БОРТОВАЯ СИСТЕМА СИГНАЛИЗАЦИИ О СОСТОЯНИИ ПЕРЕЕЗДНОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ

Полезная модель относится к оборудованию транспортных средств и может быть использована, например, в автомобилях для получения информации о состоянии железнодорожного переезда.
Известна бортовая система сигнализации о состоянии переездной сигнализации (патент на изобретение RU №2153434, МПК: B 61 L 29/02. опубл. 27.07.2000 г.) - прототип. Бортовая система сигнализации о состоянии переездной сигнализации состоит из антенны, подключенной к приемнику, блока индикаторов состояния переездной сигнализации (БИСПС).
Недостатком этой системы является то, что она не обеспечивает безопасность движения транспортных средств на переездах, т.к. в ней высока вероятность возникновения ложных срабатываний сигнализации из-за получения сообщений не от системы оповещения о состоянии переездной сигнализации, а от «чужих» источников сигналов, а так же вследствие отсутствия контроля целостности принимаемых сообщений. Система имеет ограниченные возможности сигнализации, обусловленные отсутствием блока управления сигнализации (БУС) и звукового сигнализатора, а так же наличия блока индикаторов состояния переездной сигнализации (БИСПС) с ограниченной возможностью сигнализирования о опасности.
В системе отсутствует возможность самодиагностирования, индикации его результатов, выявления сообщений, содержащих противоречивые данные, и автоматической интерпретации фактов наличия-отсутствия стандартных сигналов переездной сигнализации («переезд открыт», «переезд закрыт и исправен», «переезд неисправен») в сообщения рекомендательные для водителя транспортного средства, что также приводит к низкой безопасности движения.
Полезная модель позволяет повысить безопасность движения транспортных средств в зоне переезда за счет снижения вероятности возникновения ложных срабатываний сигнализации из-за получения сообщений не от системы оповещения о состоянии переездной сигнализации, а от «чужих» источников сигналов, осуществления контроля целостности принимаемых сообщений, выявления сообщений, содержащих противоречивые данные, обеспечения возможности самодиагностирования, индикации его результатов, возможности автоматической интерпретации фактов наличия-отсутствия стандартных сигналов переездной сигнализации («переезд открыт», «переезд закрыт и исправен», «переезд неисправен») в сообщения рекомендательные для водителя транспортного средства и расширения возможности сигнализации.
При выполнении в системе приемника с дополнительным выходом оценки уровня сигнала, подключенным к блоку функциональной диагностики (БФД), обеспечивается самодиагностирование системы по уровню сигнала, что повышает безопасность.
Технический результат достигается в бортовой системе сигнализации (БСС) о состоянии переездной сигнализации состоящей из антенны, подключенной к приемнику и блока индикаторов состояния переездной сигнализации (БИСПС).
Новым является то, что в нее введены селектор, блок декодирования и контроля (БДК), блок анализа состояния переезда (БАСП), блок управления сигнализации (БУС), индикатор диагностики, блок функциональной диагностики (БФД), причем приемник, селектор, БДК, БАСП, БУС последовательно подключены друг к другу, к БУС подключены БИСПС и звуковой сигнализатор, БДК имеет дополнительный выход сигнала ошибки данных и подключен им к БФД, БАСП имеет дополнительный выход сигнала противоречия и подключен им к БФД, БФД подключен к БУС и выходом индикации подключен к индикатору диагностики.
В БСС приемник может быть выполнен с дополнительным выходом оценки уровня сигнала и подключен им к БФД.
Наличие в БСС БФД и индикатора диагностики обеспечивает (автоматическое) самодиагностирование системы по признаку уровня принимаемого сигнала, наличию в радиоканале «своего» сообщения, соблюдения целостности принимаемых сообщений и индикацию результатов.
Последовательное соединение приемника, селектора, БДК, БАСП, БУС друг к другу, а так же присоединение к БУС БИСПС и звукового сигнализатора обеспечивает связь между переездной сигнализацией и транспортным средством в зоне переезда. Применение звукового сигнала в БСС обеспечивает возможность дополнительного сигнализирования.
Наличие в БСС селектора, увеличивает надежность и безопасность системы и за счет выделения из принимаемых сигналов «своих» сообщений, что снижает вероятность возникновения ложных срабатываний сигнализации.
