Способ контроля местоположения транспортных средств

сООз сООетскихсОциАлистическРЕСГ 1 ЧБЛИК В С 17/00, 21/ 55 пАтентн ЙБРЕТЕ б ространения э тоде повторения выбирается ра леня информа спортных сре ть центра упр жением ным иио в тв, леи номер трэн е я и н Фор)лац ых средств. рно не известналедует брать лафачение - (Рчт л к иак У СБИДЕТЕЛЬС ПЗУ) 4955134/24 ) 26.06,91 ) 30.08,93 Бюл, И. 32 ) Ленинградский научно-исследавательий радиотехнический институт ) 1 О,П.Васильев и Г,Г,Трофимов ) Патент США 1 ч. 4651157, кл,342 - 457, уб,1987,Заявка Франции А 1 11. 2623911, кл. 6 01 5/02, 1987,Патент США Ь 4435711, кл,313-389, 84. ) СПОСОБ КОНТРОЛЯ МЕСТОПОЛОЖЕИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Г) Изобретение относится к радионавигаи и может найти применение при управнии транспортными средствами. Целью обретения является повышение пропускй способности центра уп ра вл ения. Спотроля местаположеии Изобретение относится к радионавига и и может найти применение при управ нии транспортными средствами,Время ожидания ответного сообщения центре управления составитТох=2 Тцтй +ТЗ+Тсл Тцт= Рцт /Со, (1) е Тц - время распространения сигнала жду центром управления и транспортным едством с запрашиваемым номером, Тз - длительность сигнала запроса; Тм - длительность сигнала, содержагцеинформацию о местоположении трансртного средства,Рцт - расстояние между центром у равния и транспортным средством с зпра иваемым номером,транспортных средств основан на измерении транспортными средствами своего местоположения. преобразовании его в радиосигнал и передаче в центр управления, приегле в центре управления данных о мес гаполажении каждого транспортно) о средства в течение заданного интервала времени ожидания и отображении полученной информации в центре управления, дополнительно на каждом транспортном средстве радиосигнал о местоположении задерживают на величину, определяемую фазовыгл сдвигом относительно шкалы времени центра управления, номером транспортного средства и взаимным положением последнего и центра управления, при этом прием радиосигналов в центре управления производится в момент времени, определяемый номерам ранспортнога средства, 12 ил,Со - скорость расп ромагнитной волны. При заданном пери лы времени, который заданному темпу обнов местоположении тран пропускная спасобнас ния определяется выра Ноак =- Т/1 ож,где Нчк - максимальны нага средства,Т - перад обнавл налажени транспоргн Велична Рц эприа этому в качестве нее с мал; но возможное з1837343 Фиг Фс Йал д 9 Йюадктор С. Кулаков Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аз 2868 ВНИИП Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагари Ющк ФГ бык Ы 8 ю; б 4 дюбУ 8 ы;Ю Рю,И Составитель Н. ЛысенкоТехред М.Моргентал Корректор Е. Падальность действия линии радиосвязи между центром и транспортным средством или дальность действия системы управления; реализу Ощей данный способ. Обычно велиЧИНа (Тз+Тм) 2 ТцтмакТ.Е. бОЛЬШУЮ ЧаСтЬ времени ожидания в центре управления при приеме составляет время распространения запросного и ответного сигналов,На фиг,1 а приведена диаграмма шкалы времени центра управления с периодом повторения, равным Т. Этот период повторения равномерно разбит на участки протяженностью Тм, каждый из которых отведен под прием сигнала о местоположениитранспортного средства с определеннымномером (обозначено цифрой в начале интервала Тм), На фиг,1,б приведена диаграмма для транспортного средства с номеромс начальным фазовым сдвигом Фнач; Нафиг,5 - 8 - устройства системы контроля в 5 10 20 центре управления местоположения транспортных средств. Необходимые временныедиаграммы изобракены на фиг.9 - .2.