Устройство для определения типа и счета транспортных средств

1046499 второго, соединены с первыми выходамитриггеров, кроме первого, третий входпервого элемента И второй группы явля Изобретение относится к устройствами автоматического опознавания и счета наземных транспортных средств по типам, в в частности автотранспортных средств, и можетбыть испопьзовано дпя опредепе 5 ния интенсивности движения автомоби.лей и в системах регулирования дорожно- го движения.Известно устройство дпя определения типа экипажа, содержащее детектор при О сутствия, проходной детектор, формирователь, триггер, эпемент И, генератор импупьсов, депитепь частоты, бпок регистрации общего чиспа экипажей и измеритепьные канапы, выпопненные на депитепях частоты, элементах И, ИЛИ, счетчиках формирователях, триггерах и блоках. регистрации типа экипажа 11 .Недостатком этого устройства явпяеъся низкая достоверность получаемой информации, обусповпенная тем, что в качестве критерия опредепения типа транспортного средства выбрана длина автомобипя.25Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее генератор, соединенный с двумя чувствительными эпементами, расположенными на базовом расстоянииЭО друг от друга, подкпюченными к выпрямителям, выходы которых соединены с соответствующими входами коймутатора, третий вход которого соединен с выходом блока управпения, а выходс блоком определения экстремума, выход которого 1подкпючен к входу распредепитепя экстремумов и к первому входу дешифратора, выход распределитепя экстремумов подкпючен к первым входам блока определения расстояния между характерными точ- фО кеми, бпока управпения и бпока измерения времени прохождения базового рас стояния, выход которого соединен с треть им входом бпока опредепения расстояния между характерными точками, выход которого подключен к третьему входу дешифратора, выход которого соединен с ется четвертым входом блока анализа, группой выходов которого являются выходы эле- . ментов И второй группы и элемента И. выходным бпоком, а .".вторые входы блока управпения, дешифстора, блока определения расстояния между характернымиточками и блока измерения временипрохождения базового расстояния подключены к выходу формироватепя, вход которого соединен с выходом усипитепя,вход которого подключен к второму выходу одного иэ выпрямитепей,В этом устройстве тип транспортногосредства определяется путем подсчетаколичества характерных точек (экстремумов) суммирования всех расстояний между характерными точками и сравненияполучаемых результатов а эталоном, т.е.эа критерий опознавания транспортногосредства принята форма сигнала от него 2.Недостатком такого устройства явпяется то, что оно не позволяет опозна-вать и считать раздельно 2- и 3-основные автомобили с прицепами, а такжеавтопоезда, что снижает его функционапьные возможности.Кроме того, такое устройство нельзяиспользовать дпя определения рационапьным способом интенсивности движенияпри двухстороннем движении по той причине, что один чувствитепьный элементустановпен первыма другой - вторымпо ходу движения транспортных средств,причем второй выполняет кроме основныхфункций и роль датчика эффекта присутствия, и поэтому при движении транспортных средств в противоположном направлении такое устройство перестаетфункционировать. Депь изобретения - повышение точности устройства и расширение обпасти применения.Поставце иная цепь достигается тем, что в устройство дпя опредепекия типа и счета транспортных средств, содержащее два чувствительных эпемента, выпопненных в виде индуктивных рамок, первый гейератор, два выпрямитепя, первый усилитель, формироватепь импульсов и бпокров, кроме первого, третий вхоа первого эпемента И второй группы явпяется чет вертым входом бпока анапиза, группой выходов которого явпяются выходы эпементов И второй группы и эпемента И.Ширина первой индуктивной рамки допжна быть не менее максимапьио возможного расстояния между поспедней осью осями из всех опредепяемых типов трансмежау смежными осями из всех тювв транспортных средств подпежащих опреде пению и счету, существует воэможностьобнаружить изменения сигнала на выходегенератора поа характерными узпами, вчастности под мостами (осями) перемества, автобуса нпи прицепа.