассажирам и водителю; при нападении на водителя или угоне транспортного средства тревожные сигналы принимаются каждым контрольным пунктом по ходу следования транспортного средства, что позволяет контролировать и прогнозировать маршрут движения транспортного средства.

Таким образом, перечисленная совокупность признаков по сравнению с прототипом позволяет расширить функциональные возможности системы, повысить качество диспетчерского управления наземным маршрутизированным транспортом и сократить время, необходимое для оказания помощи пассажирам и водителю при возникновении нештатных ситуаций.

Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемое техническое решение не известно из уровня техники, что свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

Сущность заявляемого изобретения для специалиста не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".

Возможность использования заявляемого способа в системе диспетчерского управления городским транспортом позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "промышленная применимость".

Сущность предлагаемой системы диспетчерского управления наземным транспортом поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена структурная схема системы, на фиг.2 - возможный вариант оформления панели пульта управления и индикации подвижной единицы, на фиг.3 - пример структурной организации информационной посылки.

Система диспетчерского управления наземным транспортом (см. фиг.1) содержит на маршруте маршрутные датчики 1, на подвижной единице приемопередатчик 2, пульт управления и индикации 3, датчик пройденного пути 4, блок управления 5, выполненный на микроконтроллере, цифроаналоговый преобразователь 6, аналого-цифровой преобразователь 7 и блок ввода-вывода речи 8 (содержащий, например, громкоговоритель и микрофон или телефонную трубку с датчиком трубкодержателя); на контрольном пункте приемопередатчики 9 ближнего и 10 дальнего радиоканалов, микроконтроллер 11; на центральном диспетчерском пункте - приемопередатчик 12 дальнего радиоканала, аналого-цифровой преобразователь 13, адаптер каналов связи 14, блок ввода-вывода речи 15, файл-сервер 16, цифроаналоговый преобразователь 17, автоматизированные рабочие места диспетчеров 18(1)...18(n) и вспомогательного персонала 19(1)... 19(k).

На панель пульта управления и индикации УПЕ (см. фиг.2) выведены индикаторы нахождения в зоне контрольного пункта 20, вызова от диспетчера на речевую связь 21, успешного обмена информацией 22 и времени отклонения от графика 23, а также органы ввода дискретной информации (например, кнопки) о нападении 24, об аварии 25, о вызове диспетчера на речевую связь 26 и об окончании сеанса связи ("отбой") При включении аппаратуры центрального диспетчерского пункта с рабочих мест вспомогательного персонала (программистов-операторов) 19(1)... 19(k) производится первичная установка параметров системы: занесение в память файл-сервера 16 номеров контрольных пунктов, подвижных единиц, маршрутов, номеров нарядов в маршрутах, графиков движения (времени прохождения каждого контрольного пункта маршрута) для каждой подвижной единицы, списков кодов маршрутных датчиков и их координат. Маршрутные датчики располагаются через небольшие расстояния (например, несколько десятков или сотен метров), они только излучают свой кодовый номер, по которому блок управления 5 определяет координату ПЕ для коррекции показаний датчика пути и скорости во избежание ошибок, возникающих, например, в результате юза или буксования колес.

Центральный диспетчерский пункт работает параллельно и независимо в двух режимах - автоматическом и диспетчерского управления.

В автоматическом режиме приемопередатчик 12 дальнего канала на ЦДП под управлением адаптера каналов связи 14 непрерывно производит циклический опрос всех контрольных пунктов, прием информации о параметрах движения по маршрутам подвижных единиц и их техническом состоянии, а включенные в локальную вычислительную сеть файл-сервер 16 и компьютеры АРМД 18(1)...18(n) - обработку, хранение, отображение полученной информации и корректировку графиков движения на основе анализа статистических данных.

