|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Способ связи для состава транспортных средств, содержащего ведущее силовое транспортное средство и удаленное силовое транспортное средство, в котором ведущее силовое транспортное средство содержит первую и вторую разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией, и удаленное силовое транспортное средство содержит третью и четвертую разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией, при этом способ включает передачу исходящего сообщения из ведущего силового транспортного средства; прием исходящего сообщения в удаленном силовом транспортном средстве через третью антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования первого принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через четвертую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования второго принятого сигнала; определение показателя качества первого принятого сигнала; определение показателя качества второго принятого сигнала; выбор первого или второго принятого сигнала для обработки удаленным силовым транспортным средством согласно показателям качества первого и второго сигналов; передачу входящего сообщения из удаленного силового транспортного средства; прием входящего сообщения в ведущем силовом транспортном средстве через первую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования третьего принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через вторую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования четвертого принятого сигнала; определение показателя качества третьего принятого сигнала; определение показателя качества четвертого принятого сигнала и выбор третьего или четвертого принятого сигнала для обработки ведущим силовым транспортным средством согласно показателям качества третьего и четвертого сигналов. 2. Способ связи по п.1, отличающийся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов представляют собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум". 3. Способ связи по п.1, отличающийся тем, что шаги определения показателей качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов также включают определение по меньшей мере одного из показателей качества первого, второго, третьего или четвертого сигналов для сегмента соответствующих принятых первого, второго, третьего и четвертого сигналов. 4. Способ связи для состава транспортных средств, содержащего ведущий состав, включающий головное и хвостовое силовые транспортные средства, и удаленный состав, содержащий головное и хвостовое силовые транспортные средства, при этом и головные, и хвостовые транспортные средства каждого из ведущего и удаленного состава содержат антенну и связанную с ней радиостанцию, при этом способ включает передачу исходящего сообщения из ведущего состава; прием исходящего сообщения в удаленном составе через антенну головного силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования первого принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через антенну хвостового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования второго принятого сигнала; определение показателя качества первого принятого сигнала; определение показателя качества второго принятого сигнала; выбор первого или второго принятого сигнала для обработки удаленным составом согласно показателям качества первого и второго сигналов; передачу входящего сообщения из удаленного состава; прием входящего сообщения в ведущем составе через антенну головного силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования третьего принятого сигнала, а также прием входящего сообщения через антенну хвостового силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования четвертого принятого сигнала; определение показателя качества третьего принятого сигнала; определение показателя качества четвертого принятого сигнала и выбор третьего или четвертого принятого сигнала для обработки ведущим составом согласно показателям качества третьего и четвертого сигналов. 5. Способ связи по п.4, отличающийся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов представляют собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум". 6. Способ связи по п.4, отличающийся тем, что шаги определения показателей качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов также включают определение показателей качества первого, второго, третьего или четвертого сигналов для сегмента соответствующих принятых первого, второго, третьего и четвертого сигналов. 7. Система связи, использующая способ по п.4, для состава транспортных средств, состоящего из ведущего силового транспортного средства и удаленного силового транспортного средства, каждое из которых оснащено головной антенной и хвостовой антенной, при этом система связи содержит канал связи; упомянутое ведущее силовое транспортное средство для передачи по каналу связи исходящего сообщения, предназначенного для приема удаленным силовым транспортным средством; первую радиостанцию, связанную с головной антенной, в удаленном силовом транспортном средстве для приема первого принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение и вторую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в удаленном силовом транспортном средстве для приема второго принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение, при этом первая радиостанция определяет показатель качества первого принимаемого сигнала, а вторая радиостанция определяет показатель качества второго принимаемого сигнала; средство сравнения показателей качества первого и второго сигналов; процессор для обработки первого или второго принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше; упомянутое удаленное силовое транспортное средство для передачи по каналу связи входящего сообщения, предназначенного для приема ведущим силовым транспортным средством; третью радиостанцию, связанную с головной антенной, в ведущем силовом транспортном средстве для приема третьего принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение и четвертую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в ведущем силовом транспортном средстве для приема четвертого принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение, при этом третья радиостанция определяет показатель качества третьего принимаемого сигнала, а четвертая радиостанция определяет показатель качества четвертого принимаемого сигнала; средство сравнения показателей качества третьего и четвертого сигналов; процессор для обработки третьего или четвертого принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше. 8. Система связи по п.7, отличающаяся тем, что показатель качества сигнала представляет собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум". 9. Система связи по п.7, отличающаяся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов определяют на основе сегмента соответствующего первого, второго, третьего и четвертого принятых сигналов. 10. Система связи, использующая способ по п.4, для состава транспортных средств, состоящего из ведущего состава и удаленного состава, каждый из которых содержит головное транспортное средство и хвостовое транспортное средство, при этом система содержит канал связи; упомянутый ведущий состав для передачи по каналу связи исходящего сообщения, предназначенного для приема удаленным составом; первую радиостанцию, связанную с головной антенной, в головном удаленном силовом транспортном средстве для приема первого принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение и вторую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в хвостовом удаленном силовом транспортном средстве для приема второго принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение, при этом первая радиостанция определяет показатель качества первого принимаемого сигнала, а вторая радиостанция определяет показатель качества второго принимаемого сигнала; средство сравнения в удаленном составе для сравнения показателей качества первого и второго сигналов; процессор в удаленном составе для обработки первого или второго принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше; упомянутый удаленный состав для передачи по каналу связи входящего сообщения, предназначенного для приема ведущим составом; третью радиостанцию, связанную с головной антенной, в головном ведущем силовом транспортном средстве для приема третьего принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение и четвертую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в хвостовом ведущем силовом транспортном средстве для приема четвертого принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение, при этом третья радиостанция определяет показатель качества третьего принимаемого сигнала, а четвертая радиостанция определяет показатель качества четвертого принимаемого сигнала; средство сравнения в ведущем составе для сравнения показателей качества третьего и четвертого сигналов и процессор в ведущем составе для обработки третьего или четвертого принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше. 11. Система связи по п.10, отличающаяся тем, что показатель качества сигнала представляет собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум". 12. Система связи по п.10, отличающаяся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов определяются на основе сегмента соответствующего первого, второго, третьего и четвертого принятых сигналов.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Способ связи для состава транспортных средств, содержащего ведущее силовое транспортное средство и удаленное силовое транспортное средство, в котором ведущее силовое транспортное средство содержит первую и вторую разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией, и удаленное силовое транспортное средство содержит третью и четвертую разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией, при этом способ включает передачу исходящего сообщения из ведущего силового транспортного средства; прием исходящего сообщения в удаленном силовом транспортном средстве через третью антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования первого принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через четвертую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования второго принятого сигнала; определение показателя качества первого принятого сигнала; определение показателя качества второго принятого сигнала; выбор первого или второго принятого сигнала для обработки удаленным силовым транспортным средством согласно показателям качества первого и второго сигналов; передачу входящего сообщения из удаленного силового транспортного средства; прием входящего сообщения в ведущем силовом транспортном средстве через первую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования третьего принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через вторую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования четвертого принятого сигнала; определение показателя качества третьего принятого сигнала; определение показателя качества четвертого принятого сигнала и выбор третьего или четвертого принятого сигнала для обработки ведущим силовым транспортным средством согласно показателям качества третьего и четвертого сигналов. 