фиксация копичества мостов, проходя- щего над индуктивным датчиком транопортного средства, позвопяет оанозначно судить о его типе.Возможность испопьзования такого критерия опредепення типа транспортных средств базируется на явпении раэпично го изменения вепнчины индуктивности индуктивного датчика в зависимости от вепичины метаппической массы и расстаь ния от шасси до индуктивной рамки аатчйка, т.е. прй наезае моста с колесами транспортного средства это изменение будет бопьшим и соответственно меньшим в зоне шасси,его..О факте прохождения пвгкового автомобипя судят пишь по одному спучаю изменения вепичины инауктивности, что имеет место именно эа счет низкой посадки кузова и шасси его, в совокупюсти. с соответствующей настройкой пороговэ. го эпемента. На чертеже представлена структурная блок-схема устройства.Устройство соаержит первую 1 и вторую 2 индуктивные рамки, первый 3 и второй 4 генераторы, первый 5 и второй 6 выпрямители, первый 7 и второй 8 фипьтры низкой частоты, первый 9 и вто рой 10 усипнтепи, первый 11 и,второй 12 пороговые элементы, первый 13 Ъ второй 14 трщтеры., формироватепь 15 3 1048499 аиндикации, введены второй генератор;два фильтра низкой частоты, два порого-;вых эпемента, два триггера, эпемент И,эдемент эааержки, эпемент ИЛИ и бпоканапиэа, первая ийауктивная рамка через 5поспедоватепьно вкпюченные первые генератор, еыпрямитепь, фипьтр низкойчастоты, усинитепь и пороговый эиементодкпючена к первому входу первого " . из всех опредепяемых типов транспортныхтриггера, выход которого поакпючеи к 10 средств и"первой осью прицепа, а ширинапервому входу эпемента И, выход кото-. , второй индуктивной рамки меньше мини-рого через поспедоватепьно вкпюченный мапьного расстояния межау смежнымиэпемент задержки соединен с первымвходом эпвмента ИЛИ, второй вход кото. портных средств, и рамки размещены со.рого явпяется управпяющим входом уст", 15 осно в горизонтапьной ппоскости дорожройства, вторая индуктивная рамка черЕЬ ного покрытия.поспедоватепьно вкпючеиные вторые ге.: За счет применения одной рамки ширинератор, выпрямитепь, фипьтр низкойной меньше минимального расстояниячастоты и уснпитепь соединена с первыввходом второго триггера и через поспе20доватеньно вкпюченные второй пороговыйэлемент и формироватепь импупьсов спервым вхоаом блока анапиза, второйвход которого соединен с выхоаом эпемента ИЛИ и вторыми входами первого 25 щаюшегося грузового транспортного среди второго триггеров, третий и четвертыйвходы блока анапиза соединены соответст- венно с выходами первого и второготриггеров, второй вход эпемента И сое".. динен с первым выходом бпока анапиэа ЗОгруппа выходов которого подкпючена.к .группе вхоаов бпока индикации.Кроме того, блок анализа содержитэпемент И, первую и вторую группыэпементов И, эпементы задержки и почиспу осей опредепяемых типов транопортных средств триггеры, первые входыкоторых явпяются вторым входом бпока .анализа, первым входом которого являются второй вход первого триггера и пер.вые входы эпементов И первой группы,выходы которых соединены с вторыми, .входами соответствующих триггеров, на-чиная с второго, первые выходы тригге- .ров, эа исключением поспеднего, через - ;соответствующие эпементы задержкиподкпючены к вторым вхоаам эпементовИ первой группы, первый выход первоготриггера явпяется первым выходом бпокаанапиза, третьим входом которого явпя. ются первые входы эпементов И второйгруппы и эпемента И, второй вход которого соединен с первым выходом послед- .него триггера, вторые выходы триггеров,кроме первого, соеаинены с вторыми Ывходами элементов И второй группы,третьи входы которых, начиная с второго,импупьсов, эпемент 16 ИЛИ, эпемент, 17 задержки в эпемент 18 И, бпок 19 авапвэа выполненный на эпементах 20- 24 И первой группы, элементах 28-29 задержки, триггерах 30-38, эпемеитах 5 36-40 И. второй групш 1 эпементе 41 И, бцок 42 индикации.