Наличие в БСС БДК увеличивает ее надежность и безопасность путем обеспечения возможности контроля целостности принимаемых сообщений.
Наличие в системе БАСП обеспечивает повышение безопасности дорожного движения за счет обеспечения возможности выявления сообщений, содержащих противоречивые данные, автоматической интерпретации фактов наличия-отсутствия стандартных сигналов переездной сигнализации («переезд открыт», «переезд закрыт и
исправен», «переезд неисправен») в сообщения рекомендательные для водителя транспортного средства.
БДК имеет дополнительный выход сигнала ошибки данных и подключен им к БФД, БАСП имеет дополнительный выход сигнала противоречия и подключен им к БФД, БФД подключен к БУС и подключен к индикатору диагностики, что реализует сомодиагностирование БСС.
Вышеперечисленные свойства блоков и их связей позволяют повысить безопасность движения транспортных средств в зоне переезда.
Наличие в БСС БУС, БИСПС и звукового сигнализатора расширяет возможности сигнализации, что повышает безопасность дорожного движения. БУС позволяет использовать сложные способы сигнализации в БИСПС, например мигание индикаторов, а так же применение звукового сигнала
Применение в БСС приемника с дополнительным выходом оценки уровня сигнала, подключенным к БФД, позволяет произвести ее самодиагностирование по уровню сигнала, уменьшая количество ложных срабатываний при приеме сигналов переездной сигнализации, что обеспечивает безопасность движения транспортных средств в зоне переезда.
На фигуре представлена схема бортовой системы сигнализации о состоянии переездной сигнализации.
Бортовая система сигнализации о состоянии переездной сигнализации состоит из антенны 1, подключенной к приемнику 2, селектора 3, блока декодирования и контроля (БДК) 4, блока анализа состояния переезда (БАСП) 5, БУС 6, блока индикаторов состояния переездной сигнализации (БИСПС) 7, индикатора диагностики 8 и звукового сигнализатора 9, блока функциональной диагностики (БФД) 10, сторожевого таймера 11, блока контроля питания 12, коммутатора 13.
К БУС 6 подключены БИСПС 7, звуковой сигнализатор 9. БДК 4 имеет дополнительный выход сигнала ошибки данных и подключен им к БФД 10, БАСП 5 имеет дополнительный выход сигнала противоречия и подключен им к БФД 10. БФД 10 подключен к БУС 6 и выходом индикации подключен к индикатору диагностики 8.
Приемник 2 выполнен с дополнительным выходом оценки уровня сигнала и подключен им к БФД 10.
БФД 10 дополнительным выходом подключен к сторожевому таймеру 11. Сторожевой таймер 11 и блок контроля питания 12 подключены к коммутатору 13. Коммутатор 13 подключен к входам управления питанием блоков БСС.
Перечисленные блоки: Селектор 3, БДК 4, БАСП 5, БУС 6, БФД 10 и связи между ними могут быть реализованы на микроконтроллере Microchip PIC 16.
В качестве приемника 2 с выходом оценки уровня сигнала может быть использован высокочастотный приемо-передатчик Chipcon CC 1020 в режиме приемника.
Антенна 1 реализована в виде витка печатного проводника равного одной четверти длины волны центральной частоты радиоканала 15.
В качестве БИСПС 7 и индикатора диагностики 8 могут быть использованы блоки светодиодов. В качестве звукового сигнализатора 9 может быть использован пьезодинамик.
Сторожевой таймер 11, блок контроля питания 12, коммутатор 13 и связи между ними могут быть реализованы на отдельной микросхеме.
На фигуре показано подключение системы электропитания 14 к блоку контроля питания и радиоканал 15.
БСС принимает сигналы из радиоканала 15, который может быть сформирован сигнальным устройством (например установленном на переезде), периодически выдающим сложное сообщение, отражающее состояние переездной сигнализации («переезд открыт», «переезд закрыт и исправен», «переезд неисправен»), содержащее идентификатор.
Антенна 1 принимает сигналы, передаваемые в радиоканале. Сигналы в аналоговом виде попадают на вход приемника 2.
Приемник 2, представляющий собой приемо-передатчик Chipcon CC1020, работающий в режиме приема, осуществляет фильтрацию, демодуляцию, усиление и аналого-цифровое преобразование (АЦП) и параллельно проводит интегральную оценку уровня сигнала. На выходе приемника 2 формируется цифровой сигнал, отражающий текущее состояние радиоканала 15 на частоте передатчика, а на дополнительном выходе - цифровой сигнал оценки уровня сигнала радиоканала.