2. Способ связи по п.1, отличающийся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов представляют собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум". 3. Способ связи по п.1, отличающийся тем, что шаги определения показателей качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов также включают определение по меньшей мере одного из показателей качества первого, второго, третьего или четвертого сигналов для сегмента соответствующих принятых первого, второго, третьего и четвертого сигналов. 4. Способ связи для состава транспортных средств, содержащего ведущий состав, включающий головное и хвостовое силовые транспортные средства, и удаленный состав, содержащий головное и хвостовое силовые транспортные средства, при этом и головные, и хвостовые транспортные средства каждого из ведущего и удаленного состава содержат антенну и связанную с ней радиостанцию, при этом способ включает передачу исходящего сообщения из ведущего состава; прием исходящего сообщения в удаленном составе через антенну головного силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования первого принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через антенну хвостового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования второго принятого сигнала; определение показателя качества первого принятого сигнала; определение показателя качества второго принятого сигнала; выбор первого или второго принятого сигнала для обработки удаленным составом согласно показателям качества первого и второго сигналов; передачу входящего сообщения из удаленного состава; прием входящего сообщения в ведущем составе через антенну головного силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования третьего принятого сигнала, а также прием входящего сообщения через антенну хвостового силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования четвертого принятого сигнала; определение показателя качества третьего принятого сигнала; определение показателя качества четвертого принятого сигнала и выбор третьего или четвертого принятого сигнала для обработки ведущим составом согласно показателям качества третьего и четвертого сигналов. 5. Способ связи по п.4, отличающийся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов представляют собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум". 6. Способ связи по п.4, отличающийся тем, что шаги определения показателей качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов также включают определение показателей качества первого, второго, третьего или четвертого сигналов для сегмента соответствующих принятых первого, второго, третьего и четвертого сигналов. 7. Система связи, использующая способ по п.4, для состава транспортных средств, состоящего из ведущего силового транспортного средства и удаленного силового транспортного средства, каждое из которых оснащено головной антенной и хвостовой антенной, при этом система связи содержит канал связи; упомянутое ведущее силовое транспортное средство для передачи по каналу связи исходящего сообщения, предназначенного для приема удаленным силовым транспортным средством; первую радиостанцию, связанную с головной антенной, в удаленном силовом транспортном средстве для приема первого принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение и вторую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в удаленном силовом транспортном средстве для приема второго принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение, при этом первая радиостанция определяет показатель качества первого принимаемого сигнала, а вторая радиостанция определяет показатель качества второго принимаемого сигнала; средство сравнения показателей качества первого и второго сигналов; процессор для обработки первого или второго принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше; упомянутое удаленное силовое транспортное средство для передачи по каналу связи входящего сообщения, предназначенного для приема ведущим силовым транспортным средством; третью радиостанцию, связанную с головной антенной, в ведущем силовом транспортном средстве для приема третьего принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение и четвертую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в ведущем силовом транспортном средстве для приема четвертого принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение, при этом третья радиостанция определяет показатель качества третьего принимаемого сигнала, а четвертая радиостанция определяет показатель качества четвертого принимаемого сигнала; средство сравнения показателей качества третьего и четвертого сигналов; процессор для обработки третьего или четвертого принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше. 8. Система связи по п.7, отличающаяся тем, что показатель качества сигнала представляет собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум". 9. Система связи по п.7, отличающаяся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов определяют на основе сегмента соответствующего первого, второго, третьего и четвертого принятых сигналов. 10. Система связи, использующая способ по п.4, для состава транспортных средств, состоящего из ведущего состава и удаленного состава, каждый из которых содержит головное транспортное средство и хвостовое транспортное средство, при этом система содержит канал связи; упомянутый ведущий состав для передачи по каналу связи исходящего сообщения, предназначенного для приема удаленным составом; первую радиостанцию, связанную с головной антенной, в головном удаленном силовом транспортном средстве для приема первого принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение и вторую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в хвостовом удаленном силовом транспортном средстве для приема второго принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение, при этом первая радиостанция определяет показатель качества первого принимаемого сигнала, а вторая радиостанция определяет показатель качества второго принимаемого сигнала; средство сравнения в удаленном составе для сравнения показателей качества первого и второго сигналов; процессор в удаленном составе для обработки первого или второго принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше; упомянутый удаленный состав для передачи по каналу связи входящего сообщения, предназначенного для приема ведущим составом; третью радиостанцию, связанную с головной антенной, в головном ведущем силовом транспортном средстве для приема третьего принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение и четвертую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в хвостовом ведущем силовом транспортном средстве для приема четвертого принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение, при этом третья радиостанция определяет показатель качества третьего принимаемого сигнала, а четвертая радиостанция определяет показатель качества четвертого принимаемого сигнала; средство сравнения в ведущем составе для сравнения показателей качества третьего и четвертого сигналов и процессор в ведущем составе для обработки третьего или четвертого принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше. 11. Система связи по п.10, отличающаяся тем, что показатель качества сигнала представляет собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум". 12. Система связи по п.10, отличающаяся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов определяются на основе сегмента соответствующего первого, второго, третьего и четвертого принятых сигналов.
Евразийское
патентное
ведомство
032066
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2019.04.30
(21) Номер заявки 201591548
(22) Дата подачи заявки
2011.01.25
(51) Int. Cl.
H04B 7/02 (2006.01) B61L 15/00 (2006.01)
(54)
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНУТРЕННЕЙ РЕТРАНСЛЯЦИИ СООБЩЕНИЙ В СИСТЕМЕ СВЯЗИ ДЛЯ СОСТАВА ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
(31) 12/693,383; 12/693,399
(32) 2010.01.25
(33) US
(43) 2015.12.30
(62) 201290578; 2011.01.25
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ДЖЕНЕРАЛ ЭЛЕКТРИК КОМПАНИ
(US)
(72) Изобретатель:
Смит Юджин А., мл., Пельтц Дэвид Майкл, Паланти Роберт К. (US)
(74) Представитель:
Поликарпов А.В. (RU)
(56) WO-A1-2002098018 JPH-A-11122153 RU-A-2007135619 RU-A-2008108985
(57) Способ связи для состава (10) транспортных средств, включающего ведущее силовое транспортное средство (14) и удаленное силовое транспортное средство (12А/12В/12С), при этом ведущее силовое транспортное средство (14) содержит первую (29А) и вторую (29В) разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией, и удаленное силовое транспортное средство (12А/12В/12С) содержит третью (29А) и четвертую (29В) разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией. Способ включает передачу исходящего сообщения из ведущего силового транспортного средства (14), прием исходящего сообщения через третью антенну (29А) и подачу сигнала в связанную радиостанцию для формирования первого принятого сигнала, прием исходящего сообщения через четвертую антенну (29В) и подачу сигнала в связанную радиостанцию для формирования второго принятого сигнала, определения параметров качества соответствующих первого и второго принятых сигналов, выбор первого или второго принятого сигнала для обработки удаленным транспортным средством (12А/12В/12С) согласно показателям качества первого и второго сигналов.
Уровень техники
Посредством распределенной тяги в железнодорожных составах движущая сила и тормозное действие подаются от ведущего локомотива (или ведущей единицы) и одного или более удаленных локомотивов (или удаленных единиц), находящихся в составе в отдалении от головной единицы. Согласно одной из конфигураций железнодорожный состав с распределенной тягой содержит ведущий локомотив, расположенный в головной части состава, удаленный локомотив, расположенный в конце состава (EOT, end of train), и один или более локомотивов в середине состава, распределенных между головной и конечной частями железнодорожного состава. Поезда с распределенной тягой предпочтительно использовать для длинных составов с целью улучшения управления составом и его рабочих характеристик, и в особенности это касается железнодорожных составов, передвигающихся в горной местности.