Первая 1 ивдуктввюя рамка преаваэючею дпя юпучения сигюпа эффекта присутствия не тоцько одиночного лег-кового ипи грузовогоавтомобиля а и грузового транспортвойо средства, причем за счет,тогочто ширию геомеъричный размер ее по ходу движения транопортных средств) ее принята ве менее максимапьного возможного расстояния между поспедней осью ю всех опоэювае-, мык трансюртных средств и первой осью првпепаеВторая 2 индуктивюя рамка выпопв-, Ю ет ропь усповно так называемого прохоаного детектора транспорта, причем с воэможностью отработки иэменеввй инауктивности поа характерами точками (мостами) проходящего трансжртного средства, эа счет того, что ширина ее принята меньшей минимапьного расстояния между смежными осями иэ всек транспортнык средств, поанежащвх ожеюванию и счету. 30С учетом взаимного размещения упомянутых индуктивных рамок (они размещены соосно в гориэонтапьной ппоскости дорожая о покрытия) представпяется возможным попучвть надежный сигюп эф 35 фекта присутствия и при прохождении транспортного средства с прицепом, а также сигналы соответствующие вэменению вкауктввности под мостами (осями) грузового автомобипя, автобуса впи. прицепа.Первый 11 пороговый эпемент совместно с триггером 13 в другими эле ментами спужит апя формирования свгфф нала эффекта присутствия транспортного средства в эою действия ивдуктввейк рамок. Формироватепь 18, соедиюнный с выходом второго 12 порогового эпе.мента,. предюзючен дпя формирования коротких вмпуцьсов,при юпичив сигнапов от наезда мостов (осей) транспорт кого средства, причем дпитепьюсть кх меньше времеви задержки элементов 28- 29 задержки блока 19 анапиэа.Управпякнпвй вход устройства пред-, назначен дпя ввода на заданное время единичного санапа с цепью установки тратеров, в исходное состояние поспе подачи напряжения эпектрической сети (ва скеме уэеп формирования единичного сигнапа усповно не показав).Устройство работает спедующим образом.В исходном состояащ в при отсутствии проезжающего транспортного средства над рамками 1 и 2 амппитуаагенераторов 3 и 4, а седоватепьно, и выходные юпряженвя выпрямитепей 8 и 6 и фильтров низкой частоты постоянныеНа первых (единичнык) выходах тратеров 30-38 бпока 19 авапиза поддерживается нуцевой и иа вторых их вылодак и выходах триггеров 13 и 14 - единичный, эа счет того, что,роспе: вкпючения устройства нв втором входе эпемента .16 ИЛИ, явпяющимся управцяющим входом устройства, на его выходе в иа вторых входак упомянутых триггеров кратковременно возникает единичный сигнал.Проезжающий иад индуктивными рамкамв 1 в 2 автомобипь вызывает кратковременное уъепвчввве индуктввноств вк а спеаоватепьио, например, уменьшение амппитуды геюраторов 3 в 4, напряжения ва выходе выпрямвтепей 8 в 6 в фипь ров 7 в 8 низкой частоты. йеремениая составпяющая этик. напряжений поступает на входы первого .9 в второ о 10 усипитепей.Свгвап, прснврпвоюпьвый изменению ивдуктивности первой 1 индуктивной рамки усиливается первым 9 усипитепем да значения достаточного дпя срабатывания первого 11 порогового эпемевта; порог срабатывания которого подбирают иэ соображения надежного его уаерканвя во вкпюченном состоянии ю время прохозьдения шасси транспортного средства, в том чвспе автомобвпя с прицепом, наа уювмянутой рамкой.Единичвий сигвап выкода етого порогового эпемента вызывает срабатывание первого 13 триггера ва выкоде которого возникает нулевой свгвап и он явпяетсязапрещающим сигвапом, препятствующим срабатыванию эпемевта 18 И, а также эпементов 36-40 И второй группы н элемента 41 И блока 19 анапвза и этот нупевой свгнап явцяется сигюпом эффекта присутствия транспортного средства в зоне действия первой 1 индуктивной рам- ХЯПри выходе проезжающего транспортного средства из эоны действия первой 17 1048411 порогового эпемента воэннкает пупевой снгнап, который выэымет возвратпервого 13 триггера в исходное состояние н, как спедствне этого, на его выйоде возникает единичный снгнап. 5Этот еднннчный снгнап совместно седнннчным снгнапом выхода триггера30 бпла. 19; анапнэа вызывает совпаденне ецннна.:н:,Входе элемента 18 И,ецнннчный сигнал ,"выхода которого че Ореэ время, заданно;:эйементом 17 зедержкн, которое усФаЮвпйеают бопьше:времени срабатывания блока 42 ннднкацнн, транспнруется на выход эпемента.16 ИЛИ, еднннчЫй снгнап которого преводит к установке всех трнггеров в Ес-.",ходное состояние. 