УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИБЛИЖЕНИЯ ПОЕЗДА (ЛОКОМОТИВА) К НЕОХРАНЯЕМОМУ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМУ ПЕРЕЕЗДУ

УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИБЛИЖЕНИЯ
ПОЕЗДА (ЛОКОМОТИВА) К ИЕОХРАНЯЕМОМУ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМУ ПЕРЕЕЗДУ
Изобретение относится к технике контроля движения объектов на неохраняемых железнодорожных нереездах и может быть использовано для повышения безопасности движения автотранспорта через неохраняемые железнодорожные переезды при сохранении приоритета движения железнодорожного транспорта.
Известно устройство для обнаружения транспортного средства (поезда, локомотива), состоящее из СВЧ передатчика, устанавливаемого по одну сторону контролируемого двухпутного участка железнодорожного пути, и СВЧ приемника, устанавливаемого по другую сторону двухпутного участка 1,с. 101.
МПК в 61 L29/00,17/00 УДК 656.25-52
передатчика сигнал поступает через приемную антенну в приемник, где вырабатывается сигнал логической единицы, свидетельствующий о свободности двухпутного участка пути. При появлении транспортного средства в зоне действия устройства излученный передатчиком сигнал экранируется и в приемник не поступает, в результате чего вырабатывается сигнал логического нуля, свидетельствующий о занятости двухпутного участка пути.
Недостатками устройства являются большие вероятности пропуска и ложной фиксации обнаруживаемого объекта в контролируемой зоне при фактической её свободности 1, с. 116, а также ложное срабатывание при удалении поезда (локомотива) от неохраняемого железнодорожного переезда в случае использования его для целей повышения безопасности движения автотранспорта через неохраняемые железнодорожные переезды при сохранении приоритета движения железнодорожного транспорта.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для обнаружения объекта в пункте контроля, например, неохраняемого железнодорожного переезда, состоящее из СВЧ передатчика и СВЧ приемника, расположенных по разные стороны железнодорожного пути, отражательного зеркала, расположенного между двумя рельсовыми путями железнодорожного полотна 2.
Недостатком устройства является ложное срабатывание при удалении поезда (локомотива) от неохраняемого железнодорожного переезда в случае использования его для целей повышения безопасности движения автотранспорта через неохраняемые железнодорожные переезды при сохранении приоритета движения железнодорожного транспорта.
Устройство 2 является наиболее близким по технической сущности и совокупности существенных признаков к предлагаемому устройству и поэтому оно выбрано в качестве прототипа.
Цель изобретения - повышение безопасности движения автотранспорта через неохраняемые железнодорожные переезды при сохранении приоритета движения железнодорожного транспорта.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для обнаружения объекта в пункте контроля, например, неохраняемого железнодорожного переезда, содержащее радиотехнический точечный датчик в составе СВЧ передатчика, отражательного зеркала, СВЧ приемника и блока управления, введён радиоканал оповещения водителей автотранспорта, следующего через неохраняемый железнодорожный переезд, при этом радиотехнический точечный датчик установлен в N- метрах от неохраняемого железнодорожного переезда около каждого из светофоров, СВЧ передатчик и СВЧ приемник радиотехнического точечного датчика установлены с наружной стороны рельсовых путей железнодорожного полотна по ходу движения поезда (локомотива) к неохраняемому железнодорожному переезду, а отражательное зеркало между двумя рельсовыми путями железнодорожного полотна, вход передатчика радиоканала оповещения водителей автотранспорта соединен с выходом блока управления радиотехнического точечного датчика, приемники радиоканала оповещения водителей автотранспорта установлены в кабинах водителей автотранспорта, следующего через неохраняемый железнодорожный переезд, причём по сети питания осуществлена синхронизация работы модуляторов передатчиков радиоканалов оповещения водителей автотранспорта.
Совокупность известных и вновь введенных элементов и связей неизвестна из уровня техники, поэтому предлагаемое устройство следует считать новым, имеющим новизну.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах, на которых приведены: на фиг. 1 - структурная схема предлагаемого устройства;
-на фиг.2 - структурная схема СВЧ передатчика 2;
-на фиг.З - структурная схема СВЧ приёмника 4.
Устройство (фиг. 1) содержит установленный в N-метрах от неохраняемого железнодорожного переезда около каждого из светофоров радиотехнический точечный датчик 1, состоящий из СВЧ передатчика 2, отражательного зеркала 3, СВЧ приемника 4, блока управления 5, радиоканал 6 оповещения водителей автотранспорта, состоящий из передатчика 7 и приемников 8.
