ПРОЖЕКТОР ЛОКОМОТИВА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
SEARCHLIGHT LOCOMOTIVE RAILWAY TRANSPORT

Изобретение относится к технике оптической связи, в частности к атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации передачи информации между локомотивом и внешними объектами.
Известно изобретение, относящееся к системам оптической связи, и может быть использовано в атмосферных линиях связи. Технический результат состоит в уменьшении зависимости энергетического потенциала оптической линии связи от изменений характерного размера поперечного сечения пучка оптического излучения (ОИ) передатчика, прошедшего через слой атмосферы. Для этого уменьшают расходимость оптического излучения передатчика в М раз, оценивают характерный размер пятна ОИ передатчика - D непосредственно в плоскости приема и применяют многоапертурную оптическую антенну приемника, состоящую из N приемных объективов, перемещаемых в зависимости от текущего значения D (Пат. РФ №2248099. Устройство оптической линии связи. Опубл. 25.04.2003).
Недостатком этого устройства является сложность конструкции и необходимость вводить элементы, которые необходимо перемещать механически, что негативно сказывается на надежности устройства.
Известно изобретение, относящееся к технике оптической связи, в частности к лазерным атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации канала связи между двумя абонентами или между абонентом и станцией абонентского доступа. Для этого устройство выполнено в виде внешнего и внутреннего блоков и соединенных между собой кабелем, внутри которого расположены световоды. Внешний блок выполнен во всепогодном исполнении, расположен в герметичном корпусе и содержит фокусирующую систему, а внутренний блок выполнен для комнатных условий, расположен в корпусе и в нем установлены интерфейс, источник оптического излучения и приемники оптического излучения (Пат. РФ №2306673. Приемо-передающее устройство оптической атмосферной линии связи. Опубл. 28.07.2005).
Недостатком подобного устройства является невысокая надежность системы по причине применения световодов.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является изобретение, относящееся к области оптической связи, в частности цифровой связи, осуществляемой в инфракрасном диапазоне оптического спектра. Способ включает формирование оптического сигнала на светодиоде передатчика посредством задания на нем импульса управляющего напряжения и направление сфокусированного оптического пучка на приемное устройство. Передачу информации осуществляют с использованием светодиода повышенной мощности, формируют оптический сигнал, при этом импульсы управляющего напряжения задают на светодиоде с глубиной модуляции, лежащей в пределах 25-95%, с формированием заданного тока "0" и обеспечивают ускоренное приведение светодиода в состояние "1" за счет установленной формы управляющих импульсов (Пат. РФ №2313180. Способ приема-передачи информации и устройство для приема-передачи информации. Опубл. 30.12.2005).
Недостатком этого устройства является сложность электрической схемы и ее низкая надежность, в частности, из-за применения пакета маломощных ключей для регулирования силового тока.
Целью изобретения является повышение уровня безопасности движения тягового подвижного состава железнодорожного транспорта.
Указанная цель достигается тем, что в прожектор локомотива железнодорожного транспорта введены модули световых излучателей, выполняющие функции передатчиков информации, использующих в качестве среды передачи информации открытый атмосферный канал, а на защитном стекле осветительного устройства устанавливается набор фотоприемников.
Сущность изобретения заключается в том, что устройство содержит блок управления, блок ручного управления, передающий модуль, инфракрасные фотоприемники. Прожектор имеет возможность подключаться к системе безопасности локомотива через разъемное соединение, получать информацию, передаваемую в системе безопасности, и самостоятельно отправлять в нее сигналы согласно принятому протоколу передачи данных. При этом инфракрасные фотоприемники установлены на защитном стекле прожектора локомотива железнодорожного транспорта, передающий модуль состоит из светодиодов видимого или инфракрасного спектра. Для формирования передаваемого сигнала используются модулятор и маломощные ключи, которые управляют малым током по сравнению с током в рабочих режимах, что приводит к изменению тока, следовательно, изменению светового потока. Для обработки принимаемого сигнала используются демодулятор, полосовой фильтр и интегрирующий усилитель с ограничителем.
На чертеже приведена схема работы прожектора локомотива железнодорожного транспорта.