99 Поспе обработки временн этим эпемвв-.том эадержкн на его выходе и выходе эпемента.16 ИЛИ возникает нупевой снгнап,т.е. все устройство возвращается в нсходное состояние.Прн перемещенин 2-осного. грузового автомобнпя над индуктивными рамкамн1 н 2 снанапа по описанной выше схемеотрабатымется снгнап эффекта прнсутсэвня и дапее по мере наезда первого походу движення моста (осн) автомобнпяпронсходнт эначнтепьное изменение надуктнвности рамки 2 н, как спецст,вне,увепнченне напряженйя на выходе второго10 уснпнтепя, прн атом срабатывает .второй 1 2. пороговый эпемент, уставка акоторого принята иэ соображений сраба.тымння его прн наезде наименее метан- З 5лоемкой осн, например осн прицепа.Еднннчны 1 снгнац этого пороговогоэлемента формнроватепем 15 нмпупьсовпреобразуется цо заднему фронту в ко-,роткий нмпупьс, который вызывает срабатыванне. триггера 30 бпока 19 анапа.эа, еднннчный снгнап первого выходатратера 30 через. заданное время эпементом 25 задержкн, время задержкикоторого бопьше дннтепьностн нмпупьса 45упомянутого. формнроватепя, подготавщь,мет к срабатыванию эпемент 20 И. Да-пее по мерв наезда второго по ходудвнження моста (осн) этого автомобнпя.на выходе формнроватепя возникает вто,рой короткий импупьс который приводитк совпадению единиц на входе эпемента20 И, что вызывает единичный сигнал.на его выходе н, следовательно, навтором входе триггера 31, и послецний; 55срабатывает,Еднннчный сигнап первого выходаэтого триггера поцготавпивает по третьему входу к срабатыванию эпемент 37 И,на втором вхоце которого ецнничныйснгнап с второго выхода триггера 32,так как он прн.прохожценнн 2-осноготранспортного средства находится в ноходном состоянии.,Дапее, црн выходе 2 осного, грузового автомобнпя нэ зоны действня ннцуктнвной 1 рамки снгнап эффекта прнсутствня прекращается посредством возвра-,та первого 13 триггера в нсхоцное состояние эа счет появившегося на его первом входе нупевого снгнапа с выхоцапервого 11 порогового эпемента (посхеме описанной выше).На выходе первого 13 триггера возникает единичный снгнац, который црнводнт к совпаценшо еднннц на входах эпе-: мента 37 И, эа счет появившегося единичного снгнапа на первом его входе,поспецний срабатывает н ецнннчный снгнап его выхо.а приводит к срабатываниюблока 42 индикации устройства, в котором фиксируется очередное эначенне копнчества 2-осных автомобнпей, поспечего через заданное эиементом 17 зацержкн время устройство возвращаетсяв исходное состояние.Прн опрецепенин типа н,счета 2-осныхгрузовых автомобнпей элемент 36 И ктем бопее элемент 38 И н т.д. нэ срабатымет за счет, в первом спучае, - купевого снгнапа на втором вхоце эпемента,36 И с второго выхоца сработавшеготриггера 31 н во втором - эа счет нупевых снгнапов первых шходов триггеров32-35.В, спучае прохождення пегкового автомобнпя над ннцуктнвяамн рамками снгнапэффекта присутствия, а также сброс в.исходное состояние отрабатываются поанапогнн с вышеопнсанаам, а ва выходеформнромтепя попучают пишь однц короткий нмпупьс за счет низкой посадкн кузом н шасси его, что вызывает значатепьное увепнчение нндуктнвности нндуктнвной 2 рамки н, спедомтепьно, снгнапайа выходе второго 10 уснпнтеця, а так как уставка второго 12 порогового эпемента небопьшая, то на все время про хождения легкового автомобнпя второй12 пороговый эпемент находится во вкпюченном состоянии. Одновременно срабатывает второй 14 триггер, порог срабатывания которого устанавпивают любым нэ известных способов, например посредством применения реэистнвного депнтепя, таким, чтобы онства. 9 1048срабатывап пишь от сигнапа, вызванного,перемещающимся пегковым автомобилем,т.е. от сигнапов, превышающих максимапьно возможные сигнапы от наезда осейгрузового автомобиля. 5 Единичный сигнап выхода этого триг-,гера подготавпивает по третьему вхоаусрабатывание эпемента 36 И, на второмвходе которого в такой ситуации единичный сигнап с второго выхода триггера31 и, при выходе иэ зоны действия индуктивной рамки 1 пегкового автомобиля,на первом входе этого эпемента И возни;кает единичный сигнап, что вызываетсовпадение единиц на его вхбае, единичный сигнап на его выходе и фиксируетсяочередное значение копичества перемео-тившихся пегковых автомобипей.