способ считывания информации с радиочастотной метки колесной пары и система, реализующая данный способ

Формула изобретения

1. Способ считывания информации с радиочастотной метки колесной пары, при котором устройство считывания информации с подвижных объектов железнодорожных составов, содержащее неподвижное считывающее устройство и соединенное с линией связи, считывает информацию с радиочастотных меток, размещенных на корпусе локомотива, платформы, вагона и колесных парах и которые для съема информации разнесены в пространстве, отличающийся тем, что считывание информации с радиочастотных меток, размещенных на корпусе локомотива, платформы, вагона осуществляется первой антенной, вектор поляризации которой совпадает с векторами поляризации антенн радиочастотных меток, размещенных на корпусе локомотива, платформы, вагона, а для считывания информации с радиочастотных меток, установленных на колесных парах, используется вторая антенна, расположенная ниже уровня верха головки рельса и при этом плоскости второй антенны считывателя и антенны радиочастотной метки, установленной на колесных парах, располагаются параллельно друг другу и их вектор поляризации одинаков и расположен перпендикулярно плоскости первой антенны считывателя.

2. Система считывания информации с радиочастотной метки колесной пары, состоящая из множества радиочастотных меток, установленных на корпусе локомотива, платформы, вагона, колесных парах и которые для съема информации разнесены в пространстве, и неподвижного считывателя для считывания информации с подвижных объектов железнодорожных составов, содержащий датчик фиксации прохождения осей, первую антенну, первый блок обработки сигнала и блок управления, соединенный через модем с линией связи, отличающаяся тем, что в считыватель вводятся вторая антенна, первый и второй циркуляторы, первый и второй приемники, передатчик и второй блок обработки, причем первая антенна подключается к двунаправленному выводу первого циркулятора, выход которого соединен с первым входом первого приемника, второй вход которого соединен с первым выходом передатчика, а выход соединен со входом первого блока обработки сигнала, выход которого в свою очередь соединен с первым входом блока управления, первый выход которого соединен через модем с линией связи, при этом вторая антенна соединена с двунаправленным выводом второго циркулятора, выход которого соединен с первым входом второго приемника, второй вход которого соединен со вторым выходом передатчика, а выход соединен со входом второго блока обработки сигнала, выход которого в свою очередь соединен со вторым входом блока управления, третий вход которого соединен с выходом датчика фиксации прохождения осей, а второй выход со входом передатчика, третий выход которого соединен со входами первого и второго циркуляторов, при этом считывание информации с радиочастотных меток, размещенных на локомотиве, платформе, вагоне осуществляется первой антенной, вектор поляризации которой совпадает с векторами поляризации антенн радиочастотных меток, установленных на корпусе локомотива, платформы, вагона, а для считывания радиочастотных меток, установленных на колесных парах, используется вторая антенна, расположенная ниже уровня верха головки рельса и при этом плоскости второй антенны считывателя и антенн радиочастотных меток, расположенных на буксах колесных пар, располагаются параллельно друг другу и их вектор поляризации одинаков и расположен перпендикулярно плоскости первой антенны.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области управления железнодорожным транспортом и может быть использовано для получения информации с подвижных объектов железнодорожного транспорта, оснащенных множеством датчиков (ответчиков) и облучаемых немодулированными сигналами, например, как в системе автоматической идентификации (САИ) «Пальма».

Известна система идентификации, содержащая устройство опроса и множество ответчиков, причем устройство опроса включает в себя средство передачи сигнала опроса к ответчикам [Патент РФ 2126165, МПК⁶ G01S 13/75, опубл. 1999.02.10].

Недостатком данного изобретения является невозможность работы с ответчиками, в которых не предусмотрена обработка запросов, поступающих с устройства опроса. Например, [«Система автоматической идентификации подвижного состава //Вестник ВНИИЖТ, 2003, №1, http://www.css?rnd=CJS4YDBMAIELKOHYLERKDYYN-mps.ru/vestnik-vniizht/v2003-1/v1-s2.htm].

Наиболее близким является способ, по которому неподвижное устройство считывания информации с подвижных объектов железнодорожных составов соединено с линией связи и считывает множество пассивных радиочастотных меток, размещенных на шасси подвижного состава: локомотивах, платформах, вагонах, дверях и колесных парах [Патент РФ 2191127, МПК ⁷ B61L 25/02, опубл. 2002.10.20].

Недостатком настоящего изобретения является низкая достоверность считывания информации из-за близости зон расположения радиочастотных меток, расположенных на подвижном составе, и радиочастотных меток, расположенных на колесных парах железнодорожного транспортного средства.

Задачей изобретения является повышение достоверности идентификации радиочастотных меток, расположенных на колесных парах железнодорожных транспортных средств, при наличии в системе идентификации с немодулированным облучением радиочастотных меток, размещенных на локомотиве, платформе, вагоне.

Указанный технический результат достигается использованием в системе второй приемопередающей антенны, устанавливаемой около рельсов ниже уровня верха головок рельсов, и при этом плоскости второй приемопередающей антенны считывателя и антенн радиочастотных меток, установленных на буксах колесных пар, располагаются горизонтально и параллельно друг другу и их вектор поляризации одинаков и расположен перпендикулярно плоскости первой приемопередающей антенны.

На фиг.1 показана схема возможного расположения радиочастотных меток.