В железнодорожных составах с распределенной тягой каждый ведущий и удаленный локомотив подает движущую силу и тормозное действие для всего состава. Командные сообщения движения и торможения выдаются машинистом ведущего локомотива и подаются в удаленные локомотивы через радиочастотную систему связи (такую как система связи с распределенной тягой известного уровня техники LOCOTROL(r), разработанная компанией General Electric, Скенектади, штат Нью-Йорк), содержащую радиочастотную линию связи (канал), а также приемное и передающее оборудование, установленное в ведущей и удаленной единицах. Удаленные локомотивы, принимающие команды, в ответ применяют к железнодорожному составу тяговое или тормозное усилие и извещают ведущую единицу о приеме и выполнении команды. Ведущая единица также передает в удаленные единицы другие сообщения, включая сообщения запроса состояния. В ответ удаленные единицы передают обратно в ведущую единицу ответное сообщение о состоянии.
В железнодорожном составе, состоящем из двух или более непосредственно связанных удаленных локомотивов, связанные локомотивы функционируют синхронно с помощью сигналов управления, передаваемых по их подключенным линиям MU (multiple unit, кратная единица). Один из локомотивов назначают в качестве управляющей удаленной единицы по отношению к системе связи с распределенной тягой. Только управляющая удаленная единица сконфигурирована для приема команд, переданных ведущей единицей, и для передачи ведущей единице соответствующего ответного сообщения.
Одним из наиболее критичных аспектов в работе железнодорожного состава является обеспечение предсказуемого и успешного функционирования пневматической тормозной системы. В состав пневматической тормозной системы входят тормоза каждого из локомотивов (включая ведущий локомотив и все удаленные локомотивы) и тормоза каждого из железнодорожных вагонов. Локомотивные тормоза ведущей единицы управляются машинистом локомотива посредством изменения позиции рукоятки тормозного рычага локомотива, а вагонные тормоза управляются путем изменения позиции рукоятки рычага автоматического тормоза. Локомотивные тормоза также могут управляться рукояткой рычага автоматического тормоза.
Рукоятка рычага или контроллер автоматического тормоза управляют давлением в тормозной магистрали с текучей средой, которая проходит по всей длине железнодорожного состава и с помощью текучей среды связана с системой вагонных тормозов для применения и отпускания вагонных тормозов в каждом из вагонов в ответ на изменение давления в тормозной магистрали. Более конкретно, регулирующий клапан (обычно содержащий множество клапанов и взаимосвязанную систему трубопроводов) в каждом железнодорожном вагоне реагирует на изменения давления текучей среды в тормозной магистрали путем применения тормозов (в ответ на уменьшение давления текучей среды в тормозной магистрали) или отпускания тормозов (в ответ на увеличение давления текучей среды в тормозной магистрали). Текучей средой в тормозной магистрали традиционно является сжатый воздух. В результате изменения машинистом положения рукоятки рычага автоматического тормоза в ведущем локомотиве возникает падение давления в ведущей единице, которое распространяется по тормозной магистрали к концу железнодорожного состава. Регулирующий клапан в каждом железнодорожном вагоне обнаруживает падение давления и в ответ на это подает сжатый воздух из локального резервуара железнодорожного вагона к тормозным цилиндрам колеса, которые, в свою очередь, передвигают тормозные колодки к колесам железнодорожного вагона. Резервуар железнодорожного вагона пополняется воздухом, выводимым из тормозной магистрали в течение рабочих интервалов, в которых тормоз не используется.
Отпускание тормоза также управляется машинистом ведущего локомотива путем управления рукояткой рычага автоматического тормоза для увеличения давления в тормозной магистрали. Увеличение давления определяется в железнодорожных вагонах, и в ответ тормозные колодки отходят от колес железнодорожного вагона.
В железнодорожном составе с распределенной тягой, помимо регулирования давления в тормозной магистрали для применения и отпускания вагонных тормозов, ведущая единица управляет процессом применения и отпускания тормоза удаленной единицы путем передачи соответствующего сигнала в удаленные единицы через канал связи. Как описывается ниже, на процессы применения и отпускания тормозов, таким образом, оказывается более оперативное воздействие по всей длине состава благодаря участию в этом как ведущей единицы, так и удаленной единицы. С некоторыми ограничениями, которые требуются для поддержания управления железнодорожным составом, в железнодорожном составе с рас
пределенной тягой команда торможения или отпускания тормоза может также передаваться из ведущего или удаленного локомотива.
Тормоза железнодорожного вагона могут применяться в двух режимах, то есть в режиме служебного торможения или в режиме экстренного торможения. В режиме служебного торможения тормозные силы прикладываются к железнодорожному вагону для замедления или остановки железнодорожного состава в пункте рельсового пути, расположенном по ходу движения. В процессе служебного торможения давление тормозной магистрали медленно уменьшается, и в ответ на это постепенно применяются тормоза. Машинист управляет скоростью, с которой уменьшается давление, посредством манипулирования рукояткой управления автоматическим тормозом. Режим принудительного торможения является одной из форм режима служебного торможения, в котором давление в тормозной магистрали уменьшается до нуля, но выпуск воздуха происходит с заранее заданной скоростью, в отличие от экстренного торможения, описанного ниже, и железнодорожные вагоны в этом режиме не выпускают воздух из тормозной магистрали.
В режиме экстренного торможения дается команда немедленного применения тормозов железнодорожных вагонов посредством немедленного выпуска или отвода воздуха из тормозной магистрали в ведущей единице (и удаленных единицах состава с распределенной тягой). Когда железнодорожный вагон определяет заранее заданную скорость уменьшения давления, указывающую на применение экстренного торможения, железнодорожный вагон также отводит воздух из тормозной магистрали для ускорения распространения выпуска воздуха из тормозной магистрали по железнодорожному составу. К сожалению, поскольку тормозная магистраль растянута на несколько тысяч ярдов (несколько тысяч метров) по железнодорожному составу, экстренное торможение не происходит мгновенно по всей длине тормозной магистрали. Таким образом, для остановки состава силы торможения неравномерно прикладываются к каждому железнодорожному вагону.
В железнодорожных составах с распределенной тягой торможение выполняется посредством отвода воздуха из тормозной магистрали как в ведущем, так и в удаленном локомотивах, благодаря чему ускоряется отвод воздуха из тормозной магистрали и применение тормозов в каждом железнодорожном вагоне, особенно в железнодорожных вагонах, расположенных в конце состава. Следует отметить, что отвод воздуха из тормозной магистрали только в ведущей единице в обычном железнодорожном составе требует распространения процесса уменьшения давления в тормозной магистрали по всей длине железнодорожного состава, что замедляет торможение железнодорожных вагонов, отдаленных от ведущей единицы. В железнодорожном составе с распределенной тягой, оснащенном оперативным каналом связи между ведущей и удаленными единицами, если машинист железнодорожного состава отдает команду торможения (например, служебного или экстренного торможения) посредством воздействия на рукоятку рычага управления автоматическим тормозом в ведущей единице, из тормозной магистрали отводится воздух, и команда торможения передается каждой удаленной единице по радиочастотной линии связи. В ответ каждая удаленная единица также отводит воздух из тормозной магистрали. Таким образом, тормозное действие в удаленных локомотивах следует за тормозным действием ведущей единицы в ответ на сигналы, переданные системой связи.
