Система для создания базы данных железнодорожных объектов

 

Изобретение относится к измерительным системам и может быть использовано для создания электронной базы данных железнодорожных объектов и контроля положения подвижных железнодорожных составов. Система для создания базы данных железнодорожных объектов состоит из n навигационных спутников, контрольно-корректирующей станции и подвижного состава. В подвижном составе осуществляются запись радионавигационных параметров и запись изображения железнодорожных объектов и текущего времени на видеокассету. Одновременно на контрольно-корректирующей станции осуществляется запись радионавигационных параметров. При обработке данных производится коррекция измеренных на подвижном объекте радионавигационных параметров и при просмотре видеокассеты вводится код железнодорожных объектов. В памяти сохраняются код железнодорожных объектов и географические координаты этих объектов. Технический результат: определение местоположения в путевых координатах. 3 ил.

Изобретение относится к измерительным системам и может быть использовано для создания электронной базы данных железнодорожных объектов и контроля положения подвижных железнодорожных составов.

Известна система контроля положения подвижных объектов, например подвижного железнодорожного состава, в которой вдоль пути следования подвижного объекта развернута линия индуктивной радиосвязи, имеющая N (где N>3) проводников с периодом повторения Р, расположенных со сдвигом P/N. На каждый проводник подают N-фазный электрический ток с прямой или обратной последовательностью фаз. Две транспортные антенны подвижного объекта, расположенные на некотором расстоянии друг от друга вдоль линии радиосвязи, принимают от нее сигналы. По сдвигу фаз принимаемых сигналов определяют положение объекта. В системе линия радиосвязи разделена на небольшие интервалы, соответствующие интервалам, на которые разделен весь путь следования объекта. На каждом интервале периоды повторения отличаются [1].

Недостатком системы является недостаточная точность определения местоположения подвижного состава.

Известна система контроля положения подвижного железнодорожного состава, содержащая n навигационных спутников, контрольно-корректирующую станцию, состоящую из последовательно соединенных приемной антенны, навигационного приемника, вычислителя поправок, модулятора, передатчика и передающей антенны, вычислителя параметра, соединенного со вторым входом вычислителя поправок, подвижной состав, состоящий из последовательно соединенных первой приемной антенны, навигационного приемника и корректора параметра, выход которого соединен с информационным входом навигационного приемника, последовательно соединенных второй приемной антенны, приемника и демодулятора, выход которого соединен со вторым входом корректора параметра, последовательного соединенных корректора скорости, вычислителя пути и вычислителя местоположения, датчика скорости, выход которого соединен с первым входом корректора скорости, блок памяти, выход которого соединен с вторым входом вычислителя местоположения, второй выход навигационного приемника соединен со вторым входом корректора скорости, третий выход навигационного приемника соединен со вторым входом вычислителя пути [2].

Данная система обеспечивает определение координат и скорости движения состава в широкой зоне действия с высокой точностью.

Однако недостатком данной системы является отсутствие возможности определения местоположения железнодорожного состава и железнодорожных объектов в путевых координатах.

В основу изобретения положена задача создания системы, позволяющей с высокой точностью определить местоположение железнодорожных объектов и подвижного состава в путевых координатах.

Поставленная задача решается тем, что в системе для создания базы данных железнодорожных объектов, содержащей n навигационных спутников, контрольно-корректирующую станцию, состоящую из последовательно соединенных приемной антенны, навигационного приемника и вычислителя поправок, вычислителя параметра, выход которого соединен со вторым входом вычислителя поправок, и подвижной состав, состоящий из последовательно соединенных приемной антенны, навигационного приемника и корректора скорости, вторым входом соединенного с датчиком скорости, вычислителя, первый вход которого соединен со вторым выходом навигационного приемника, а второй вход - с выходом корректора скорости, согласно изобретению, в контрольно-корректирующую станцию введены последовательно соединенные видеомагнитофон, блок сопряжения, блок обработки и блок ввода-вывода, первый выход которого соединен с входом вычислителя параметра, а второй выход - с вторым входом блока обработки, монитор, соединенный с вторым выходом видеомагнитофона, блок памяти, вход которого соединен с выходом вычислителя поправок, а выход - с третьим входом блока обработки, в подвижной состав введены последовательно соединенные видеокамера, смеситель видеосигнала и видеомагнитофон, блок памяти и блок вывода данных, вход которого соединен с выходом блока памяти, чей вход соединен с выходом вычислителя, при этом третий выход навигационного приемника соединен со вторым входом смесителя видеосигнала.

Преимущество предлагаемого технического решения заключается в повышении точности определения местоположения железнодорожных объектов, в автоматизации создания электронной базы данных, что позволяет определять местоположения подвижного состава в путевых координатах.

Изобретение поясняется чертежами, на которых: на фиг.1 представлена структурная схема заявляемой системы; на фиг.2 - схема варианта вычислителя; на фиг.3 - блок-схема алгоритма его работы.