На фиг.2 показана структурная схема считывателя системы.

На фиг.3 показаны диаграммы направленности антенн системы.

На корпусе 1 локомотива, платформы, вагона (фиг.1) устанавливаются радиочастотные метки 2, на колесных парах - радиочастотные метки 3.

На фиг.2 показана блок-схема считывателя. Антенна 4 подключается к двунаправленному выводу первого циркулятора 5, выход которого соединен с первым входом первого приемника 6. Выход первого приемника 6 соединен со входом первого блока 7 обработки сигнала, выход которого в свою очередь соединен с первым входом блока 8 управления. Вторая антенна 9 подключается к двунаправленному выводу второго циркулятора 10, выход которого соединен с первым входом второго приемника 11. Выход второго приемника 11 соединен со входом второго блока 12 обработки сигнала, выход которого в свою очередь соединен со вторым входом блока 8 управления. Вход первого циркулятора 5 и вход второго циркулятора 10 соединены между собой и с выходом передатчика 13 немодулированной частоты. Второй и третий выход передатчика 13 соединены соответственно со вторым входом первого приемника 6 и со вторым входом второго приемника 11. Вход передатчика 13 соединен с первым выходом блока 8 управления. Третий вход блока 8 управления соединен с выходом датчика 14 фиксации прохождения осей (ДФПО), выполняющим функцию устройства включения. Второй выход блока 8 управления соединен со входом модема 15.

Радиочастотные метки 2 и 3 содержат антенну, которая формирует каплевидную диаграмму направленности в одной полусфере. Радиочастотные метки 2 и 3 могут быть выполнены, например, по патенту РФ 2222030.

В целях обеспечения требований безопасности на железнодорожном транспорте антенна считывателя, обеспечивающая считывание информации с радиочастотной метки, располагается ниже уровня верха головки рельса.

Способ, а следовательно работа системы, заключается в следующем.

Радиочастотные метки 2 крепятся на корпус 1 локомотива, платформы, вагона таким образом, чтобы плоскости антенны радиочастотной метки 2 и первой антенны 4 считывателя были параллельны боковой стенке корпуса локомотива, платформы, вагона 1, а их диаграммы направленности направлены друг к другу и вектор их поляризации совпадал.

Радиочастотные метки 3 крепятся на буксе колесной пары таким образом, чтобы плоскость антенны радиочастотной метки 3 была параллельна поверхности земли и ее диаграмма направленности была направлена вниз. Вектор поляризации антенн радиочастотной метки 3 и антенны 9 считывателя расположен перпендикулярно плоскости поверхности антенны 4. В этом случае не будет перекрестной засветки приемников и антенн радиочастотных меток.

Когда корпус 1 локомотива, платформы, вагона попадает в зону считывания первой 4 и второй 9 антенн, ДФПО 14 вырабатывает сигнал, по которому блок 8 управления запускает передатчик 13. Мощный немодулированный сигнал с передатчика 13 поступает через первый 5 и второй 10 циркуляторы на антенны 4 и 9. Мощность излучения и частотный диапазон зависит от нормативных документов. Мощность может лежать в пределах 0,5...10,0 Вт, частоты - 400...2500 МГц и выше.

Первая 4 и вторая 9 антенны имеют ширину диаграммы направленности в обеих плоскостях такую, чтобы обеспечить попадание не более одной радиочастотной метки 2 и 3 соответственно.

Отраженные от радиочастотных меток 2 и 3 амплитудно-модулированные сигналы поступают на первую 4 и второю 9 антенны соответственно, после чего через первый 5 и второй 10 циркуляторы на первые входы первого и второго приемников 6 и 11 соответственно. За счет разнонаправленных векторов поляризации и узких диаграмм направленности антенн 4 и 9 не происходит перекрестной засветки приемников.

Приемники 6 и 11 могут быть выполнены, например, по [Справочник по радиолокации. Пер. с англ. (в четырех томах), Т.3, под ред. А.С.Винницкого. - М.; Сов. радио, 1978, с.255]. Для улучшения обработки отраженного сигнала за счет уменьшения влияния паразитных сигналов используется сигнал с передатчика 13 на вторые входы приемников 6 и 11. После выделения полезных сигналов в приемниках 6 и 11 сигналы с них поступают на входы блоков 7 и 12 обработки сигнала соответственно, с выхода которых обработанная информация поступает на входы блока 8 управления, с которого и поступает в модем для передачи в сеть.

ДФПО может быть выполнено по описанию [патент РФ 2191127].

Антенна 4 крепится на безопасном расстоянии на любой столб или шкаф таким образом, чтобы плоскость антенны была параллельна боковой стене вагона.

Вторая антенна 9 крепится на шпалы таким образом, чтобы верхняя точка антенны 9 была ниже верхнего уровня рельс и ее плоскость была параллельна поверхности земли.

Антенны 4 и 9 представляют собой антенны, выполненные по любой известной технологии, например в виде полуволновых или микрополосковых антенн с отражателем. Из-за несовпадения поляризаций антенны 4 и антенны 9 они могу располагаться в непосредственной близости друг от друга и от устройства считывания.

В качестве модема может использоваться любой модем, обеспечивающий связь, например RS-232.

Таким образом, изобретение во взаимосвязи совокупности его признаков повышает достоверность считывания информации с приемоответчиков, расположенных как на корпусе вагона, так и на колесных парах.