Команда отпускания тормоза, инициированная в ведущей единице, также передается по радиочастотной линии связи удаленным единицам, так что тормозная магистраль повторно заполняется воздухом из всех локомотивов до номинального давления, благодаря чему уменьшается время пополнения тормозной магистрали.
Если экстренное торможение в ведущем локомотиве инициировано машинистом железнодорожного состава или в ответ на обнаруженное аварийное состояние, система радиочастотной связи передает сигнал экстренного торможения каждому из удаленных локомотивов по радиочастотной линии связи. В ответ удаленные локомотивы выпускают воздух из тормозной магистрали. Такой способ позволяет быстрее выполнять экстренное торможение, так как выпускается воздух из тормозной магистрали всех локомотивов, а не только ведущего локомотива, как в обычном железнодорожном составе.
На фиг. 1 и 2 схематично показан пример железнодорожного состава 10 с распределенной тягой, передвигающегося в направлении, указанном стрелкой 11, при этом одна или более удаленных единиц 12А-12С управляются либо из ведущей единицы 14 (фиг. 1), либо из диспетчерского пункта 16 (фиг. 2). Локомотив 15 управляется ведущей единицей 14 через линию 17 MU, соединяющую две единицы. Идеи настоящего изобретения могут применяться к железнодорожному составу 10 с распределенной тягой и к системе связи, работающей с этим составом, как описано ниже.
Следует понимать, что единственная разница между системами, показанными на фиг. 1 и 2, заключается в том, что на фиг. 1 передача команд и сообщений выполняется из ведущей единицы 14, а на фиг. 2 - из диспетчерского пункта 16, и определенные взаимные соединения в системе, показанной на фиг. 1, исключены. Обычно диспетчерский пункт 16 осуществляет связь с ведущей единицей 14, которая, в свою очередь, соединена с удаленными единицами 12А-12С.
В одном из вариантов осуществления канал связи системы связи содержит один полудуплексный канал связи с полосой пропускания 3 кГц, в котором сообщения и команды содержат поток последовательных двоичных данных, закодированный с использованием модуляции, реализованной по схеме час
тотной манипуляции на одной из четырех доступных частот несущей. Различные позиции битов соответствуют информации, касающейся типа передачи (например, сообщение, команда, аварийный сигнал), собственно сообщения, команды или аварийного сигнала, адреса принимающей единицы, адреса передающей единицы, обычных стартовых и стоповых битов и битов обнаружения/коррекции ошибок. Подробная информация о сообщениях и командах, обеспечиваемых системой, и формат передачи отдельных сообщений и команд обстоятельно обсуждается в патенте США № 4582280, который включен в это описание посредством ссылки.
Железнодорожный состав 10, показанный на фиг. 1 и 2, дополнительно содержит множество железнодорожных вагонов 20, размещенных между удаленными единицами 12А/12В и между удаленной единицей 12С (на фиг. 1). Размещение локомотивов 14 и 12А-12С и вагонов 20, показанных на фиг. 1 и 2, приведено лишь в качестве примера, тогда как настоящее изобретение может применяться и в других вариантах размещения локомотивов/железнодорожных вагонов. Железнодорожные вагоны 20 оснащены пневматической тормозной системой (не показана на фиг. 1 и 2), которая применяет пневматические тормоза железнодорожного вагона в ответ на падение давления в тормозной магистрали 22 и отпускает пневматические тормоза при росте давления в тормозной магистрали 22. Тормозная магистраль 22 проходит по длине железнодорожного состава для передачи изменений давления воздуха, определяемых отдельными рукоятками 24 управления пневматического тормоза в ведущей единице 14 и в удаленных единицах 12А, 12В и 12С.
В определенных вариантах осуществления настоящего изобретения внешний ретранслятор 26, также описываемый ниже, расположен на дистанции радиосвязи железнодорожного состава 10 для ретрансляции сигналов связи между ведущей единицей 14 и удаленными единицами 12А, 12В и 12С.
Ведущая единица 14 и удаленные единицы 12А, 12В и 12С оснащены независимыми приемопередатчиками 28А и 28В, работающими с соответствующими антеннами 29А и 29В, для приема и передачи сигналов связи по каналу связи. Внешний ретранслятор 26 и диспетчерский пункт 16 оснащены приемопередатчиком 28, работающим с антенной 29, для приема и передачи сигналов связи по каналу связи.
Приемопередатчик 28 ведущей единицы связан с ведущей станцией 30 для генерации и передачи команд и сообщений из ведущей единицы 14 в удаленные единицы 12А-12С и для приема из них ответных сообщений.
Команды генерируются в ведущей станции 30 в ответ на действия машиниста, связанные с управлением движущей силой и торможением, в ведущей единице 14 (как это описано в других местах документа) или по мере необходимости на действия, выполняемые автоматически. Каждая удаленная единица 12А-12С и внешний ретранслятор 26 содержат удаленную станцию 32 для обработки, ретрансляции и/или ответа на данные, переданные из ведущей единицы 14, и для передачи ответных сообщений и команд. Ведущая станция 30 и удаленные станции 32 отвечают за независимые сигналы, поступающие из обоих приемопередатчиков - 28А и 28В.
К четырем первичным типам данных сеансов радиопередач, выполняемых системой связи, относятся (1) сообщения линии связи от ведущей единицы 14 в каждую из удаленных единиц 12А-12С, которые "связывают" ведущую единицу 14 и удаленные единицы 12А-12С, то есть конфигурируют или настраивают систему связи для использования ведущей единицей 14 и удаленными единицами 12А-12С, (2) ответные сообщения линии связи, которые указывают на прием и выполнение сообщений линии связи, (3) команды, поступающие из ведущей единицы 14, которая управляет одной или более функцией (например, применение движущей силы или торможения) одной или более удаленных единиц 12А-12С, и (4) сообщения о состоянии и аварийных сигналах, передаваемые одной или более удаленных единиц 12А-12С, которые обновляют или передают для ведущей единицы 14 необходимую оперативную информацию, относящуюся к одной или более удаленных единиц 12А-12С.
Каждое сообщение и команда, переданная из ведущей единицы 14, в широковещательном режиме пересылается всем удаленным единицам 12А-12С и включает в себя идентификатор ведущей единицы, который используется удаленными единицами 12А-12С для определения того, что ведущая единица, передающая данные, является ведущей единицей того же железнодорожного состава. Если этот факт определяется, то удаленная единица 12А-12С выполняет принятую команду.
Сообщения и аварийные сигналы, передаваемые из одной из удаленных единиц 12А-12С, также содержат адрес передающей единицы. В результате ранее завершенного процесса установления связи принимающая единица, то есть ведущий или удаленный локомотив, может определить, был ли он заданным получателем переданных данных, путем проверки идентификатора передающей единицы, включенного в сообщение, и может ответить соответствующим образом.
Эти четыре типа сообщений, каждое из которых содержит адресную информацию, гарантируют безопасную линию передачи, отличающуюся низкой вероятностью разрыва от воздействия помех на дистанции радиопередачи железнодорожного состава 10. Сообщения позволяют управлять удаленными единицами 12А-12С из ведущей единицы 14 и обеспечивают для ведущей единицы 14 информацию о работе удаленной единицы.
Хотя большинство команд выдаются ведущей единицей 14 и передаются удаленным единицам 12А-12С для выполнения, как описано выше, существует одна ситуация, в которой удаленная единица 12А
12С выдает команды другим удаленным единицам и ведущей единице 14. Если удаленная единица 12А-12С определяет условие, которое предписывает экстренное торможение, удаленная единица передает команду экстренного торможения всем другим единицам в железнодорожном составе. Команда содержит идентификатор ведущего локомотива железнодорожного состава и, таким образом, будет выполняться в каждой удаленной единице, как если бы эта команда была выдана ведущей единицей.