1.1…1.N - передающие модули (где N≥1),
2.1…2.М - инфракрасные фотоприемники (где М≥1),
3 - защитное стекло прожектора локомотива,
4 - блок управления,
5 - блок ручного управления,
6 - блок питания,
7 - модулятор,
8 - демодулятор,
9 - полосовой фильтр,
10 - интегрирующий усилитель с ограничителем,
11.1…11.N - маломощный ключ (где N≥1),
12 - принимаемое излучение,
13 - линия передачи информации системы безопасности локомотива,
14 - излучение передающих модулей (световой поток).
Прожектор локомотива железнодорожного транспорта работает следующим образом:
Прожектор локомотива железнодорожного транспорта (далее прожектор) содержит передающие модули 1.1…1.N (где N≥1) на основе светодиодов видимого или инфракрасного спектра с узкой диаграммой направленности излучения, которые излучают световой поток 14 в определенном направлении, инфракрасные фотоприемники 2.1…2.М (где М≥1), расположенные на защитном стекле прожектора 3, блок управления 4, блок ручного управления 5, блок питания 6. Блок управления содержит модулятор 7, демодулятор 8, полосовой фильтр 9, интегрирующий усилитель с ограничителем 10. Блок питания 6 содержит маломощные ключи 11.1…11.N.
Блок ручного управления 5 позволяет управлять блоком питания 6 прожектора и переключать прожектор в рабочие режимы «тускло», «Ярко», «выключено», тем самым обеспечивая выполнения базовых требований норм безопасности к прожектору.
Блок управления 4 связан с системой безопасности локомотива 13 через разъемное соединение, он подключен к линии 13, по которой передаются сигналы системы безопасности, способен получать и передавать в линию 13 информацию согласно протоколу, принятому для данной линии. В случае необходимости передачи информации на внешнее принимающее устройство (вне локомотива), блок управления 4 создает управляющие сигналы на модуляторе 7, который создает пачки коротких импульсов
высокой частоты на маломощные ключи 11.1…11.N блока питания 6. Каждый ключ 11.1…11.N управляет своим передающим модулем 1.1…1.N, а именно частью тока через него. Таким образом, передаваемый сигнал формируется за счет изменения тока, протекающего через передающие модули 1.1…1.N. Изменение тока через передающие модули 1.1…1.N приводит к изменению их светового потока 14, что позволяет передавать информацию. При этом ток, которым управляет ключ 11.1…11.N, мал по сравнению с токами рабочих режимов модулей 1.1…1.N. Таким образом, ключ 11.1…11.N управляет относительно малой мощностью светового потока 14, а дополнительный световой поток 14, создаваемый при таком управлении модулями 1.1…1.N, получается недостаточным для ослепления встречной локомотивной бригады, но достаточным для передачи информации на принимающее устройство, а диаграмма направленности модулей 1.1…1.N выбирается таким образом, чтобы в рабочем режиме освещать необходимое для безопасности движения пространство и все возможные направления, в которых может быть расположено внешнее принимающее устройство. Таким образом, передача сигнала не нарушает безопасности движения локомотива.
Инфракрасные фотоприемники 2.1…2.М располагаются на защитном стекле прожектора. В световом потоке 14 передающих модулей 1.1…1.N практически не содержится спектра, к которому чувствительны фотоприемники 2.1…2.М, таким образом, паразитная засветка прожектора от собственной работы отсутствует. Фотоприемники 2.1…2.М получают сигнал 12 от внешнего передающего устройства и отправляют его на интегрирующий усилитель с ограничителем 10, который выделяет полезный сигнал из шума и приводит его к логическому уровню. После этого сигнал попадает на полосовой фильтр 9, который дополнительно отсекает от сигнала шум. После этого сигнал поступает на демодулятор 8, который выделяет огибающую сигнала. После этого блок управления 4 может передать в случае необходимости сигнал в линию 13, по которой передаются сигналы безопасности. Таким образом, создан дополнительный защищенный канал передачи информации, что повышает общую безопасность движения.
Вывод: исходя из вышесказанного, данное техническое решение повышает уровень безопасности движения тягового подвижного состава железнодорожного транспорта.