СВЧ передатчики 2 и СВЧ приёмники 4 радиотехнического точечного датчика 1 устанавливаются с наружной стороны рельсовых путей железнодорожного полотна напротив зеркала 3 на равноудаленном от него расстоянии, отражательное зеркало 3 между двумя рельсовыми путями железнодорожного полотна. Выход блока управления 5 радиотехнического точечного датчика 1 соединён с входом передатчика 7 радиоканала 6 оповещения водителей автотранспорта, приемники 8 радиоканала 6 оповещения устанавливаются в кабинах водителей автотранспорта, следующего через неохраняемый железнодорожный переезд. Так как на фиг. 1 изображен один комплект радиотехнического точечного датчика 1 с одним радиоканалом 6 оповещения водителей автотранспорта и, кроме того, синхронизация работы передатчиков 7 двух радиоканалов 6 оповещения, стоящих у разных светофоров, осуществляется аппаратурно по цепи прггания или по рельсовым цепям, то цепь синхронизация работы передатчиков двух радиоканалов на фиг. 1 не указана.
Работа устройства заключается в следующем.
В исходном состоянии СВЧ приемник 4 радиотехнического точечного датчика 1 работает в режиме дежурного приёма сигнала СВЧ передатчика 2, отраженного от отражательного зеркала 3. В случае появления поезда (локомотива) в контролируемой зоне сигнал, излучаемый СВЧ передатчиком 2, экранируется и в СВЧ приемник 4 не попадает, в результате чего на выходе блока управления 5 вырабатывается команда на включение кодограммы (сообщения) «Приближение поезда (локомотива) к неохраняемому железнодорожному переезду передатчика 7 с круговой диаграммой направленности радиоканала 6 оповещения водителей автотранспорта. Установленный на проходящем через неохраняемый железнодорожный переезд автотранспорте приемник 8 с круговой диаграммой направленности фиксирует сообщение передатчика 7 и выдает водителю автотранспорта посредством звуковой и световой сигнализации сигнал запрещения проезда через переезд.
Время задержки сигнала запрещения проезда (сигнала дорожной информации) в блоке управления 5 зависит от скорости (и) движения поезда (локомотива), его протяженности (Ln)3, с.ЗЗ и при численных значениях величин г)  60 /ч, Ln 1 км
составляет 40с. Рабочая частота радиоканала 6 оповещения водителей автотранспорта должна быть единой для всей территории Российской Федерации и определяется согласованным техническим заданием завода-изготовителя.
Передача сигнала дорожной информации может быть осуществлена в кодированном виде, т.е. в виде повторяющейся последовательности букв или цифр, формируемой с помощью двоичного кода. Для его передачи наиболее подходит УКВ диапазон с характерным для ЧМ радиовещания щироким спектром передачи. Однако возможно и кодирование в ДВ и СВ диапазонах путём фазовой модуляции несущей частоты. Перспективной является дорожная информация в УКВ диапазоне на поднесущей частоте без перерывов основного вещания. Поскольку в России стереовещание занимает относительно узкую полосу модулирующих частот (до 46,25 кГц), поднесущая для передачи дорожной информации могла бы располагаться в области 55-70 кГц, не создавая помех основному вещанию 4, с. 136-137.
Радиус действия радиоканала 6 оповещения водителей автотранспорта зависит от мощности (Рпрд) передатчика 7, чувствительности (UOPM) приемников 8, высот подвеса приемопередающих антенн (Ьпрм, Ьцрд) и рельефа местности. При численных значениях величин РПРД  (1...2) Вт, UnpM  1 мкВ, ЬПРМ 1,5м, Ьцрд  4м и наличия на расстоянии более 100м от железнодорожного полотна строений с высотой менее 27 м радиус действия радиоканала 6 составляет не менее 1 км 5, с.89.
Введение синхронизации работы модуляторов передатчиков 7 исключает интерференционную структуру сигнала в приёмниках 8, обусловленную влиянием прямой волны и волны, рассеянной или отражённой объектами окружающего рельефа местности 4, т.е. синхронизация позволяет существенно повысить надёжность работы радиоканала 6 оповещения водителей автотранспорта.
Возможность практической реализации предлагаемого устройства не вызывает сомнения. СВЧ передатчик 2 может быть построен по структурной схеме фиг.2 и состоит из выпрямителя 9, стабилизатора напряжения 10, генератора СВЧ 11 и рупорной антенны 12.