Цифровой сигнал, отражающий состояние радиоканала 15, передается в селектор 3, который осуществляет селектирование (поиск и отбор) «своих» сообщений по признаку наличия идентификатора в получаемых от приемника 2 цифровых сигналах, отражающих состояние радиоканала. В случае нахождения сигнала, имеющего признаки «своего» сообщения, осуществляет его передачу в БДК 4. Т.о. снижается вероятность возникновения ложных срабатываний сигнализации из-за получения сообщений не от системы оповещения о состоянии переездной сигнализации, а от «чужих» источников сигналов, что повышает безопасность движения транспортных средств на переездах.
БДК 4 осуществляет контроль целостности принятого сообщения путем вычисления контрольной суммы поля полученных данных (сигналов) и сравнения ее с содержащейся в сообщении контрольной суммой. В случае нарушения целостности принятого сообщения БДК 4 генерирует сигнал нарушения целостности сообщения (ошибки данных) в БФД 10. Т.о. осуществляется контроль целостности принимаемых сообщений.
В случае совпадения контрольных сумм осуществляется декодирование сообщения, результатом которого являются сигналы, отражающие состояние переезда («переезд открыт», «переезд закрыт и исправен», «переезд неисправен»), излученные в радиоканал 15 сигнальным устройством. Они передаются в БАСП 5.
БАСП 5 осуществляет контроль непротиворечивости содержащихся в сообщении сигналов. В случае наличия в сообщении противоречивых сигналов, например, «переезд открыт» и «переезд закрыт и исправен» формирует в БФД 10 сигнал противоречия. Т.о. осуществляется выявление сообщений, содержащих противоречивые данные.
Если противоречие не найдено осуществляется интерпретация фактов наличия-отсутствия стандартных сигналов переездной сигнализации («переезд открыт», «переезд закрыт и исправен», «переезд неисправен») в сообщения рекомендательные для водителя транспортного средства, например, в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1
Переезд открыт
Переезд закрыт и исправен
Переезд неисправен
Внимание переезд
Внимание!!! Переездная сигнализация неисправна
Стоп! Переезд закрыт!
Противоречие
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Т.о. осуществляется автоматическая интерпретация фактов наличия-отсутствия стандартных сигналов переездной сигнализации («переезд открыт», «переезд закрыт и исправен», «переезд неисправен») в сообщения рекомендательные для водителя транспортного средства.
Результаты интерпретации (сигналы «Внимание переезд», «Внимание!!! Переездная сигнализация неисправна», «Стоп! Переезд закрыт!») передаются в БУС 6, который осуществляет управление отображением сообщений на блоке светодиодов БИСПС 7 и звуковым оповещением при помощи звукового сигнализатора 9, реализованного в виде пьезодинамика. Т.о. обеспечивается расширение возможностей сигнализации.
От приемника 2 в БФД 10 с дополнительного выхода поступает цифровой сигнал оценки уровня сигнала радиоканала.
БФД 10 реализует алгоритм анализа наличия/отсутствия поступающих к нему сигналов: нарушения целостности сообщения (ошибка данных), противоречия, снижения оценки уровня сигнала (в случае наличия соответствующего выхода у приемника 2). В случае обнаружения критического количества сигналов нарушения целостности, например, в 5 из 10 принятых сообщениях, или сильного снижения оценки уровня сигнала, например, ниже 75% от нормального, либо наличия сигнала противоречия БФД 10 формирует на выходе сигнал о неисправности системы и на выходе индикатора диагностики 8 сигнал индикации ошибки системы.
При поступлении сигнала неисправности с выхода БФД 10 на БУС 6 индикация и звуковое оповещение о сигналах «Внимание переезд», «Внимание!!! Переездная сигнализация неисправна», «Стоп! Переезд закрыт!» прекращается, БУС 6 переводит БИСПС 8 в режим мигания, подает на звуковой сигнализатор 9 сигнал неисправности системы, например, в виде кратковременных высокочастотных звуковых импульсов.
Индикатор диагностики 8 при наличии сигнала ошибки системы индицирует сообщение о неисправности. Т.о. обеспечивается возможность самодиагностирования и индикации его результатов.