Пристрій розпізнавання типу транспортних одиниць залізничого составу

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности к устройствам распознавания транспортных единиц, и может быть использовано для считывания номеров вагонов, распознавания типов подвижных единиц, поосного счета вагонов и формирования сигналов запуска автоматических взвешивающи х устройств. Известны устройства [1], содержащие один и более путевых датчиков, логические схемы обработки сигналов этих датчиков и специальные блоки, предназначенные для распознавания типов подвижных единиц, поосного счета, а также считывания номеров транспортных единиц. Решающее влияние на качество работы этих систем оказывает надежность путевы х датчиков и достоверность их сигналов. Наиболее отвечающими требованиям надежности являются бесконечные датчики, но отсутствие специальных средств помехоподавления приводит к их ложным срабатываниям и снижению доверия к системам автоматики в целом. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для считывания номера железнодорожного транспортного средства [2], содержащее датчики, состоящие из оптических осветителей и фотоприемников, ключевые элементы, элементы совпадения, триггеры, элементы ИЛИ, регистры, счетчики, одновибратор, причем выход одного из триггеров подключен к одному и другому входам элементов И, а вы ход одного из счетчиков подключен к одному из входов элемента сравнения, а выход другого триггера соединен с входом третьего триггера. К недостаткам данного устройства можно отнести то, что уровень выходного сигнала датчика зависит как от стенки перекрытия светового потока элементами носителя информации, так и от степени прозрачности защитных стекол, или оптических систем осветителей и фотоприемников. Таким образом, в процессе эксплуатации требуется постоянная подстройка уровней срабатывания пороговых элементов и двухуровневого амплитудного детектора из-за меняющейся степени прозрачности (состояние атмосферы, загрязнение оптики и т.п.) оптических систем датчиков. Способ обработки сигнала не позволяет использовать оптический датчик в наиболее надежном режиме - состоянии глубокого насыщения или полной отсечки сигнала для обеспечения запаса на изменение прозрачности среды и оптических систем. Кроме того, способ требует широкой диаграммы направленности оптического датчика. Это ухудшает условия для точного определения размеров и расположения информационных элементов, например, колесных пар, для распознавания типа железнодорожных единиц, а также фиксации определенного положения железнодорожной единицы, например, для формирования команды на начало взвешивания в движении. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать устройство опознавания типа транспортных единиц железнодорожного состава путем введения новых элементов и связей, что обеспечит блокирование сигналов датчика транспортной единицы, вызванных случайными предметами, и вследствие этого повысится помехоустойчивость и достоверность работы устройства. Поставленная задача решена тем, что устройство опознавания типа транспортных единиц железнодорожных составов, содержащее установленный на участке считывания оптический датчик наличии транспортной единицы, выходом соединенный с одним входом ключевого элемента, триггеры, выход первого из которых соединен с одним входом второго, одновибратор, элементы И, один вход одного из которых подключен к инверсному вы ходу третьего триггера, прямым выходом соединенного с одним входом второго элемента И, первым входом соединенного с одним выходом первого счетчика, другой выход которого соединен с одним входом первого регистра, выход которого соединен с одним входом первого элемента сравнения, элемент ИЛИ, делитель частоты, элемент сброса, согласно изобретению дополнительно снабжено вторым делителем частоты, входом соединенного с выходом первого делителя частоты, генератором импульсов, соединенным с другим входом ключевого элемента, выход которого подключен к входу первого делителя частоты и первого счетчика, дифференцирующим элементом, выходом соединенным с выходам оптического датчика наличия транспортной единицы, соединенного с другим входом второго триггера и входом одновибратора, дополнительными счетчиками, одни входы которых соединены с выходом дифференцирующего элемента, подключенным к другим входам третьего триггера и первого счетчика, а другие входы - соответственно с выходом одного и другого делителей частоты, вторым элементом сравнения, один вход которого соединен с выходом второго счетчика и другим входом первого элемента сравнения, а второй вход - с вы ходом другого регистра, вторым элементом ИЛИ, один вход которого соединен с выходом одного, а другой вход - другого элемента И, причем выход одновибратора соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, причем первый вход элемента ИЛИ подключен к выходу второго триггера, второй вход - к выходу второго элемента И, а выход - к установочному входу первого и сбросовому входу второго регистра, входы записи которых подключены к выходу первого элемента И, а информационные входы - к выходам соответственно первого и третьего счетчиков, а третий и четвертый входы первого элемента И подключены соответственно к выходам первого и второго элементов сравнения, причем элемент сброса выходом соединен с входом первого триггера. При обработке сигналов датчиков железнодорожных единиц можно использовать тот факт, что скорость движения состава не может существенно измениться за время прохождения в зоне датчика одного межосевого промежутка (при подсчете осей) или одной транспортной единицы (при определении типа или номера транспортной единицы). Следовательно, длительность каждого последующего сигнала не может существенно отличаться от длительности предыдущего. Описанная выше структура устройства опознавания типа транспортных единиц железнодорожного состава позволяет повысить помехоустойчивость устройства за счет блокирования сигналов датчика транспортной единицы, вызванных случайными предметами (свисающей проволокой, ветошью и т.