В описании настоящего изобретения термины "линия радиосвязи", "RF-линия связи", "RF-связь" и другие подобные термины описывают способ связи между двумя линиями в сети. Следует принимать во внимание, что линия связи между узлами (локомотивами) в системе в соответствии с настоящим изобретением не ограничена радиосистемами, или RF-системами, или подобными им системами, но подразумевается, что этот термин охватывает все технологии, посредством которых сообщения могут доставляться из одного узла в другой узел или в множество других узлов, включая, без ограничений, магнитные системы, акустические системы и оптические системы. Таким же образом, система, используемая в рамках настоящего изобретения, описывается согласно варианту осуществления, в котором между узлами используются радиочастотные (RF) линии связи и в котором различные компоненты совместимы с такими линиями связи; однако это описание не имеет своей целью ограничение настоящего изобретения этим конкретным вариантом осуществления.
В железнодорожном составе с распределенной тягой, реагирующем на инициируемые машинистом команды, система связи в ведущей единице передает в каждую удаленную единицу радиочастотное (RF) сообщение, представляющее команду. К таким командам могут относиться команды контроллера или тяги локомотива и команды пневматического тормоза, динамического тормоза и электрического тормоза. В случае команды пневматического тормоза при приеме сообщения команда торможения выполняется в каждой удаленной единице для ускорения отклика на команду в вагонах, поскольку удаленные единицы принимают радиочастотное сообщение перед тем, как они определяют, что давление в тормозной магистрали изменилось. Например, если машинист выдает команду торможения, из тормозной магистрали в ведущей единице отводится воздух, и давление снижается по всей длине железнодорожного состава до последнего его вагона. В зависимости от длины железнодорожного состава перед тем, как давление снизится в области последнего вагона, может пройти несколько секунд. Отвод воздуха из тормозной магистрали как в ведущем, так и в удаленных локомотивах, причем в последнем в ответ на RF-сообщение, позволяет ускорить отвод воздуха из тормозной магистрали и применение тормозов в каждом железнодорожном вагоне, особенно в железнодорожных вагонах, расположенных в конце состава. Таким образом, тормозные действия в удаленных локомотивах следуют за тормозными действиями ведущей единицы в ответ на RF-сигналы, переданные системой связи.
Команда отпускания тормоза, инициированная в ведущей единице, также передается по радиочастотной линии связи удаленным единицам, так что тормозная магистраль повторно заполняется воздухом из всех локомотивов до своего номинального давления, благодаря чему уменьшается время пополнения тормозной магистрали.
Если машинист железнодорожного состава инициирует экстренное торможение в ведущем локомотиве, система связи передает сигнал экстренного торможения каждому из удаленных локомотивов по радиочастотной линии связи. Удаленные локомотивы выпускают воздух из тормозной магистрали, для того чтобы быстрее выполнить экстренное торможение, так как выпускается воздух из тормозной магистрали всех локомотивов, а не только ведущего локомотива, как в обычном железнодорожном составе.
В целом, сообщения, переданные через систему связи, позволяют выравнивать тяговые усилия, прикладываемые к железнодорожным вагонам, и улучшать характеристики торможения, поскольку каждый локомотив может выполнять торможение со скоростью RF-сигнала, а не с меньшей скоростью, с которой по железнодорожному составу распространяется сигнал торможения для пневматической тормозной магистрали.
Если железнодорожный состав с распределенной тягой работает в среде, в которой предполагается получение каждой удаленной единицей командных сообщений, переданных ведущей единицей, например, когда железнодорожный состав перемещается по относительно прямому полотну без непосредственных преград для радиочастотного сигнала, система связи работает в нормальном режиме. В этом режиме в процессе связи не ожидается потери данных, прерываний или повторной передачи сообщения (поскольку сообщение не было доставлено в требуемый пункт назначения при первой попытке передачи). Большинство сообщений, переданных в нормальном режиме, управляются в соответствии с протоколом передачи сообщений с фиксированным приоритетом, согласно которому каждая удаленная единица передает сообщение о состоянии в ответ на выданное ведущей единицей командное сообщение по истечении заранее заданного интервала времени после передачи команды. Таким образом, каждой удаленной единице назначается временной интервал, отсчет которого начинается с момента передачи командного сообщения ведущей единицы и в течение которого каждая удаленная единица передает свое сообщение.
Временная диаграмма, показанная на фиг. 3 для системы железнодорожного состава, содержащего ведущую единицу и четыре удаленные единицы, иллюстрирует концепции, связанные с протоколом передачи сообщений с фиксированным приоритетом для связи в нормальном режиме. Концепции, описы
ваемые на основе фиг. 3, могут применяться к железнодорожному составу, содержащему больше или меньше четырех удаленных локомотивов.
В соответствии с этой схемой в момент времени t=650 мс ведущая единица передает командное сообщение (например, команду торможения, команду тяги, команду динамического торможения и т.д.), которая, как предполагается, должна приниматься всеми удаленными локомотивами в железнодорожном составе с распределенной тягой. Как показано на фиг. 3, каждому приемопередатчику (также называемому радиостанцией) выделен интервал в 30 мс для включения, и в примере длина командного сообщения составляет 193 мс. По истечении заранее заданного интервала, отсчитываемого от момента передачи данных ведущей единицей, например 50 мс, как показано на фиг. 3, первый удаленный локомотив повторно передает командное сообщение и сообщение о своем состоянии (например, первый удаленный локомотив отводит воздух из тормозной магистрали в ответ на команду торможения). Сообщение о состоянии предназначается для ведущего локомотива, для того чтобы известить машиниста железнодорожного состава об отклике первой удаленной единицы на команду. Следует также отметить, что каждая удаленная единица ретранслирует командное сообщение совместно с сообщением о своем состоянии для максимизации вероятности приема команды всеми удаленными локомотивами. Значения времени включения, продолжительности сообщения и т.д., показанные на фиг. 3, приведены лишь в качестве примера и могут изменяться в зависимости от применения и спецификаций компонентов, входящих в состав системы связи.
Второй удаленный локомотив ретранслирует командное сообщение и передает сообщение о своем состоянии по истечении заранее заданной задержки, например через 50 мс, после окончания передачи первой удаленной единицей. Процесс ретрансляции команды и передачи сообщения о состоянии продолжается до тех пор, пока все удаленные локомотивы не выполнят ретрансляцию командного сообщения и не передадут соответствующее сообщение о своем состоянии. Состояние завершения передачи сообщения наступает в тот момент, когда последняя удаленная единица передала сообщение о своем состоянии, после чего ведущая единица может передавать в удаленные локомотивы другое командное сообщение. В варианте осуществления настоящего изобретения, показанном на фиг 3, окончание процесса передачи сообщения фиксируется в момент времени t=2896 мс или через 2271 мс после начальной передачи, инициированной ведущей единицей.
При передаче командного сообщения ведущая единица не осведомлена, принято ли сообщение всеми удаленными единицами в железнодорожном составе, до тех пор пока не принято сообщение о состоянии из каждой удаленной единицы (при этом сообщения о состоянии указывают на прием и выполнение командных сообщений) или пока не обнаружено, что сообщение о состоянии отсутствует для одной или более удаленных единиц (отсутствие сообщения о состоянии указывает на то, что командное сообщение не принято). Таким образом, в соответствии с одним из вариантов осуществления системы связи каждая удаленная единица ретранслирует командные сообщения для указания на то, что эти сообщения приняты.