Устройство содержит в центре управления формирователь шкалы времени 1, синхронизатор 2, устройство отображения 3,радиоприемное устройство (РГУ) 4, на какдом ТС; - транспортном средстве с номером- формирователь 5 шкалы времени, синхронизатор 6, радиопередаощее устройство 307, блок для определения местоположения 8,устройство вычислительное 9, стандарт частоты 10, делитель частоты 11, счетчик 12,дешифратор 13, электронную вычислительнуо машину 14, устройство индикации 15, 35приемник 16, декодер 17, формирователь18, - триггер 19, элемент И 20, счетчик 21,формирователь 22, стандарт частоты 23, делитель частоты 24, счетчик 25, дешифратор26, формирователь 27, элемент сравнения 4028, кодер 29, передатчик ЗО, ЗВМ 31, регистры 32 - 34, блок 35 для определения местоположения, паласовые фильтры 36, 37, 38,детекторы 39, 40, 41. сдвигающий регистр42; триггер 43, элемент И 44, триггер 45, 45элементы. задержки 46, 47, 48, триггер 49,элемент равнозначности 50, элемент 51,счетчик 52, элементы равнозначности 53,формирователь 54, триггер 55, элемент И 56,счетчик 57, дешифратор 58, элемент И 59, 50сдвигающий регистр 60, элемент И 61, формирователь 62, генератор 63, триггер 64,элементы И 65, 66, генераторы 67, 68 и элемент ИЛИ 69,Для реализации способа необходимо 55обеспечить выполнение следующих операций на центре управления:. - формирование шкалы времени,- прием данных 0 местоположениитранспортных средств, т. ух, Таким обр портными сре ются раздел Х) -1- (Уц + У )2/Со. (4)зом, и передаваемые транс ствами сообщения оказыва еннь 1 ми во времени, что- отображение полученной информации,- перебор всех номеров транспортных средств от =1 до = Нмак и повторение всего процесса работы начиная с =1 с периодом Т=Нмак Тм, на транспортном средстве используется следующая последовательность операций:- измеряется свое местоположение (Хт) создается шкала времени с известным фазовым сдвигом (Фяач) относительно шкалы времени центра управления, местоположения транспортного средства и в момент времени (Тз или Тз ) соответствующий своему фазовому сдвигу, номеру транспортного средства и взаимному положению последнего и центра управления.Структура первой возможной системы контроля в центре управления местоположения транспортных средств, реализующей способ, приведена на фиг.З. Формирователь 1 служйт для создания шкалы времени центра управления. Синхронизатор 2 осуществляет перебор значений , Радиоприемное устройство 4 принимает сообщения от всех транспортных средств. Назначение формирователя 5 аналогично формирователю 1, Синхронизатор 6 формирует сигнал запуска радиопередающего устройства. Вычислительное устройство 9 производит расчет момента запуска РИДУ 7 и преобразует (при необходимости) измеренные блоком 8 координаты местоположения транспортного средства из одной системы координат в более удобную для дальнейшей обработки(например, гипербологические в прямоугольные),Работает система следующим образом, Если на транспортном средстве с номеромпроизвести передачу сигнала о своем местоположении в момент времени относительно начала своей шкалы времени с задержкой, равнойТз=( 1)Тм-Флач-Тцть (3) то этот сигнал поступит в центр управления на интервале времени от моментадо момента +1 на фиг,1,а. Если выражение (3) отрицательно, то излучение сигнала проводится с задержкой Тз=Т+Тзь Величина же Тцт определяется координатами центра управления (например, прямоугольными Хц, :уц, которые известны априорно) и измеренными на транспортном средстве с номеромсобственными координатами (Хт) по известным выражениям (4)и Т. вреф рст ипеуптотенако ооббрвиср дютреус рот еогаст иет яуд б нои с Щ К с д Щ т к с т о в (3 к С Р И 1 Р х Р и с д м Р ка ф си ср ф зволяет сократить То еще на величину т 1До начала работы транспортного сред - ва производят измерение соатоетст 11 ую ми приборами величины Ф 51 1, з 1131111 е 5 торой заносят в память устройст 113 5, Пое этого транспортное средство начи 13 ет ижение по маршруту. При зтам ЕМ 8 осуствляет измерение местаположеня анспортного средства, сигнал о величине 10 торого поступает для обработки в устройва 9. На основании известного номера анспортного средства, известных априно величин Ти, Ф 11 ч 1 и коардинаг местоложения УВ 9 производит расчет 15 личины Тз 1 в соответствии с выраженилми и (4). Формирователь 5 формирует высотабильный