Устройство для контроля движения транспортных средств

Изобретение относится к области транспортной автоматики и предназначено для использования в системах контроля и диспетчерского управления движением маршрутизированного электротранспорта. Заявленное устройство обеспечивает определение местоположения транспортных средств без установки маршрутных датчиков по координатам, формируемым приемником GPS, а также по дублирующему варианту - координатам остановочных пунктов и расстоянию, пройденному транспортным средством от них. Реализован контроль за энергопотреблением как отдельного транспортного средства, так и всего парка электротранспортных средств, что создает базу данных для анализа и внедрения энергосберегающих технологий. Функцией устройства является также оперативный контроль и управление нагрузкой контактной сети и питающих ее фидеров. Устройство автоматизирует обмен данными и речевыми сообщениями. Стандартные фразы могут передаваться в режиме циркулярных сообщений командами канала телеметрии и декодироваться в речевые сообщения автоинформатором, что не исключает традиционный речевой обмен в нестандартных ситуациях. По сравнению с известными техническими решениями заявленное устройство имеет более широкие функциональные возможности и параметры надежности. 3 ил.

 

Изобретение относится к области контроля движения транспортных средств (ТС) и может быть использовано, в частности, в системах централизованного контроля и управления подвижными единицами маршрутизированного электротранспорта.

Технический результат заключается в повышении информативности и надежности устройства.

Устройство для контроля движения транспортных средств содержит:

на транспортном средстве - пульт водителя, микропроцессорный блок, коммутационный блок, приемопередатчик, два цифроаналоговых преобразователя, датчик пройденного пути, индикатор отклонения от графика, громкоговорители и усилители низкой частоты кабины и салона, микрофон, тангенту, счетчик потребляемой электроэнергии, приемник GPS;

на тяговой подстанции датчики тока фидерных линий с узлами гальванической развязки, счетчик потребляемой электроэнергии, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессорный блок обработки данных, приемопередатчик;

на пункте контроля - приемопередатчики первого и второго каналов, преобразователь кода, блок согласования, блок кодирования, блок обработки информации.

Изобретение относится к области контроля движения транспортных средств (ТС) и может быть использовано, в частности, для контроля и диспетчерского управления движением маршрутизированного электротранспорта.

Известно устройство для контроля движения транспортных средств (авторское свидетельство SU 1345227 G08G 1/00), содержащее маршрутные датчики, контактную сеть, на транспортном средстве - приемник сигналов, формирователи кода датчика и сигнала запуска, датчик пройденного пути, блок кодирования, блок ввода сигналов, блок коммутации, тяговый электропривод, датчик потребляемой электроэнергии; на пункте контроля - дешифратор потребляемой энергии, третий блок индикации, дешифратор кода маршрутных датчиков, формирователь импульсов сдвига, дешифратор направления движения, дешифратор команд, второй, блок индикации, регистры сдвига, коммутатор, первый блок индикации, блок приема и разделения сигналов, блок согласования, распределитель и блок сумматоров.

Устройство обеспечивает индикацию стандартных сообщений водителя центральному диспетчеру (вызов ГИБДД, скорой помощи, милиции, техпомощи и т.д.), отображение на мнемосхеме маршрута местоположения ТС, а также учет потребляемой ТС электроэнергии.

Однако при большом количестве ТС оборудование контрольного пункта становится громоздким, кроме того, оно не позволяет вести глубокую обработку данных о движении (количество транспортных средств на маршрутах, количество рейсов, из них в графике, пробег транспортных средств и их агрегатов и т.д.) за определенный промежуток времени. Кроме того, в указанном устройстве отсутствует возможность передачи управляющих воздействий центрального диспетчера водителям транспортных средств.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому устройству является устройство по патенту RU 2160929, содержащее на маршрутах - маршрутные датчики, а также установленные на транспортном средстве пульт водителя, микропроцессорный блок, коммутационный блок, блок проверки старта, блок сравнения номера и приема информации, формирователь сигнала запуска, двухканальный приемопередатчик с блоком управления его режимами, два цифроаналоговых преобразователя, датчик пройденного пути, индикатор отклонения от графика, блок кодирования, громкоговорители кабины и салона, приемник, клавиатуру, усилители низкой частоты, формирователь кода маршрутного датчика, микрофон.