Система содержит n навигационных спутников 1₁-1_n, контрольно-корректирующую станцию 2, состоящую из последовательно соединенных приемной антенны 3, навигационного приемника 4, вычислителя поправок 5, блока памяти 6 и блока обработки 7, ко второму входу которого через блок сопряжения 8 подключен видеомагнитофон 9, вторым выходом соединенный с монитором 10, выход блока обработки 7 является входом блока ввода-вывода 11, один из выходов которого соединен с 3-им входом блока обработки 7, а другой выход - с входом вычислителя параметра 12, выход которого является вторым входом вычислителя поправок 5, подвижной состав 13, состоящий из последовательно соединенной приемной антенны 14, навигационного приемника 15 и корректора скорости 16, ко второму входу которого подключен датчик скорости 17, второй выход навигационного приемника 15 является одним из входов вычислителя 18, второй вход которого соединен с выходом корректора скорости 16, а выход - с блоком памяти 19, чей выход является входом блока вывода данных 20, третий выход навигационного приемника 15 соединен со смесителем видеосигнала 21, соединенного своим вторым входом с видеокамерой 22, а выходом с видеомагнитофоном 23.

Работает система следующим образом.

На подвижном составе 13 (фиг.1) производится съемка железнодорожных объектов на видеокамеру 22, одновременно текущее время, поступающее с навигационного приемника 15 в цифровом виде, через смеситель видеосигнала 21 записывается на видеокассету в видеомагнитофоне 23 совместно с изображением железнодорожных объектов. Антенна 14 принимает сигналы от навигационных спутников 1₁-1_n, которые обрабатываются в навигационном приемнике 15. Со второго выхода навигационного приемника 15 на вычислитель 18 поступает информация о времени приема навигационных сигналов, измеренных дальностях до соответствующих спутников и номерах этих спутников, которая записывается в блок памяти 19.

С выхода датчика скорости 17, который фиксирует скорость движения V₁ локомотива по числу оборотов колесной пары, сигнал поступает на первый вход корректора скорости 16. На второй вход корректора скорости 16 поступают данные о скорости движения состава V₂ на основании измерения информационных параметров в навигационном приемнике 15. В корректоре скорости 16 определяется погрешность измерения скорости датчиком 17, т.е. V = V₁-V₂, величина которой используется затем в корректоре скорости 16 для уточнений скорости движения состава V_c при отсутствии приема сигналов от навигационных спутников 1₁-1_n, например, в тоннелях, т.е. V_c = V₁-V. С выхода корректора скорости 16 информация о скорости V_c поступает на один из входов вычислителя 18. На второй вход вычислителя 18 поступают данные о текущем времени t от навигационного приемника 15, информация о моменте времени t_c, когда нарушается прием сигналов от навигационных спутников 1₁-1_n, например въезд железнодорожного состава в тоннель, а также данные о координатах подвижного состава 13. В вычислителе 18 по данным о скорости подвижного состава 13 (V_c) от блока 16 и данным о текущем времени от блока 15 определяется пройденный путь от момента времени t_c по формуле П=V₀(t-t_c).

Данные о пройденном пути, номера спутников, дальности R_i до соответствующих спутников и текущее время с вычислителя 18 поступают в блок памяти 19.

По окончании работы данные из блока памяти 19 переписываются с помощью блока вывода данных 20 в переносной хранитель информации, например дискету. Дискета с информацией и видеокассета из видеомагнитофона 23 с изображением железнодорожных объектов и временем съемки поступают на контрольно-корректирующую станцию 2.

На контрольно-корректирующей станции 2 (фиг.1) антенной 3 принимаются сигналы от навигационных спутников 1₁-1_n, например, системы ГЛОНАСС, которые обрабатываются в навигационном приемнике 4. С выхода навигационного приемника 4 сигналы, в которых содержатся информация о времени измерения радионавигационных параметров и измеренные дальности до соответствующих спутников 1₁-1_n (R₁, R₂,...,R_n), поступают на вычислитель поправок 5. С выхода вычислителя параметра 12 в вычислитель поправок 5 вводится информация об эталонных дальностях R'_l, R'₂, ...,R'_n (до соответствующих спутников 1₁-1_n), которые определяются в вычислителе параметра 12 по известным координатам контрольно-корректирующей станции 2, вводимым с блока ввода-вывода 11. В вычислителе поправок 5 осуществляется вычисление разности между измеренной дальностью и расчетной геометрической дальностью: В блоке памяти 6 сохраняются время измерения, номер спутника и поправка к измеренной дальности R_i. С блока ввода-вывода 11 в блок обработки 7 поступает информация о времени измерения, измеренных дальностях, полученных на подвижном составе 13. При воспроизведении видеокассеты на видеомагнитофоне 9 через блок сопряжения 8 считывается информация о времени видеозаписи в блок обработки 7, а на мониторе 10 производится воспроизведение видеозаписи. При прохождении соответствующего объекта на блоке ввода-вывода 11 фиксируется момент прохождения объекта и вводится его идентификатор (например, переезд, светофор и т.д.). В блок обработки 7 записываются идентификатор железнодорожного объекта и время прохождения подвижным составом 13 этого объекта. С учетом поправок R_i и времени прохождения железнодорожного объекта, поступающих с блока памяти 6, в блоке обработки 7 для соответствующих номеров спутников производятся корректировка дальностей , измеренных на подвижном составе 13 , и пересчет координат железнодорожного объекта по новым дальностям Идентификатор объекта и его географические координаты записываются в блок ввода-вывода 11.