опорный сигнал с периодом Г нхронизатор 6 производит счет числа пеодов То от начала шкалы времени транс ртного средства. Когда от начала шкалы емени транспортного средства пройдет тервал Тэ, (соответствует сигналу на вгом входе синхронизатора 6, на выходе синонизатора 6 возникнет сип 1 ал запуска 25 иопередающего устройства 7, Б последм сигнал местоположения транспортного дства от вычислительного устройства коруется необходимым для обеспечения похоустойчивости образом и излучается на 30 иочастоте, Процесс запуска передатчиповторяется с периодам обновления 11- рмации Т. Таким образом, излучение нала о местоположении транспортного дства осуществляется в соответствии с 35 г.1,б.Формирователь 1 формирует шкалу мени центра управления аналогична мирователю 5. Сигнал с его выхода поает на синхронизатор 2 для счета числа 40 иодов от начала шкалы времени це 11 тра авления. Сигнал на выходе синхранизаа 2 представляет собой кад номера инвала времени протяже 11 ностью Т 1 от ала шкалы времени центра управления, 45Рый повторяется с периодом Т. Таким азам, на первом входе устройства отажения 3 существует сигнал в соответстс фиг.1,а, Сигналы от транспортных ств фильтруются от помех и декодиру я соответствующим образом в радиопеатчике 4. Следовательно, на входах айства отображения 3 синхронно (в сотствии с фиг,1) изменяется информация мере транспортного средства и его ме оложении, Эга информация используустрайствам 3 для отображения внай для оператора форме.Реализация компонентов рассмотрен- системы для специалистов в данной аблас 1 и техники не состав 11 т затруднен 11 й., сбл 11 н 11 Я по 11 ь 11111 ия реализации предло;ке 1111 ага способа ниже рассл отре 13 систе С МЛКСИМ 3 ЛЬНЫМ ИСПОЛЬЗОВЯНИЕМ ПЕРСая г 11 ВНЬ 1 Х В НЗСТОЯГЦ ВРСМЯ З.-ЕМЕН- та цифровой и е 111 числ 11 тельнай 1 техники,ВтораЯ еаз 15)жнаЯ сис 1 е 113 кантаоля в це 11 тре у 111 ивле 1 ия мсстопаложен 51 транс пег 1 ь 1 х сре,г 1 гв, реализук.щая предлагаемый сгасоб, изображна на фиг,1, Она та.хе е 11013 ет аппар 31 уру центра у 113 вления и тра 11 спортных средств,Стандарт частоты 10 формирует сигнал, характеризуемый высокой стабильностью частоты, из которага дел 111 ель частоты 11 создает сиг 113 л с периодам Ти. С 311 к 12 осуществляет счет последних, т,о, код числа в нем соогветствует номеру транспоотного средства. Дешифратор 13 определяет момент времени формирования в счетчике 12 кода транспортного средства с максимальным номером, после чего формирователь 18 сигналам со своего выхода установит счетчик 12 в исходное состояние, Следовательно, совместная работа элементов 10-13 и 18 обеспечивает формирование шкалы временцентра управления с периодом повторения Т=Них Тх равномерно разделенной на Н,х участков длительностью Ти перебор всех номеров транспортных средств от 1=1 да 1 Нмах и пов горение работы с номера 1=1. Приемник 16 осуществляет прием сигналов от транспортных средств, декодер 17 их декодирование и преобразование к виру, удобному для ввода в ЭВМ 14, Последняя осуществляет преобразование принятой информации о местоположении транспортного средства в сигналы управления устройства 15. Злемснты 19-22 обеспечивают измерен 11 е Он 1. Элементы 23-27 формируют шкалу времени транспортного средства, аналогично одноименным устройствам центра управления, Кодер 25 преобразует сигнал о местоположении транспортного средства к виду, удобчому для передачи на цен гр управления (например, с использованием пад 11 есущих), а передатчик 30 осуществляет его 11 ередачу на центр управления ЭВМ 31 производит расчет местополо,кения транспортного средс гва в соответствующей системе координат Х 1 и Ут) и момента излучения сигнала о местоположении транспортного средства (Т или Т). Посл 1 едняя величина хранится в регистре 33. Регистр 34 хранит величину Ф 11 Ч 1,блок 35 служит для определения местоположения транспортного средства,Работа второй возможной системы контроля в центре управления местоположениятранспортных средств происходит следующим образом.