Каждый контрольный пункт является активным ретранслятором с накоплением информации. Приемопередатчик 9 ближнего радиоканала контрольного пункта под управлением микроконтроллера 11 непрерывно производит циклическое сканирование зоны контроля и поочередный опрос всех ПЕ, находящихся в зоне контроля. Приемопередатчик 2 УПЕ постоянно включен на прием и передает информацию только по запросу контрольного пункта или диспетчера через посредство КП. При совпадении кода ПЕ, находящейся в зоне контроля КП (о чем свидетельствует включенное состояние индикатора 20 нахождения ПЕ в зоне контроля КП на панели пульта 3 управления и индикации УПЕ), с кодом запроса приемопередатчик 2 УПЕ под управлением блока 5 управления передает на КП телеметрическую информацию о параметрах движения ПЕ (например, номер ПЕ, номер маршрута, номер наряда в маршруте, номер пройденного последним контрольного пункта и не менее двух номеров предыдущих контрольных пунктов для определения направления движения, средняя скорость движения по участкам, максимальная скорость, пройденный путь, признаки возникновения или отсутствия аварии или нападения, вызова диспетчера водителем ПЕ и окончания сеанса речевой связи), техническом состоянии ПЕ (например, загрузка, средний расход топлива, возникшие неисправности и т.д.). После передачи сообщения приемопередатчик 2 УПЕ снова переходит в режим приема. Приемопередатчик 9 ближнего радиоканала КП принимает информацию с УПЕ, микроконтроллер 11 кодирует ее индивидуальным для данного КП кодом, а приемопередатчик 10 дальнего радиоканала КП передает эту информацию на ЦДП. Приемопередатчик 12 дальнего радиоканала ЦДП принимает информационную посылку, адаптер 14 каналов связи преобразует ее и передает в файл-сервер 16, который обрабатывает полученную информацию, вычисляет отклонение фактического времени прибытия ПЕ на КП от планового, затем информация об отклонении от графика вместе с сигналом об успешном обмене информацией (сигнал квитирования) преобразуется адаптером 14 каналов связи и передается передатчиком 12 дальнего радиоканала на ПЕ через КП, в результате чего на панели пульта 3 управления и индикации УПЕ индикатором 23 высвечивается величина отклонения фактического времени прибытия на КП от планового и включается индикатор 22 успешного обмена информацией между УПЕ и ЦДП. После этого опрос зоны контроля КП продолжается в порядке возрастания номеров ПЕ. Если в зоне контроля КП находится несколько ПЕ, то опрос ПЕ осуществляется в порядке возрастания их номеров. Поскольку ответные сообщения формируются только после получения запроса по своему номеру, исключается возможность одновременного излучения сигналов с нескольких ПЕ, и тем самым исключается возможность сбоев, вызванных наложением информации. Если в зоне контроля КП нет ни одной ПЕ, происходит непрерывный последовательный циклический опрос этой зоны и передача на ЦДП сообщений об отсутствии ПЕ на данном КП.

Аппаратура ближнего радиоканала имеет радиус действия около 100 м. Это позволяет использовать передатчики малой мощности, что снижает себестоимость системы и обеспечивает соблюдение санитарных норм на радиоизлучения. Кроме того, увеличение радиуса действия передатчиков, а следовательно, и зоны контроля КП, привело бы к снижению точности определения местоположения ПЕ. Указанная величина зоны контроля достаточна для нахождения в ней нескольких ПЕ одновременно и не требует точной остановки в определенной точке и точной ориентации ПЕ.

Информационные посылки передаются помехозащищенным кодом с обнаружением и исправлением ошибок, что позволяет существенно повысить помехозащищенность передаваемой информации. После успешного приема информации на ЦДП в ответном сообщении посылается на ПЕ сигнал квитирования. При отсутствии сигнала квитирования с ПЕ посылается повторный запрос. При длительном отсутствии сигнала квитирования делается вывод о неисправности аппаратуры КП или УПЕ, о чем сигнализируется диспетчеру для принятия мер по устранению нарушений работы системы.