Следует отметить, что, возможно, одно или более сообщений о состоянии удаленных единиц могут быть не приняты ведущей единицей. В этом случае ведущая единица повторно передает командное сообщение и ожидает ответного сообщения о состоянии от каждой удаленной единицы в железнодорожном составе. Один из признаков настоящего изобретения, описываемый ниже, позволяет повысить вероятность того, что все сообщения о состоянии будут приняты в ведущей единице, благодаря чему уменьшается вероятность повторной передачи, без значительного влияния на общее время сеанса передачи командных сообщений и сообщений о состоянии.
В дополнение к описанному выше протоколу передачи сообщений с фиксированным приоритетом определенные команды, например экстренное торможение, классифицируются как высокоприоритетные командные сообщения и передаются в соответствии с протоколом другого приоритета, отличного от протокола передачи сообщений с фиксированным приоритетом. Однако и другие командные сообщения, например для проверки системы связи, обрабатываются согласно протоколам других приоритетов, которые управляют передачей этих команд и откликов на них удаленными единицами.
Поскольку железнодорожный состав с распределенной тягой проходит через определенную местность или отрезки рельсового пути, характеризуемые природными или искусственными помехами, линия связи, находящаяся в прямой видимости между передающими и приемными единицами, может быть разорвана. Вследствие этого командные сообщения и сообщения о состоянии принимающей единицей не могут надежно приниматься принимающим блоком, то есть ведущим локомотивом, для сообщений, переданных из удаленной единицы, и удаленным локомотивом для сообщений, переданных из ведущей единицы. Хотя высокомощные, надежные приемопередатчики способны успешно передавать сигнал в принимающую единицу при определенных рабочих условиях, затраты на такое оборудование могут быть значительными. Кроме того, при некоторых рабочих условиях даже высокомощный приемопередатчик не может успешно выполнить сеанс связи, например, в том случае, если длинный железнодорожный состав передвигается по изогнутому участку рельсового пути в непосредственной близости от естественных преград, таких как гора, где тракт связи между ведущей единицей и одной или более удаленных единиц прерывается горой. Помимо этого при прохождении железнодорожного состава через туннель
определенные приемопередатчики, возможно, не смогут осуществлять связь с другими приемопередатчиками, расположенными на локомотивах.
Для повышения надежности системы в одном из осуществлений система связи железнодорожного состава с распределенной тягой содержит внешний ретранслятор 26 (см. фиг. 1) для приема сообщений, переданных из ведущей единицы 14, и ретрансляции (повторной передачи) сообщения для приема удаленными единицами 12А-12С. Этот вариант осуществления может на практике использоваться по всей длине рельсового пути, проходящего, например, через туннель. В таком варианте осуществления внешний ретранслятор 26 содержит антенну 29 (например, негерметичный коаксиальный кабель, смонтированный по всей длине туннеля) и дистанционный терминал 32 для приема и повторной передачи сообщений ведущей единицы, которые принимаются всеми удаленными единицами 12А-12С в пределах диапазона радиочастотной связи антенны 29 ретранслятора.
Сущность изобретения
В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящее изобретение включает способ связи для состава транспортных средств, состоящего из ведущего силового транспортного средства и удаленного силового транспортного средства, при этом ведущее силовое транспортное средство содержит первую и вторую разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией, и удаленное силовое транспортное средство содержит третью и четвертую разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией. Способ также включает передачу исходящего сообщения из ведущего силового транспортного средства; прием исходящего сообщения в удаленном силовом транспортном средстве через третью антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования первого принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через четвертую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования второго принятого сигнала; определение показателя качества первого принятого сигнала; определение показателя качества второго принятого сигнала; выбор первого или второго принятого сигнала для обработки удаленным силовым транспортным средством согласно показателям качества первого и второго сигналов; передачу входящего сообщения из удаленного силового транспортного средства; прием входящего сообщения в ведущем силовом транспортном средстве через первую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования третьего принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через вторую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования четвертого принятого сигнала; определение показателя качества третьего принятого сигнала; определение показателя качества четвертого принятого сигнала; и выбор третьего или четвертого принятого сигнала для обработки ведущим силовым транспортным средством согласно показателям качества третьего и четвертого сигналов.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящее изобретение включает систему связи для состава транспортных средств, состоящего из ведущего силового транспортного средства и удаленного силового транспортного средства, каждое из которых оснащено головной антенной и хвостовой антенной. Система также содержит канал связи, упомянутое ведущее силовое транспортное средство для передачи по каналу связи исходящего сообщения, принимаемого удаленным силовым транспортным средством, первую радиостанцию, связанную с головной антенной, в удаленном силовом транспортном средстве для приема первого принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение и вторую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в удаленном силовом транспортном средстве для приема второго принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение, при этом первая радиостанция определяет показатель качества первого принимаемого сигнала, а вторая радиостанция определяет показатель качества второго принимаемого сигнала; средство сравнения для сравнения показателей качества первого и второго сигналов; процессор для обработки первого или второго принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше; упомянутое удаленное силовое транспортное средство для передачи по каналу связи входящего сообщения, принимаемого ведущим силовым транспортным средством; третью радиостанцию, связанную с головной антенной, в ведущем силовом транспортном средстве для приема третьего принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение и четвертую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в ведущем силовом транспортном средстве для приема четвертого принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение, при этом третья радиостанция определяет показатель качества третьего принимаемого сигнала, а четвертая радиостанция определяет показатель качества четвертого принимаемого сигнала; средство сравнения показателей качества третьего и четвертого сигналов; процессор для обработки третьего или четвертого принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящее изобретение включает способ связи для состава транспортных средств, содержащего ведущее силовое транспортное средство, оснащенное первой антенной, связанной с первым приемопередатчиком, и второй антенной, связанной со вторым приемопередатчиком, и удаленное силовое транспортное средство, оснащенное третьей антенной, связанной с третьим приемопередатчиком, и четвертой антенной, связанной с четвертым приемопередатчиком. Способ также включает передачу исходящего сообщения от первого приемопередатчика через первую антенну или от второго приемопередатчика через вторую антенну, при этом исходящее сообщение
содержит множество байтов сообщения, прием исходящего сообщения через третью и четвертую антенны и связанные с ними третий и четвертый приемопередатчики, определение корректных байтов и ошибочных байтов в исходящем сообщении, принятом в третьем приемопередатчике, определение корректных байтов и ошибочных байтов в исходящем сообщении, принятом в четвертом приемопередатчике, и сборку восстановленного сообщения с использованием корректных байтов одного из сообщений, принятого в третьем приемопередатчике или в четвертом приемопередатчике.