Стандарт частоты 10 формирует на своем выходе сигнал с высокой стабильностью периода повторения. Этот период делится делителем 11, так что его выходной сигнал (см.фиг.2) имеет период повторения Тц. Эти сигналы в счетчике 12 подсчитываются и сигнал кода номера периода Тм от счетчика 12 попадает на дешифратор 13 и ЭВМ 14. Когда код в счетчике 12 окажется равным Нмзк, то на выходе дешифратора 13 образуется сигнал, который пройдет через элемент 47 (с временем задержки Тз/Л 347/=ТМ/ в формирователе 18 и взведет триггер 49 в состояние О, по которому СН 12 вернется в исходное состояние 1=1. Спустя время задержки элемента 48 (Т 3 48) триггер 19 вернется в состояние 0 с периодом Т=Нмак Ти и процесс повторяется, Таким образом формируется шкала времени на центре управления. Точно так же формируется шкала времени на транспортном средстве с помощью элементов 23 - 27,Перед началом движения какдае транспортное средство осуществляет измерение величины Фнзч (см.фиг.10); Для этого ега выход измерения соединяется со входом измерения центра управления, а его входы Фнач И тахтаВЫй СОЕДИНЯЮТСЯ С ОДНОИМЕН ными вь 1 ходами оборудования центра управления. При этом длительность состояния логической единицы на выходе триггера 19 окажетсяравной величине Фнзч которая с помощью элемента И 20 и счетчика 21 преобразуется в код. После окончания сигнала на измерительном выходе ТС 1 сигнал от формирователя 27 своим фронтом обеспечит запись числа из счетчика 21 в регистр 34. Спад того же сигнала вернет в начальное состояние счетчика 21, Т.а, в регистре 34 окажется кад Фнзч.После окончания измерения Фяач начинается движение по маршруту, при котором блок 35 определяет местоположение транспортного средства в какой-либо системе координат, а ЭВМ 31 осуществляет преобразование этих координат к удобному для дальнейшей обработки виду (например, в прямоугольные Хь У). Поскольку местоположение центра управления априорно известно (как и номер данного транспортного средства ) то с помощью ЭВМ 31 рассчитываются величина Тц (см,выражение (4) и величина Тз определяемая выражением (3), где Тлс - априорно известная величина. Необходимое для вычислений значение Фнач считывается ЭВМ 31 из регистра 34. Сигнал Тз с первого выхода ЭВМ 31 поступает на регистр 32 для хранения, а с второго ееличину Т 1, а его протяженность составит Тм.Этот сигнал обеспечит прохождение через элемент И 51 выходного сигнала стандарта частоты 23 на счетчик 52. Когда код числа в 20 последнем достигнет значения Т 2, на выхода элемента 53 появится сигнал, который формирователь 54 передаст на выход элемента 28, Т.о, вь 1 ходнай сигнал элемента 28 окажется отстоящим от начала шкалы вре мени транспортного средства на величину(Ти (Т 1 - 1)+ Т 2)= ТзьПоступление сигнала от элемента 28 напервый вход кодера 29 обеспечивает начало работы последнего (фиг.8,11), При этом 30 40 5 10 15 45 50 55 выхода сигнал о местоположении транспортного средства поступает на регистр 33.Информация в регистре 32 хранится в виде двух Частей в первой части находится код величины Т 1)Д Ты/Тм(+1) где 1 Тз 1/Тицелая часть дроби, а во второй части величина Т 2=ТзТз)/Тм 0. Кад первой части инФормации из регистра 32 поступает на второй вход элемента 50, а код второй части - на второй вход элемента 53 (см.фиг.7) элемента 28, Поскольку на первый вход элемента 50 подан сигнал от счетчика 25, то выходной сигнал элемента 50 появится в момент времени, отстоящий от начала шкалы времени транспортного средства на ветриггер 55 установится в состояние О. па которому через элемент И 56 пройдет сигнал ат СТЧ 23. Импульсы с выхода элемента И 56 подсчитываются в счетчике 57, состояние которого определяет выходные сигналы дешифратора 58, При появлении сигнала на первом выходе последнего через элемент И 59 пройдет сигнал генератора 63, появление которого свидетельствует а начале посылки сообщения. Сигнал со второго выхода дешифратора 58 появляется в случае окончания передачи сообщения. По нему триггер 55 через