В режиме диспетчерского управления, осуществляемом параллельно и независимо с автоматическим, диспетчер при помощи АРМД 18(i) вызывает на речевую связь водителя любой ПЕ, либо всех водителей определенного маршрута, либо всех водителей, находящихся в зоне действия определенного КП, либо - при циркулярном вызове - всех водителей для изменения графика движения, маршрута, количества машин на маршруте в зависимости от изменения пассажиропотока (например, при проведении массовых мероприятий), при изменении погодных условий (например, уменьшение скорости при гололеде, дожде и т.п.), дорожной ситуации (например, ремонт дороги, дорожно-транспортное происшествие и т.п. ), выводит при необходимости промежуточные данные по любой ПЕ, обо всех ПЕ в за отчетный период (смену, сутки и т.д.) в удобной для визуального контроля форме (например, в форме таблицы или мнемосхемы на экране терминала или отпечатанной на принтере). Окончательным документом является ведомость по заработной плате и отчетные документы по расходу горючего, пробеге ПЕ и т.д., которые предоставляются для отчета вышестоящим организациям.

При вызове водителей, находящихся в зоне действия определенного КП, диспетчер набирает на клавиатуре АРМД 18(i) номер КП, посылая сигнал вызова нескольким водителям. Их приемопередатчики принимают сигнал вызова, срабатывает звуковая сигнализация, и водители ожидают речевого сообщения диспетчера. При циркулярном вызове всех водителей сообщение диспетчера преобразуется аналого-цифровым преобразователем 13 и записывается в память файл-сервера 16; для тех водителей, которые находятся в зонах действия контрольных пунктов, идет сигнал вызова на речевую связь, их приемопередатчики принимают сообщение диспетчера. Для водителей ПЕ, находящихся в момент передачи циркулярного сообщения между КП, после их прибытия и опознавания в зоне действия какого-либо КП передается сигнал вызова на речевую связь, из памяти файл-сервера 16 извлекается сообщение, преобразуется адаптером 14 каналов связи в помехозащищенный код с обнаружением и исправлением ошибок и передается приемопередатчиком 12 дальнего радиоканала в составе информационных посылок на эти ПЕ через посредство КП.

При вызове водителя определенной ПЕ на речевую связь диспетчер на пульте АРМД 18(i) набирает номер необходимой ПЕ и в составе информационной посылки передает сигнал вызова через КП, в зоне действия которого находится эта ПЕ. Приемопередатчик 2 УПЕ нормально настроен в режим приема, на пульте 3 управления и индикации УПЕ загорается индикатор 21 вызова от диспетчера и звучит сигнал вызова. Если в состав блока 8 ввода-вывода речи УПЕ входит телефонная трубка, водитель ПЕ берет трубку и разговаривает с диспетчером. Если блок 8 ввода-вывода речи УПЕ оборудован громкоговорителем и микрофоном, под действием блока 5 управления цифроаналоговый преобразователь 6 подключается через усилитель к громкоговорителю. Диспетчер с помощью блока 15 ввода-вывода речи передает сообщение водителю. При этом аналого-цифровым преобразователем 13 речь преобразуется в цифровую форму, и в составе информационных посылок, формируемых файл-сервером 16, преобразуется адаптером 14 в помехозащищенный код с обнаружением и исправлением ошибок (например, код Рида-Соломона), который излучается приемопередатчиком 12 дальнего радиоканала ЦДП, принимается приемником 10 дальнего радиоканала КП, преобразуется микроконтроллером 11 КП, излучается приемопередатчиком 9 ближнего радиоканала КП, принимается приемопередатчиком 2 подвижной единицы (если ее номер совпадает с номером, переданным в сообщении), преобразуется под действием блока 5 управления УПЕ цифроаналоговым преобразователем 6 и поступает в блок 8 ввода-вывода речи УПЕ. Водитель слышит сообщение диспетчера. Если водителю необходимо связаться с диспетчером, водитель нажимает кнопку 26 вызова диспетчера, что фиксируется блоком 5 управления и в составе телеметрической части информационной посылки (см. фиг.3) передается на ЦДП через КП, в зоне действия которого находится ПЕ. Диспетчер получает сигнал вызова и разрешает речевую связь. Водитель говорит в микрофон или телефонную трубку блока 8 ввода-вывода речи, аналого-цифровой преобразователь 7 преобразует сигнал в цифровую форму и под воздействием блока 5 управления приемопередатчик 2 передает речевое сообщение водителя в составе информационных посылок на ЦДП через КП, в зоне действия которого находится ПЕ. Принятое приемопередатчиком 12 сообщение декодируется адаптером 14, преобразуется цифроаналоговым преобразователем 14 и поступает в блок 15 ввода-вывода речи на ЦДП. По окончании сеанса связи водитель нажимает кнопку 27 на пульте 3 управления и индикации УПЕ.