На пункте контроля установлены приемопередатчики первого и второго каналов, преобразователь кода, блок согласования, блок кодирования, блок обработки информации.

Это устройство позволяет определять местоположение ТС на маршруте двумя способами (по координатам маршрутного датчика и расстоянию, пройденному ТС от него, а также по координатам остановочного пункта и расстоянию, пройденному ТС от него), что повышает надежность определения местоположения ТС. Кроме того, устройство вычисляет отклонение ТС от планового графика движения, отображает местоположение и отклонение от графика на дисплеях АРМ диспетчеров, выводит величину отклонения на индикатор;

устройство позволяет осуществлять избирательную радиосвязь диспетчер - водитель по инициативе одного из них, в этом режиме сообщение слышит только тот водитель, которому оно адресовано, для передачи сообщений группе водителей используется режим циркуляционных сообщений, когда за одну трансляцию передается сообщение выбранным центральным диспетчером абонентам. Устройство позволяет формировать и выводить в соответствии с требованиями диспетчера данные по исполненному движению (количество транспортных средств на линиях, количество рейсов, из них в графике, пробег и т.п., как отдельных транспортных средств, так маршрутов, парков и т.д.) на экраны дисплеев АРМ диспетчеров, так и в виде твердых копий.

Введение в состав аппаратуры транспортных средств автоинформаторов обеспечивает высококачественную трансляцию речевых сообщений, облегчает работу водителей, повышает культуру обслуживания.

К недостаткам упомянутого выше устройства следует отнести отсутствие автоматизированного учета потребления электроэнергии отдельными транспортными средствами, тяговыми подстанциями, парками, объединением за установленные интервалы времени, а также отсутствие оперативного контроля за нагрузкой контактной сети и питающих ее фидеров.

Изобретение направлено на повышение информативности и надежности устройства.

Это достигается тем, что в устройство для контроля движения ТС, содержащее на пункте контроля (ЦДП) приемопередатчик первого канала, низкочастотный выход (НЧ-выход) которого соединен с первым входом преобразователя последовательного кода в параллельный, групповой выход которого соединен с информационными входами блока обработки информации, группа выходов которого соединена с группой входов блока кодирования, блок согласования, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя последовательного кода в параллельный и с первым управляющим входом блока обработки информации, второй управляющий вход которого объединен с управляющим входом блока кодирования, со вторым входом приемопередатчика первого канала и подключен к третьему выходу блока согласования, выход блока кодирования соединен с первым входом приемопередатчика первого канала, симплексный приемопередатчик второго канала;

на транспортном средстве двухканальный приемопередатчик, НЧ-выход которого соединен с первым входом коммутационного блока, первый выход которого подключен к НЧ-входу двухканального приемопередатчика, второй и третий выходы коммутационного блока через усилители низкой частоты подключены соответственно к громкоговорителю кабины и к громкоговорителям салона, выход микрофона подключен к третьему входу коммутационного блока, второй вход которого подключен к выходу первого ЦАП, групповой вход которого соединен с четвертым выходом микропроцессорного блока обработки данных, пятый выход которого через второй ЦАП соединен с индикатором отклонения ТС от планового графика движения, первый, третий, шестой входы микропроцессорного блока соединены соответственно с выходом датчика пройденного пути, с выходами пульта водителя, тангенты, первый, второй выходы микропроцессорного блока соединены с первым и вторым управляющими входами двухканального приемопередатчика, третий выход микропроцессорного блока на транспортном средстве соединен с четвертым входом блока коммутации, четвертый выход которого соединен с четвертым входом микропроцессорного блока на транспортном средстве; дополнительно введены на транспортном средстве - счетчик потребляемой ТС электроэнергии и приемник GPS, соединенные со вторым и пятым входами микропроцессорного блока; а также введена аппаратура тяговой подстанции, содержащая приемопередатчик, микропроцессорный блок обработки данных, коммутатор, АЦП, датчики тока фидеров, питающих контактную сеть, счетчик потребляемой тяговой подстанцией электроэнергии, а также введены дополнительные функциональные связи приемопередатчика, микропроцессорного блока, коммутатора, АЦП, датчиков тока фидеров, счетчика потребляемой тяговой подстанцией электроэнергии, при этом групповой выход счетчика подключен к третьему входу микропроцессорного блока, а второй выход микропроцессорного блока соединен с управляющим входом приемопередатчика, а низкочастотный выход приемопередатчика соединен с первым входом микропроцессорного блока, первый выход которого соединен с низкочастотным входом приемопередатчика, четвертый, пятый, шестой выходы микропроцессорного блока соединены с первым, вторым, третьим входами коммутатора, а входы последнего с четвертого по одиннадцатый подключены к первому-восьмому датчикам тока фидеров, при этом выход коммутатора соединен с первым входом АЦП, групповой выход которого соединен со вторым входом микропроцессорного блока, а третий выход соединен с управляющим входом АЦП, выход которого соединен с четвертым входом микропроцессорного блока.