Опознавание и счет 3-осных транс-портных средств (в т.ч. 3-осных полуприцепов) осуществляется анапогичносчету 2-осных в части взаимодействияэлементов при.отработке сигнапа эффекта .присутствия, сброса В исходное состояние 5и срабатывания триггеров 30 и 31 бпока19 анализа.Однако при прохождении над индуктюными рамками 1 и 2-3-осного транспорт-.ного средства на выходе формнроватепя3015 возникает еще и третий короткий импульс, соответствующий изменению сигнапа при наезде третьей по ходу движенияоси транспортного средства на рамку 2.Этот третий короткий импупьс вызывает срабатывание триггера 32, единичныйсигнал первого выхода которого подготавпивает к срабатыванию эпемент 22 И,нупевой сигнап второго его выходаосуществпяет запрет срабатывания эпемента 37 И и поспе выхода транспортного средства иэ зоны действия рамки 2 срабатывание эпемента 38 И и регистрацию 3-осных транспортных, средств вблоке 42 индикации,Четырехосные транспортные средства(2-осн 61 й автомобипь с одним, прицепомипи 4-осный попуприцеп), анапогичноЗ-осным, устройство опознает и считает, однако при этом четвертый короткийимпульс, соответствующий наезду четвертой оси на рамку 2, вызывает срабатывание триггера 33 - через эпемент 22 И.Единичный сигнап первого выходатриггера 33 подготавпивает к срабатыванию элемент 39 И, нупевой сигнап его 55второго выхода осушествпяет запрет срабатывания эпемента 38 И и после выходатранспортного средства из зоны действия 499 10 рамки 2 происходит срабатывание эпемента 39 И, а в бпоке 42 инаикации - регистрация 4-осного транспортного средОпознавание и счет 5-осных транспортных средств (3-осный автомобипь с при цепом ипи 5-осный попуприцеп) выпопняется по анапогии с 4-осными, причемпятый короткий импупьс вызывает срабатывание триггера 34 через эпемент 23 И и после срабатывания эпемента 40 И щЬ- исходит регистрация 5-осного транспортного средства в бпоке 42 индикации.Опознавание и счет автопоездов (в рассматриваемом спучае. транспортных составов с копичеством осей не менее шести) выпопняется анапогично счету 5-осных до момента срабатывания поспеднего (шестого) триггере 35, который срабатывает через энемент 24 И за счет поступпения шестого короткого импупьса, соответствующего наезду шестой оси наа рамкой 2. Единичный сигнап первого вь 1 хода . триггера 35 подготавпивает к срабатыванию эпемент 41 И, нупевой сигнап его второго выхода осуществляет запрет срабатывания эпемента 40 фИ, а при выходе из зоны действия рамки 1 транспортного средства, причем эа счет совпадения единиц на входе эпемента 41 И, в бпоке 42 индикации происходит регистрация автопоеэдов.Расширение обпасти применения предпагаемого технического решения устрой" ства достигается за счет того, что грузовые автомобипи с прицепами учитываются отдепьно по тицам в блоке 42 индикации.Расширение обпасти применения такого устройства при сравнении с прототипом достигается эа счет того, что такое устройство можно испопьэовать апя опознавания и счета транспортных средств в одну и аругую сторону, т.е. пишь одно устройство можно испопьэовать на дорогах с 2-сторонним движением с одной ипи двумя попосами движениями, причем такая возможность появляется по той причине, что первая 1 и вторая 2 индуктивные рамки размещены соосно в гориэонтапьной ппоскости дорожного покрытия в совокупности с техническим решением соответствующих узпов и их взаимным соединением. Повышение точности опознавания ы счета разновидности транспортных средств достигается тем, что за критерий опознавания принята неТираж 618ИИПИ Государственного компо делам изобретений и от113035, Москва, Ж, Рауш ное Поета ССрытийкая на д, 4/5 Фипнап ППП фПатентф, г. Ужгород, уп, Проектная,11 1048499 12форма сигнала транспортного средства, устойчивые и однозначные сигналы, хаа количество мостов у него и посредст- рактеризующие тип транспортного средвом этою представляется возможность ства.независимо от вида и количества пере- Экономическая эффективность от внед-. возимого груза, в частности прн пере рення предлагаемого устройства опредевозке металлических грузов получать ляется его техническими преимуществами.