В соответствии с другим вариантом осуществления настоящее изобретение включает способ связи для состава транспортных средств, содержащего ведущее силовое транспортное средство и множество удаленных силовых транспортных средств. Способ также включает передачу исходящего сообщения из ведущего силового транспортного средства, при этом исходящее сообщение содержит множество байтов сообщения; прием и ретрансляцию исходящего сообщения одним или более из множества транспортных средств; прием первого экземпляра исходящего сообщения в одном из множества удаленных силовых транспортных средств; прием второго экземпляра исходящего сообщения в одном из множества удаленных силовых транспортных средств; определение корректных байтов и ошибочных байтов в первом экземпляре исходящего сообщения, определение корректных байтов и ошибочных байтов во втором экземпляре исходящего сообщения и сборку восстановленного исходящего сообщения в одном из множества удаленных силовых транспортных средств с использованием корректных байтов, входящих в первый или второй экземпляр исходящего сообщения.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение, дополнительные преимущества и способы его использования будут более понятны при рассмотрении следующего подробного описания совместно с прилагаемыми чертежами, на которых
на фиг. 1 и 2 представлены схематические изображения железнодорожного состава с распределенной тягой, в котором может применяться настоящее изобретение;
на фиг. 3 для системы связи представлена временная диаграмма обычного протокола передачи приоритетных сообщений, используемого на известном уровне техники;
на фиг. 4 показана временная диаграмма встроенного протокола передачи приоритетных сообщений в соответствии с настоящим изобретением, применяемым для железнодорожного состава, состоящего из четырех удаленных единиц;
на фиг. 5 приведена таблица, иллюстрирующая временные параметры бортового протокола передачи приоритетных сообщений в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 6 показана временная диаграмма другого варианта реализации бортового протокола передачи приоритетных сообщений в соответствии с настоящим изобретением, применяемым для железнодорожного состава, состоящего из четырех удаленных единиц;
на фиг. 7 показана временная диаграмма бортового протокола передачи приоритетных сообщений в соответствии с настоящим изобретением, применяемым для железнодорожного состава, состоящего из трех удаленных единиц;
на фиг. 8 приведена временная диаграмма внешней системы ретрансляции сообщений в соответствии с настоящим изобретением;
на фиг. 9 приведена таблица, в которой сравниваются временные параметры обычного протокола передачи приоритетных сообщений, бортового протокола передачи приоритетных сообщений и внешнего протокола передачи приоритетных сообщений;
на фиг. 10 представлена схема, иллюстрирующая железнодорожный состав с распределенной тягой в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 11 и 12 показан алгоритм выполнения шагов обработки в соответствии с двумя вариантами осуществления настоящего изобретения.
В соответствии с общей практикой различные описанные признаки изображены не в масштабе, а изображены для того, чтобы подчеркнуть конкретные признаки, относящиеся к изобретению.
Ссылочные позиции обозначают похожие элементы на всех чертежах и в тексте.
Подробное описание осуществления изобретения
Перед подробным описанием конкретного способа и устройства для реализации протокола передачи приоритетных сообщений для бортовой системы ретрансляции сообщений в соответствии с настоящим изобретением следует отметить, что настоящему изобретению в основном присущи новые комбинации аппаратных и программных элементов, связанных с указанным способом и устройством. Соответственно аппаратные и программные элементы представлены в виде обычных элементов на чертежах, иллюстрирующих только те конкретные детали, которые относятся к настоящему изобретению, для того чтобы не затруднять раскрытие настоящего изобретения структурными подробностями, очевидными специалисту в этой области техники, желающему воспользоваться преимуществами, изложенными в этом описании.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения предлагается протокол передачи приоритетных сообщений для встроенной системы ретрансляции сообщений в железнодорожном составе с распределенной тягой, таком как железнодорожный состав 10 с распределенной тягой, пока
занный на фиг. 1, согласно которому сообщения скачкообразно передаются по длине состава из ведущей единицы 14, начиная от головной и заканчивая хвостовой частью состава, по мере того как каждая последующая удаленная единица 12А-12С принимает и ретранслирует сообщение.
Кроме того, если железнодорожный состав въезжает в область, в которой ведущий локомотив не может успешно осуществлять связь непосредственно с каждой удаленной единицей (например, если железнодорожный состав въезжает в туннель), система связи в соответствии с настоящим изобретением может автоматически переключиться на приоритетный протокол для бортовой ретрансляции сообщений (OBMR, onboard message repeating). Такое переключение происходит, например, если в системе связи регистрируется прерывание, длительность которого превышает заранее заданный фиксированный интервал времени, например одну минуту. После активизации протокол OBMR используется 15 мин, после чего система связи возвращается в режим работы согласно обычному протоколу передачи приоритетных сообщений, то есть в режим, описанный совместно с фиг. 3. В другом варианте осуществления система связи может быть сконфигурирована для постоянного функционирования по протоколу OBMR, или протокол OBMR может активизироваться вручную машинистом ведущего локомотива.
На фиг. 4 показан пример протокола OBMR для железнодорожного состава, содержащего ведущую единицу и четыре удаленных единицы. В этом режиме ведущая единица передает командное сообщение (то есть сообщение, предписывающее выполнение новой функции в удаленных единицах или содержащее сообщение обновления состояния, запрашивающее информацию о состоянии удаленной единицы, а также включающее в свой состав самую последнюю ранее переданную команду). Первая удаленная единица принимает исходящее командное сообщение и ретранслирует это сообщение, для того чтобы оно было принято другими удаленными единицами железнодорожного состава.
Как показано на фиг. 4, сеанс передачи, выполняемый ведущей единицей, начинается через 625 мс после момента времени, обозначенного t=0. Этот интервал приведен только в качестве примера и представляет собой заранее заданный минимальный интервал между приемом сообщения в ведущей единице и передачей последующей команды из ведущей единицы. Следует отметить, что в качестве примера указан интервал задержки в 50 мс между завершением передачи и повторной передачей сообщения, а также указан примерный интервал 30 мс, требуемый для включения радиостанции (приемопередатчика). Обычно командные сообщения, передаваемые ведущей единицей, сообщения, передаваемые удаленной единицей, и интервал между сеансами передачи сообщений имеют фиксированную длину. Однако длины этих интервалов могут при необходимости изменяться в конкретном применении настоящего изобретения, а также могут отличаться у различных железнодорожных операторов.
В отличие от обычного режима связи, описанного выше, в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения первая удаленная единица не передает ответное сообщение о состоянии после приема исходящего сообщения, переданного из ведущего локомотива. Вместо этого первая удаленная единица (и каждая последующая удаленная единица) ретранслирует исходящее сообщение, вследствие чего это сообщение распространяется по всей длине железнодорожного состава без временных задержек, вызванных передачей из каждой удаленной единицы входящих (то есть переданных по направлению к ведущему локомотиву) сообщений о состоянии. Как показано на фиг. 4, каждая удаленная единица ретранслирует исходящее сообщение в своем соответствующем заранее заданном временном интервале (предварительно определенном интервале времени после приема исходящего сообщения) после передачи переданного исходящего сообщения другой удаленной единицей или передачи отклика другой удаленной единицей. Таким образом, сообщение скачкообразно передается по длине железнодорожного состава так, чтобы каждая удаленная единица смогла принять это сообщение. В тот момент когда исходящее сообщение ретранслируется последней удаленной единицей, сообщения о состоянии еще не были возвращены в ведущий локомотив.
Одна из предпосылок определенных вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что каждый локомотив поезда принимает (например, "прослушивает") сообщения, переданные из ведущего локомотива и из удаленного локомотива(ов), хотя это не всегда возможно вследствие помех, низкого уровня сигнала и т.д. Временные параметры сигналов и действия, выполняемые ведущей и ведомой единицами и указанные в этом описании, основаны на этой предпосылке. Если удаленная единица не принимает сообщение из ведущей единицы, то эта ситуация обнаруживается, например, когда ведущая единица не принимает отклик из этого удаленного локомотива. Ведущий локомотив предпринимает корректирующие действия, включая повторную передачу исходного сообщения.