На фиг.1 приведена блок-схема пункта контроля (ЦДП) устройства для контроля движения транспортных средств, на фиг.2 - блок-схема аппаратуры транспортных средств, на фиг.3 - блок-схема аппаратуры тяговой подстанции. Устройство для контроля движения транспортных средств содержит на пункте контроля (ЦДП) приемопередатчик первого канала 1, преобразователь 2 последовательного кода в параллельный, блок 3 согласования, блок 4 кодирования, блок 5 обработки информации и приемопередатчик 6 второго канала;

на транспортном средстве - двухканальный приемопередатчик 7, громкоговоритель кабины водителя 8, громкоговорители салона 9, соответствующие усилители низкой частоты 10, 11,коммутатор 12, микрофон 13, тангенту 14, первый ЦАП 15, второй ЦАП 16, индикатор отклонения 17, микропроцессорный блок 18, датчик пройденного пути 19, датчик потребляемой ТС электроэнергии 20, пульт водителя 21, приемник GPS 22;

на тяговой подстанции - приемопередатчик одноканальный 23, микропроцессорный блок 24, коммутатор 25, АЦП 26, датчики тока фидеров с узлами гальванической развязки 27, счетчик потребляемой тяговой подстанцией электроэнергии 28.

Устройство для контроля движения транспортных средств работает следующим образом.

При включении аппаратуры ЦДП в блок 5 обработки информации на ЦДП вводятся графики движения по маршрутам, номера нарядов, номера закрепленных за ними транспортных средств (ТС), табельные номера водителей, координаты остановочных пунктов, номера тяговых подстанций (ТПС). Далее блок 5 обработки информации ЦДП формирует запросные кодограммы, содержащие стартовую посылку, номер опрашиваемого ТС (номер тяговой подстанции), код отклонения ТС от графика движения, запрос на передачу показаний счетчиков потребляемой ТС или ТПС электроэнергии, коды стандартных сообщений, команды на установление избирательной или циркулярной радиосвязи.

Эти кодограммы, преобразованные блоком кодирования 4 из параллельного в последовательный код, излучаются в эфир приемопередатчиком 1 на частоте f₁.

Ответные кодограммы транспортных средств и тяговых подстанций принимаются приемопередатчиком 1 на частоте f₁ в режиме «запрос-ответ» и после преобразования блоком 2 из последовательного кода в параллельный вводятся по групповому входу в блок 5 обработки информации. Эти кодограммы содержат код последнего пройденного транспортным средством остановочного пункта, код расстояния (удаления) ТС от этого пункта, координаты (широта и долгота) местоположения ТС, сформированные приемником GPS, команду вызова ЦДП на речевую радиосвязь, коды нагрузки фидеров ТПС, по запросу ЦДП - коды количества потребленной ТС или ТПС электроэнергии.

Начальная установка аппаратуры транспортных средств (АТС) сводится к следующему: длительным, например пятисекундным, нажатием кнопки «Пуск» на пульте водителя устанавливают режим «Настройка»; (установка подтверждается речевым сообщением «Настройка» через громкоговоритель кабины). В этом режиме кратковременным (менее секунды) нажатием кнопки «Больше» или «Меньше» устанавливают нужный маршрут. Выбор подтверждается речевым сообщением через громкоговоритель кабины («Маршрут 7», «Маршрут 6» и т.д.) Нажав кратковременно кнопку «Пуск», устанавливают кнопками «Больше» или «Меньше» режим «Рейс прямой» или «Рейс обратный», установка подтверждается соответствующей фразой. При необходимости выбора определенной остановки кратковременно нажимается кнопка «Пуск», и далее кнопками «Больше» или «Меньше» выбирается нужная остановка, выбор подтверждается соответствующей фразой. Длительным нажатием кнопки «Пуск» устанавливают режим «Работа», звучит подтверждающая фраза, что завершает начальную настройку на транспортном средстве. Далее на очередных остановочных пунктах маршрута кнопкой «Объявление остановки» выводят соответствующие речевые сообщения из ранее записанного в ПЗУ цифрового аудиофайла на громкоговорители салона ГГ9, одновременно коды остановок фиксируются в памяти микропроцессорного блока 18 и служат исходными данными для определения местоположения транспортного средства.