При возникновении нештатных ситуаций (например, нападение на водителя или аварийная ситуация) водитель ПЕ нажимает на панели управления и индикации УПЕ соответствующую кнопку (для сигнализации об аварийной ситуации - кнопку 25, для сигнализации о нападении - кнопку 24), и его вызов через КП, в зоне действия которого он находится, ретранслируется на ЦДП. Сигнал передают многократно для того, чтобы он мог быть принят с большей вероятностью. Для устойчивого приема из любой точки маршрута (даже вне зоны действия КП), а также вне маршрута, сигналов об аварийной ситуации или нападении на водителя предусматривают либо кратковременное повышение мощности передатчика, либо передачу укороченной информационной посылки с признаками аварии или нападения по дополнительному каналу, характеристики которого обеспечивают надежный прием на КП этих сигналов для дальнейшей их передачи на ЦДП по дальнему радиоканалу.

Обмен информацией между УПЕ и КП, между КП и ЦДП, между ЦДП и УПЕ ведется по радиоканалу. Организовано два канала передачи информации: прямой - от ЦДП к КП и далее от КП к УПЕ и обратный - от УПЕ к КП и далее к ЦДП. Все сигналы, в том числе и речевые, передаются в цифровой форме помехозащищенным кодом с временным уплотнением старт-стопными посылками с частотой повторения, равной частоте дискретизации речевого сигнала. Информационная посылка содержит (см. фиг.3): стартовую посылку 28, адрес речевой посылки 29, признак речевой посылки 30, собственно речевую посылку 31, адрес телеметрической посылки 32, признак телеметрической посылки 33, собственно телеметрическую посылку 34 и стоповую посылку 35. В составе телеметрической посылки с УПЕ на ЦДП передается, например, номер ПЕ, номер маршрута, номер наряда в маршруте, пройденный путь, средняя и максимальная скорость на участке, признаки наличия или отсутствия вызова диспетчера на речевую связь, нападения, аварии, окончания сеанса связи, возникшие неисправности. В составе телеметрической посылки с ЦДП на УПЕ передается, например, код номера КП, номера ПЕ, отклонение от графика, наличие или отсутствие признака вызова на речевую связь, успешного обмена информацией. Период передачи Т обратно пропорционален частоте дискретизации речевого сигнала. Речевой канал является дуплексным.