Алгоритмы расчета местоположения контрольно-корректирующей станции 2 и подвижного состава 13 по данным, полученным от навигационных спутников 1₁-1_n, приведены, например, на с.46, 220 [3], на с.62 [4]. Алгоритмы расчета местоположения подвижного состава 13 с высокой точностью на основании информации, полученной на контрольно-корректирующей станции 2, приведены, например, на с.285-288 [3]. Алгоритмы расчета скорости движения подвижного состава 13 приведены на с.223, 235 [3].

Вычислитель поправок 5, блок обработки 7, корректор скорости 16, вычислитель 18 могут быть реализованы как на элементах "жесткой" (непрограммируемой) логики, так и на основе микропроцессора по типовой структурной схеме, описанной, например, на с.38 [5].

Структурная схема варианта построения блоков 5, 7, 16, 18 приведена на фиг. 2, где показано, например, подключение блоков 15, 16 и 19 к блоку 18. Дешифратор 24 обеспечивает выбор постоянного 25 или оперативного 26 запоминающего устройства, в которых хранятся программа, константы или текущая информация соответственно. Микропроцессорный модуль 27 выполняет обработку и обмен информацией в соответствии с блок-схемой (фиг.3) и связан с блоками 24-26 шиной адреса (ША), а с блоками 25 и 26 информационной шиной данных (ШД), а также имеет управляющий выход "чтение" для управления постоянным 25 и оперативным 26 запоминающими устройствами (ЗУ) и выход "запись" для управления ОЗУ 26. Для ввода информации в блок памяти 19 используются шина данных (ШД), шина адреса (ША), сигнал "запись" и управляющий выход с дешифратора адреса (ДШ) 24. Вход "запрос прерывания" используется для ввода информации по шине данных в блок 18 из блока 16, вход "ввод" - для ввода информации в блок 18 из блока 15.

При реализации блоков 5, 7, 16, 18 на базе микропроцессора К1810 микропроцессорный модуль 27 состоит из шести интегральных микросхем - центрального процессора К1810ВМ88, тактового генератора К1810ГФ84, двух регистров К1810ИР82, шинного формирователя К1810ВА86 и дешифратора К1533ИД3.

Навигационные приемники 4, 15 могут быть выполнены в соответствии с рис. 1.14 [7], рис.38 [4], рис.9.5 [3], рис.14.6, 14.7, 14.8 [8].

Смеситель видеосигнала может быть выполнен на микросхеме STV5730A.

Таким образом, изобретение обеспечивает создание электронной базы данных железнодорожных объектов с повышенной точностью и определение местоположения железнодорожного состава, железнодорожных объектов в путевых координатах.

Литература 1. Заявка Японии 62-44226.

2. Патент РФ 2139215 Система контроля положения подвижного железнодорожного состава. Опубл. 1999, Бюл. 28.

3. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. /Под. ред. B.C. Шебшаевича, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь, 1993.

4. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. /Под. ред. B.C. Шебшаевича. М.: Транспорт, 1988.

5. Микропроцессорный комплект К1810. Структура, программирование, применение: Справочная книга. /Под ред. Ю.М. Казаринова. М.: Высшая школа, 1990.

6. Проектирование импульсных и цифровых устройств радиотехнических систем. /Под ред. Ю.М. Казаринова. М.: Высшая школа, 1985.

7. Цифровые радиоприемные системы. /Под ред. Жодзишского. М.: Радио и связь, 1990.

8. Радиотехнические системы. /Под ред. Ю.М. Казаринова, М.: Высшая школа, 1990.

Формула изобретения

Система для создания базы данных железнодорожных объектов, содержащая n навигационных спутников, контрольно-корректирующую станцию, состоящую из последовательно соединенных приемной антенны, навигационного приемника и вычислителя поправок, вычислителя параметра, выход которого соединен со вторым входом вычислителя поправок, и подвижной состав, состоящий из последовательно соединенных приемной антенны, навигационного приемника и корректора скорости, вторым входом соединенного с датчиком скорости, вычислителя, первый вход которого соединен со вторым выходом навигационного приемника, а второй вход - с выходом корректора скорости, отличающаяся тем, что в контрольно-корректирующую станцию введены последовательно соединенные видеомагнитофон, блок сопряжения, блок обработки и блок ввода-вывода, первый выход которого соединен с входом вычислителя параметра, а второй выход - с вторым входом блока обработки, монитор, соединенный с вторым выходом видеомагнитофона, блок памяти, вход которого соединен с выходом вычислителя поправок, а выход - с третьим входом блока обработки, в подвижной состав введены последовательно соединенные видеокамера, смеситель видеосигнала и видеомагнитофон, блок памяти и блок вывода данных, вход которого соединен с выходом блока памяти, чей вход соединен с выходом вычислителя, при этом третий выход навигационного приемника соединен со вторым входом смесителя видеосигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3