Нестандартные сообщения водителя пассажирам озвучиваются с помощью микрофона 13 при нажатой тангенте 14 манипулятора.

При движении транспортного средства датчик 19 пройденного пути формирует единичные импульсы на каждый пройденный фиксированный отрезок пути, например 10 метров. Количество этих импульсов подсчитывается программным счетчиком блока 18 и вместе с кодом остановки позволяет определить местоположение транспортного средства по второму варианту. При объявлении очередной остановки счетчик пройденного пути устанавливается в ноль. По первому варианту местоположение транспортного средства определяется координатами, сформированными приемником GPS, что повышает надежность определения местоположения транспортных средств на маршруте и делает ненужной установку маршрутных датчиков, что существенно упрощает эксплуатацию устройства, а также исключение из состава аппаратуры транспортных средств приемника маршрутных датчиков и формирователя их кодов снижает цену оборудования и упрощает его эксплуатацию.

Аналогично датчик 20 потребляемой транспортным средством электроэнергии формирует единичный импульс, к примеру, на каждый киловатт - час. Эти импульсы подсчитываются вторым программным счетчиком блока 18, а результат подсчета выводится по запросу пункта контроля в соответствующей кодограмме транспортного средств, после чего счетчик устанавливается в ноль. Фрагменты цифрового аудиофайла, соответствующие стандартным сообщениям пункта контроля («Отмена графиков», «Скорость ограничена - гололед» и т.п.), выводятся по команде пункта контроля через первый ЦАП 15, коммутатор 12, громкоговоритель 8, аналогично объявлениям об остановках, что снижает нагрузку на второй (речевой) канал связи.

Величина отклонения от графика движения вычисляется блоком 5 пункта контроля, передается в запросной кодограмме и выводится на индикатор 17 отклонения через второй ЦАП 16. Если величина отклонения превышает уставку, к примеру 3 минуты, то пункт контроля автоматически посылает команду на звуковое воспроизведение громкоговорителем кабины фразы «отклонение от графика более 3 минут». Для вызова пункта контроля на избирательную речевую связь нажимают на пульте водителя кнопку «Больше» или «Меньше» в режиме «Работа». Эта команда отображается на экране дисплея АРМ диспетчера, указывая номер транспортного средства, запрашивающего избирательную связь.

Диспетчер отправляет команду «Вызов на речевую связь транспортного средства с номером N», по которой аппаратура ТС переходит в режим приема на втором канале, при этом выход микрофона 13 соединяется коммутатором 12 с низкочастотным входом двухканального приемопередатчика 7, а его низкочастотный выход через УНЧ 10 с громкоговорителем ГГ8. Диспетчер с помощью второго приемопередатчика 6 обращается к водителю. Последний, выслушав диспетчера, нажимает тангенту, чем переводит двухканальный приемопередатчик 7 в режим «Передача по второму каналу на частоте f₂» при подключенном микрофоне 13 к низкочастотному входу приемопередатчика. После передачи сообщения водитель отпускает тангенту, что возвращает приемопередатчик в режим «Прием на втором канале».

Для окончания речевого обмена водитель нажимает на пульте 21 кнопку «Больше» или «Меньше», чем переводит в режим «Прием на первом канале запросных кодограмм», иначе через установленный интервал, например через 2 минуты, аппаратура автоматически перейдет в режим приема кодограмм телеметрии на первом канале.

Для передачи циркулярных сообщений (ЦС) группе транспортных средств диспетчер на АРМ формирует команду, код которой - ЦС, а адреса - номера транспортных средств, которым предназначено сообщение. По этой команде приемопередатчики выбранных транспортных средств переключаются в режим «Прием на втором канале», их низкочастотные выходы через УНЧ подключаются к громкоговорителям кабины, и сообщение центрального диспетчера передается этой группе транспортных средств за одну трансляцию. Через установленный интервал времени, к примеру 2 минуты, аппаратура транспортных средств автоматически переходит в режим «Прием телеметрии» на первом канале.