формирователь 62 возвратится в исходное состояние, которое, в свою очередь, вернет в исходное состояние счетчик 57. Тем же сигналам задается исходное состояние 0 в триггере 64 и обеспечивается прохождение сигнала а конце передачи сообщения от генератора 67 через элемент И 66, Сигнал с вьхода элемента И 59 обеспечит также запись информации о местоположении из регистра 33 в сдвигающий регистр 60, Сигнал с третьего выхода 58 дешифратара%переводит с состояние 0 в триггере 64, что обеспечит прохождение сдвигающих сигналов через элемент И 65 на второй вход регистра 60. В результате на выходе последнего появится (в виде последовательного во времени кола) информация о местоположении транспортного средства "единицы", в которой с помощью элемента И 61 будутромодулированы сигналом генератора 68.,о. на выходе ИЛИ 69 появится сигнал в в де последовательности импульсов, общая ротяженность которого во времени не пресходит величины Т. Она начинается с 5 мпульса, имеющего заполнение с частотой н (от 63), а оканчивается импульсом с част той заполнения Г(от 67), Между ними асположена информация о местоположеии транспортного средства, "единицы" в 10 к торой заполняются частотой П (от 68),Сигнал; сформированный кодером 29, ередается в эфир с помощью передатчика , принимается приемником 16 центра упвления и после соответствующей фильт ации в нем поступает на первый вход кодера 17.В декодере 17 сигнал от приемника 16опадает на элементы 36-38, первый иэ кот рых настроен на частоту Г. второй -Е, а 20 т етий -Р. Как следует из приведенного о исания кодера 29, сообщение от каждого т анспортного средства начинается с имп льса, имеющего частоту заполнения Гн,оэтому сначала появляется сигнал на вы х де фильтра 36, который детектируется ветекторе 38, устанавливает в исходное сос ояние регистр 42 и переводит в состояниетриггер 43. Последнее приведет к передач сигнала с выхода элемента задержки 46 30 н выходе элемента 44. Поскольку шкалы в емени "привязаны" (за счет измерениянауч), то информация о местоположении о азывается "привязанной" во времени к с гналам стандарта частоты 10, а следовэ т льно, к выходному сигналу элемента 46, в емя задержки которой выбирается равн й половине периода сигнала от стандарта ч стоты 10. Сигнал с выхода элемента И 44 с ужит для сдвига информации о местопо л жении транспортного средства с выхода д тектора 40 а регистр 42, После окончания приема информации в регистр 42 появл ся сигнал на выходе детектора 41, который свидетельствует о конце приема данных о местоположении транспортного средства и устанавливает в исходное состояние триггеры 43 и 45, Последний был установлен в состояние 0 сигналом с выхода детектор 38 в начале цикла приема информации, Установка в состояние С триггера 45 свиделельствует таким образом об окончании приема информации от транспортного средства с номером 1, код которого оказывается к этому моменту времени в счетчике 12.Информация от декодера 17 и счетчика 12 используется в ЭВМ 14 для преобразования к виду, удобному для отображения на устройстве 15,Формула изобретения Способ контроля местоположения транспортных средств, основанный на измерении каждым транспортным средством своего местоположения, преобразовании его в радиосигнал и передаче в центр управления, на котором осуществляют прием этого сигнала от каждого транспортного средства в течение заданного интервала времени и отображение его местоположения,отличающийся тем,что,сцелью повышения пропускной способности на каждом транспортном средстве, задерживают измеренный сигнал местоположения и передачу радиосигнала осуществляют на. временном интервале, соответствующем адресу транспортного средства, в центре управления при приеме радиосигналов сравнивают время приема каждого сигнала с последовательностью временных интер.валов, выделенных для каждого транспортного средства и по результатам сравнения формируют сигнал местоположения заданного транспортного средства.О 9 г йхИ ОЯча МФ 1 (сч У йхоФЙУ 26/ Удим ЮкЮ Рык гУ вззз