Выполнение узлов питания 9, 10 тривиально и не описывается. Генератор СВЧ 11 может быть выполнен на диоде Ганна или лавинно-пролетном диоде (ЛПД) так, как показано в 6, рис.16.5в, с. 210 Антенна может быть реализована в виде известных секторального или пирамидального рупоров или, как показано в 7 (№10, рис.9, с.40)
СВЧ приемник 4 может быть реализован по структурной схеме фиг.З, где 13 - рупорная антенна, 14 - амплитудный модулятор на СВЧ диоде, 15 - амплитудный детектор, 16 - усилитель низкой модулирующей частоты, 17 - полосовой фильтр, 18 - синхронный (фазовый) детектор, 19 - индикаторный светодиод, 20 - триггер Шмидта, 21 - мультивибратор. Рупорная антенна 13 может быть вьшолнена так же, как и рупорная антенна 12 СВЧ передатчика 2, Модулятор 14 и детектор 15 могут быть реализованы согласно 7 (№10, рис.9, с.40), усилитель низкой (модулирующей) частоты 16 можно реализовать на ИМС 548УН1 по типовой схеме включения 8, рис. 1.267, с.226. Полосовой фильтр 17 реализуется на операционном усилителе 140УД7 по схеме ARC фильтра 9, С.298, схема Пф-П 7(№10 или И). Синхронный детектор 18 может быть реализован на ИМС 564КТЗ 7 ( №11, рис.11, с.32), светодиод 19 может быть типа АЛ307. Триггер Шмидта 20 реализуется на ИМС 140УД7 так, как показано в 10, рис. 14.14, С.266, мультивибратор 9-наИМС К155ЛАЗ 10, рис.14.1а, с.261.
Передатчик 7, приемники 8 радиоканала 6 оповещения водителей автотранспорта можно реализовать в миниатюрном исполнении 11, с.39, в качествемодемов
можно использовать частотный модем И, с.35 в симплексном режиме работы, а антенн - полуволновой вибратор 11, с.37. Блок управления 5 радиотехнического точечного датчика 1 может быть реализован на ИМС серий К155, К531, К176 12, таблица 12.100, С.551.
При питании заявляемого устройства переменным током синхронизация модуляторов передатчиков 7 радиоканалов б оповещения осуществляется для первого комплекта от положительной полуволны, для второго - от отрицательной полуволны источника питания 4, с. 101 При питании постоянным током синхронизация модуляторов передатчиков 7 может быть организована по рельсовым нитям системы переездной сигнализации и блокировки железнодорожных переездов 3, с.31...35.
Таганрогским НИИ связи разрабатывается радиотехнический точечный датчик в 3-х сантиметровом диапазоне длин волн с диаграммой направленности СВЧ приемопередающих антенн около 20-40° и радиоканал оповещения водителей автотранспорта на ИМС с дальностью действия около 1 км.
Предлагаемое устройство, в отличие от прототипа, существенно повысит безопасность движения автотранспорта через неохраняемые железнодорожные переезды при сохранении приоритета движения железнодорожного транспорта и может быть выполнено на дискретных элементах или микромодулях, при этом его реализация не вызывает трудностей. Следовательно, функциональные возможности предлагаемого устройства значительно щире, чем у прототипа.
ИСТОЧНИКИ РШФОРМАЦИИ
1 в.и. Шелухин, О.И. Шелухин, Р.А. Косилов. Телевидение и радиолокация на железнодорожном транспорте. -М.: Транспорт, 1994.
2.Авторское свидетельство СССР №510 402, М. кл BG1L 29/00, 1976.
3.Н.К. Сологуб, А.Н. Шаманов. Безопасность движения поездов и маневров на железных дорогах (по материалам судебно-технических экспертиз). -М.: Транспорт, 1995.
4.Л.М Кононович. Современный радиовещательный приемник. - М.: Радио и связь, 1986.
5.В.В. Байлов, Г.Н. Орлов, Н.Ф. Рябко, И.М. Чекрыгина. Автоматизированная помехоустойчивая радиотехническая система охранной сигнализации. Сборник «Проблемы муниципального управления и современные технологии автоматизации объектов городской инфраструктуры (тезисы докладов на научно-практической конференции, посвященной 300-летнему юбилею г. Таганрога). -Таганрог, 1998.
6.Проектирование радиопередающих устройств СВЧ. Под ред. Г.М. Уткина. -М.: Сов, радио, 1979.
8 А.Л. Булычёв и др. Аналоговые интегральные микросхемы. Справочник. -Минск, Беларусь, 1994.
9.П.П. Воробьенко. Теория линейных электрических цепей. Сборник задач и упражнений. -М.: Радио и связь, 1989.
10.М.А. Чекулаев Сборник задач и упражнений по импульсной технике. -М.; Высшая школа, 1986.
П.В.Кучко. Мршиатюрные радиомодули для передачи цифровой информации. Журнал
«Радиолюбитель, 1996, №11. 12. Справочная книга радиолюбителя - конструктора.
Под ред. Н.И.Чистякова. -М.: Радио и связь, 1990