В конце смены, обусловленной нарядом, пункт контроля посылает запрос на считывание величины потребленной транспортным средством электроэнергии. Эта величина вводится в ответную кодограмму транспортного средства и на пункте контроля блоком 5 относится на счет водителя, по требованию диспетчера данные по каждому водителю распечатываются блоком обработки информации 5 за требуемый интервал времени. Эти данные являются базой для проведения организационных энергосберегающих мероприятий.

При запросе контрольного пункта в адрес тяговой подстанции ее микропроцессорный блок 24 производит опрос датчиков тока фидеров 27, преобразует значения их токов из аналоговой формы в цифровую, вводит эти данные в ответную кодограмму. Принятая пунктом контроля телеметрия соотносится с номинальными значениями токов фидеров и в зависимости от этих соотношений производит раскраску участков контактной сети и фидеров на цветных мнемосхемам пункта контроля, что позволяет диспетчеру исключить перегрузки фидеров и контактной сети, манипулируя количеством транспортных средств.

С установленной периодичностью пункт контроля формирует команды на считывание показаний счетчиков, итоговые значения которых выводятся на распечатку по требованию диспетчера.

Устройство для контроля движения транспортных средств, содержащее на пункте контроля приемопередатчик первого канала, низкочастотный выход которого соединен с первым входом преобразователя последовательного кода в параллельный, групповой выход которого соединен с информационными входами блока обработки информации, группа выходов которого соединена с группой входов блока кодирования, блок согласования, первый и второй выходы которого соединены соответственно со вторым входом преобразователя последовательного кода в параллельный и с первым управляющим входом блока обработки информации, второй управляющий вход которого объединен с управляющим входом блока кодирования, со вторым входом приемопередатчика первого канала и подключен к третьему выходу блока согласования, выход блока кодирования соединен с первым входом приемопередатчика первого канала, симплексный приемопередатчик второго канала; на транспортном средстве - двухканальный приемопередатчик, низкочастотный выход которого соединен с первым входом коммутационного блока, первый выход которого подключен к низкочастотному входу двухканального приемопередатчика, второй и третий выходы коммутационного блока через усилители низкой частоты подключены соответственно к громкоговорителю кабины и к громкоговорителям салона, выход микрофона подключен к третьему входу коммутационного блока, второй вход которого подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя (ЦАП), групповой вход которого соединен с четвертым выходом микропроцессорного блока обработки данных, пятый выход которого через второй ЦАП соединен с индикатором отклонения транспортного средства от планового графика движения, первый, третий, шестой входы микропроцессорного блока соединены соответственно с выходом датчика пройденного пути, с выходом пульта водителя, с выходом тангенты, первый, второй выходы микропроцессорного блока соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами двухканального приемопередатчика, третий выход микропроцессорного блока на транспортном средстве соединен с четвертым входом блока коммутации, четвертый выход которого соединен с четвертым входом микропроцессорного блока, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введен счетчик потребляемой транспортным средством электроэнергии и GPS приемник, выходы которых соединены со вторым и пятым входами микропроцессорного блока соответственно, а также введена аппаратура тяговой подстанции, содержащая приемопередатчик, микропроцессорный блок обработки данных, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), датчики тока фидеров, питающих контактную сеть, счетчик потребляемой тяговой подстанцией электроэнергии, при этом групповой выход счетчика подключен к третьему входу микропроцессорного блока, второй выход микропроцессорного блока соединен с управляющим входом приемопередатчика, а низкочастотный выход приемопередатчика соединен с первым входом микропроцессорного блока, первый выход которого соединен с низкочастотным входом приемопередатчика, четвертый, пятый, шестой выходы микропроцессорного блока соединены с первым, вторым, третьим входами коммутатора, а входы последнего, с четвертого по одиннадцатый подключены к первому-восьмому датчикам тока фидеров, при этом выход коммутатора соединен с первым входом АЦП, групповой выход которого соединен со вторым входом микропроцессорного блока, а третий выход соединен с управляющим входом АЦП, выход которого соединен с четвертым входом микропроцессорного блока.