п.) длительность которых отличается от длительности полезных сигналов в меньшую или большую сторону более чем в два раза. Двойной запас по длительности дается для того чтобы исключить влияние конструктивных отклонений элементов транспортной единицы, формирующи х сигнал, а также возможного изменения скорости движения железнодорожного состава. Помехоподавление осуществляется автоматически на любой скорости из заданного диапазона допустимых скоростей движения транспортных единиц. Нижняя граница диапазона допустимых скоростей определяется скоростью, при которой происходит переполнение первого счетчика. Очевидно, что для расширения диапазона в сторону меньших скоростей достаточно увеличить емкость счетчика. Верхняя граница диапазона скоростей, как правило, определяется техническими требованиями к скорости движения железнодорожных составов на данном участке. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство опознавания типа транспортных единиц железнодорожного состава содержит элемент 1 сброса, через первый 2 и второй 3 триггеры соединенный с первым входом элемента ИЛИ 4, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 5, а выход с установочным входом первого регистра 6 и сбросовым входом второго регистра 7. Вход сброса второго триггера 3 соединен с оптическим датчиком 8 транспортной единицы. Кроме того, выход оптического датчика 8 наличия транспортной единицы соединен с управляющим входом ключевого элемента 9, входами дифференцирующего элемента 10 и одновибратора 11. Генератор 12 импульсов через ключевой элемент 9 последовательно соединен с первым 13 и вторым 14 делителями частоты. Информационные входы первого 15, второго 16 и третьего 17 счетчиков соединены соответственно с выходами ключевого элемента 9, первого 13 и второго 14 делителей частоты, а информационные выходы первого счетчика 15 - через первый регистр 6 - с первым входом первого элемента 18 сравнения, второго счётчика 16 - с вторыми входами первого 18 и второго 19 элементов сравнения, третьего счетчика 17 - через второй регистр 7 - с первым входом второго элемента 19 сравнения. Выход переполнения первого счетчика 15 соединен с третьим триггером 20, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И 5, а инверсный - с первым входом первого элемента И 21. Входы сброса третьего триггера 20 и счетчиков 15, 16, 17 соединены с выходом дифференцирующего элемента 10. Выходы элементов 18 и 19 сравнения соединены соответственно с третьим и четвертым входами первого элемента И 21, а выход одновибратора 11 - с его вторым входом и вторым входом второго элемента И 5. Выход первого элемента И 21 соединен с входами записи регистров 6 и 7 и первым входом второго элемента ИЛИ 22, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 5, а выход является выходом устройства. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии, когда нет железнодорожного состава, сигналы на выходах элемента 1 сброса иоптического датчика 8 наличия транспортной единицы отсутствуют. Триггеры 2 и 3 находятся в исходном состоянии. Ключевой элемент 9 закрыт. В счетчиках 15, 16, 17 и в регистрах 6 и 7 могут быть записаны произвольные числа. Сигнал на выходе устройства отсутствуе т, так как он формируется одновибратором 11 только по окончании выходного сигнала оптического датчика 8 наличия транспортной единицы. С приближением железнодорожного состава, по первой транспортной единице срабатывает элемент 1 сброса, выходной сигнал которого, сформированный триггером 2, взводит триггер 3. Выходной сигнал элемента 1 сброса, сформированный триггером 3, присутствует все время до окончания железнодорожного состава. Выходным сигналом триггера 3 через второй элемент ИЛИ 4 в первый регистре по входу установки записывается максимальное число, а во второй регистр 7 по сбросовому входу - нуль. При этом помехоподавление, до выдачи устройством первого сигнала, не осуществляется. По переднему фронту сигнала оптического датчика 8 наличия транспортной единицы, длительность которого определяется скоростью движения железнодорожного состава, сбрасывается второй триггер 3 и через дифференцирующий элемент 10 устанавливаются в исходное состояние счетчики 15, 16, 17 и третий триггер 20. На время действия сигнала оптического датчика 8 наличия транспортной единицы по управляющему входу открывается ключевой элемент 9, импульсы генератора 12 поступают на вход счетчика 15 и - через делители 13 и 14 - на входы счетчиков 16 и 17. По окончании сигнала оптического датчика 8 наличия транспортной единицы в счетчиках фиксируются числа, пропорциональные длительности этого сигнала. Причем число, зафиксированное в счетчике 15 в два раза больше, а в счетчике 17 - в два раза меньше, чем число, зафиксированное в счетчике 16. Кроме того, по спаду сигнала оптического датчика 8 наличия транспортной единицы, запускается одновибратор 11, выходной сигнал которого подается на второй вход первого элемента И 21. Разрешающие сигналы с уровнем логической единицы на третий и четвертый входы элемента И 21 поступают с вы ходов элементов 18 и 19 сравнения при условии, что число, зафиксированное в счетчике 16, меньше числа, записанного в регистре 6, и больше числа, записанного а регистре 7, а на первый вход - с инверсного выхода третьего триггера 20. Поскольку при прохождении первого сигнала оптического датчика наличия транспортной единицы помехоподавление не осуществляется, т.е. в регистре 6 записано максимальное число, а в регистре 7 нули, то при любом значении числа в счетчике 16 разрешающие сигналы на входах элемента И 21 присутствуют и выходной импульс одновибратора 11 через элемент И 21 и второй элемент ИЛИ 22 поступает на выход устройства. По спаду этого импульса с вы хода элемента И 21 числа, зафиксированные в счетчиках 15 и 17, записываются соответственно в регистры 6 и 7. При этом все последующие сигналы оптического датчика наличия транспортной единицы будут обрабатываться с помехоподавлением. С поступлением очередного сигнала от датчика 8 наличия транспортной единицы в счетчиках 15-17 зафиксируется новое значение чисел, пропорциональных длительности сигнала. Элементы сравнения выдадут разрешающие сигналы на входы элемента И 21 при условии (1) для элемента 18 и условии (2) для элемента 19: 2(Nі-1)>N;·(1) 0,5(Nі-1)