Таким образом, преимущества предлагаемой автоматизированной системы диспетчерского управления наземным транспортом заключаются в следующем: применение микроконтроллеров в составе УПЕ и аппаратуры КП, файл-сервера с автоматизированными рабочими местами диспетчеров и вспомогательного персонала, объединенных в локальную вычислительную сеть на ЦДП, позволяет расширить функциональные возможности по сравнению с прототипом, а именно: организовать одновременную работу нескольких диспетчеров и радиомодемную связь с другими источниками и пользователями информации; автоматизировать процессы обмена информацией между устройствами подвижной единицы, КП и ЦДП, применять безбумажную технологию обработки информации, повысить скорость, качество обработки информации, ее достоверность и качество управления маршрутизированным транспортом; использование цифроаналогового и аналого-цифрового преобразователя позволяет передавать речь в цифровой форме с временным уплотнением в составе информационных посылок, что позволяет вести переговоры между водителем и диспетчером, на прерывая передачи телеметрической информации, что повышает скорость обмена информацией и исключает ее потери; кроме того, передача речи в цифровой форме позволяет повысить качество связи: помехозащищенное кодирование и избыточность дают возможность восстановить частично утерянную в результате помех информацию; применение адаптера каналов связи позволяет повысить скорость передачи информации и ее помехозащищенность за счет многократной передачи информационных посылок с последующей их обработкой; наличие у водителя пульта управления и индикации позволяет не только получить информацию об отклонении от графика, как в прототипе, но и о нахождении в зоне действия контрольного пункта, об успешном обмене информацией с центральным диспетчерским пунктом и о вызове от диспетчера на речевую связь; кроме того, при аварии или нападении водитель может подать соответствующий сигнал, даже находясь вне зоны контроля какого-либо КП и вне маршрута либо за счет кратковременного повышения мощности передатчика ПЕ, либо за счет передачи с ПЕ укороченной информационной посылки с признаками аварии или нападения по дополнительному каналу, характеристики которого обеспечивают надежный прием на КП этих сигналов для дальнейшей их передачи на ЦДП по дальнему радиоканалу, причем дополнительный аварийный канал может быть либо низкочастотным узкополосным, либо широкополосным с шумообразными сигналами, радиус его действия должен превышать половину максимального расстояния между любыми двумя контрольными пунктами в городе, но не более максимального расстояния между КП, что обеспечивает низкую стоимость канала при высокой надежности связи в городских условиях.

Формула изобретения

1. Система диспетчерского управления наземным транспортом, содержащая маршрутные датчики, центральный диспетчерский пункт с приемопередатчиком и подвижные единицы, на каждой из которых установлены датчик пройденного пути, приемопередатчик, через радиоканал соединенный входом с выходами маршрутных датчиков, блок управления, цифроаналоговый преобразователь, индикатор отклонения от графика и блок ввода-вывода речи, отличающаяся тем, что введены контрольные пункты, на каждом из которых установлены приемопередатчики ближнего и дальнего радиоканалов, соединенные с микроконтроллером, на центральном диспетческом пункте введены соединенный портом ввода-вывода с приемопередатчиком адаптер каналов связи, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, блок ввода-вывода речи и аналого-цифровой преобразователь, выходы которого подключены к группе входов адаптера каналов связи, первая группа выходов которого соединена с входами цифроаналогового преобразователя, а вторая группа выходов - с управляющими входами блока ввода-вывода речи, а также объединенные в локальную вычислительную сеть с адаптером каналов связи файл-сервер и автоматизированные рабочие места диспетчеров и вспомогательного персонала, на подвижной единице введены подключенный к группе входов блока управления аналого-цифровой преобразователь и соединенный с одним из портов ввода-вывода блока управления пульт управления и индикации с индикатором нахождения подвижной единицы в зоне действия контрольного пункта, индикатором вызова водителя на речевую связь с центральным диспетчерским пунктом, индикатором успешного обмена информацией и органами ввода дискретной информации, к другому порту ввода-вывода блока управления подключен датчик пройденного пути, третий порт ввода-вывода блока управления соединен с приемопередатчиком, к первой группе выходов блока управления подключены входы цифроаналогового преобразователя, выходом соединенного с информационным входом блока ввода-вывода речи, управляющие входы которого подключены ко второй группе выходов блока управления, а выход - к входу аналого-цифрового преобразователя, причем индикатор отклонения от графика входит в состав пульта управления и индикации.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок управления на подвижной единице выполнен на микроконтроллере.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3