Кроме того, как показано на фиг. 4, каждый удаленный локомотив находится в состоянии ожидания в течение заранее заданного периода времени с момента приема сообщения (либо с момента приема исходящего сообщения, либо с момента приема входящего сообщения) из ведущего локомотива или из предшествующего удаленного локомотива, при этом термин "предшествующий" означает локомотив, который по времени принял сообщение раньше и передает ответное сообщение или ретранслирует принятое сообщение. Однако, если предшествующий удаленный локомотив не принимает сообщение, очевидно, он не может передать ответное сообщение или ретранслировать исходное сообщение. В этих условиях удаленный локомотив, ожидающий отклика от предшествующего локомотива, не получает этого отклика. Удаленный локомотив, ожидающий отклика, таким образом, находится в состоянии ожидания в
течение заранее заданного интервала времени с момента приема последнего сообщения до момента передачи собственного сообщения или ретрансляции исходного сообщения.
При настройке системы связи описанным выше образом каждый локомотив сконфигурирован для отображения своей позиции в поезде. Таким образом, каждое сообщение, переданное локомотивом, содержит идентификатор передающего локомотива. Каждый локомотив, принимающий сообщение, может, таким образом, определить, какой локомотив передал сообщение, а также может определить позицию передающего локомотива в поезде относительно позиции принимающего локомотива.
Если последняя удаленная единица (n-я удаленная единица) принимает командное сообщение, последняя удаленная единица передает свое сообщение о состоянии (то есть входящее сообщение) обратно предыдущей (П-1)-Й удаленной единице. В соответствии с общепринятой практикой, если сконфигурирована система связи или ведущая и удаленные единицы соединены, самая дальняя от ведущей единицы удаленная единица сконфигурирована в качестве последней удаленной единицы, то есть последняя удаленная единица "осведомлена" о своей позиции в железнодорожном составе. Таким образом, если последняя удаленная единица принимает исходящее сообщение, она отвечает на него передачей своего сообщения о состоянии. Третья удаленная единица (в том случае, если n=4) принимает сообщение о состоянии из четвертой удаленной единицы и сохраняет принятое сообщение о состоянии до наступления своего назначенного временного интервала, в котором третья удаленная единица ретранслирует сообщение о состоянии четвертой удаленной единицы совместно со своим собственным сообщением о состоянии, передавая, таким образом, оба сообщения о состоянии в направлении ведущей единицы, то есть во вторую удаленную единицу. Вторая удаленная единица принимает сообщения о состоянии из четвертой и третьей удаленных единиц и передает эти сообщения плюс свое собственное сообщение о состоянии в направлении ведущей единицы. Этот процесс продолжается, до тех пор пока сообщение о состоянии каждой удаленной единицы не достигает ведущей единицы в виде объединенного сообщения, содержащего сообщения о состоянии каждой удаленной единицы.
Как показано на фиг. 4, это происходит в момент времени t=4377 мс, то есть от начала передачи исходящего командного сообщения до момента приема в ведущей единице всех сообщений о состоянии проходит, в целом, 3752 мс.
Согласно стандартной процедуре функционирования системы связи железнодорожного состава с распределенной тягой в том случае, если удаленная единица не принимает исходящее сообщение после передачи его в исходном виде из ведущей единицы или после успешной его ретрансляции удаленными единицами, удаленная единица, которая не приняла сообщение, не возвращает сообщение о состоянии в ведущую единицу. Ведущая единица предполагает получить сообщение о состоянии из каждой удаленной единицы и может на основе принятых сообщений о состоянии (каждое сообщение о состоянии удаленной единицы содержит идентификатор удаленной единицы) определить, какие удаленные единицы, если таковые имеются, не приняли командное сообщение. Таким образом, если ведущая единица не принимает сообщение о состоянии из одной или более удаленных единиц, команда повторно передается ведущей единицей. В соответствии с одним из вариантов осуществления машинист ведущей единицы информируется об этой удаленной единице, пропустившей команду, путем соответствующей индикации на дисплее ведущей единицы.
Специалисту в этой области техники понятно, что сообщение о состоянии, переданное удаленной единицей, может приниматься другими удаленными единицами, в дополнение к предназначенной для приема удаленной единице, расположенной рядом с передающей удаленной единицей в направлении к ведущей единице. Например, на фиг. 4 железнодорожный состав с распределенной тягой содержит четыре удаленные единицы, при этом вторая и третья удаленные единицы могут принимать сообщение о состоянии, переданное четвертой удаленной единицей. Вторая удаленная единица до момента передачи сообщения сохраняет сообщение о состоянии четвертой удаленной единицы до назначенного ей временного интервала передачи или до назначенного интервала времени, отсчитываемого от момента приема сообщения из последней удаленной единицы. Таким образом, вторая удаленная единица может принимать сообщение о состоянии четвертой удаленной единицы дважды: (1) при начальной передаче сообщения четвертой удаленной единицей и (2) при ретрансляции сообщения третьей удаленной единицей. Возможность многократного приема сообщения о состоянии повышает вероятность того, что ведущая единица примет сообщение о состоянии из каждой удаленной единицы, принявшей командное сообщение.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения удаленная единица, принимающая сообщение дважды, как это описано непосредственно выше, сравнивает два сообщения байт за байтом. Каждый байт сообщения содержит код обнаружения ошибки (например, контроль по четности), что позволяет определить, является ли каждый байт безошибочным (контроль по четности указывает на отсутствие ошибок) или же содержит ошибки (контроль по четности указывает на наличие по меньшей мере одной ошибки). Если байт в первом сообщении не проходит контроль по четности, а тот же байт во втором сообщении проходит контроль по четности, то ошибочный байт первого сообщения заменяется корректным байтом второго сообщения.
В другом варианте осуществления настоящего изобретения сообщение принимается двумя антен
нами 29А и 29В и обрабатывается связанными с ними приемопередатчиками 28А и 28В любого из удаленных локомотивов 15, 12А, 12В и 12С и ведущего локомотива 14 (см. фиг. 1). Оба сообщения обрабатываются соответственно ведущей станцией 30 или удаленной станцией 32, в которых два сообщения сравниваются байт за байтом. Каждый байт сообщения содержит код обнаружения ошибки (например, контроль по четности), что позволяет определять, является ли каждый байт безошибочным (контроль по четности указывает на отсутствие ошибок) или же содержит по меньшей мере одну ошибку (контроль по четности указывает на наличие по меньшей мере одной ошибки). Если байт в первом сообщении не проходит контроль по четности, а тот же байт во втором сообщении проходит контроль по четности, то ошибочный байт первого сообщения заменяется корректным байтом второго сообщения для сборки скорректированного сообщения. Затем скорректированное сообщение обрабатывается с использованием соответствующей ведущей станции 30 или удаленной станции 32.
На фиг. 5 представлена таблица, в которой указан относительный порядок передачи, время задержки и содержимое сообщения согласно протоколу передачи приоритетных сообщений для бортовой системы ретрансляции сообщений в железнодорожном составе, содержащем один ведущий локомотив и четыре удаленных локомотива, показанных на фиг. 4. Однако при выполнении передачи удаленной единицей период временной задержки, указанный в третьем столбце таблицы, показанной на фиг. 5, для каждой удаленной единицы, выполняющей передачу в более поздний момент времени, уменьшается таким образом, как это описано ниже.
В показанном варианте осуществления настоящего изобретения временная задержка между завершением передачи из одной единицы и началом передачи из другой единицы составляет 50 мс. По мере передачи сообщений каждой удаленной единицей временная задержка передачи для каждой последующей удаленной единицы уменьшается на 50 мс, что позволяет каждой удаленной единице упорядоченно выполнять передачу, поддерживая при этом интервал 50 мс между сеансами передачи каждой единицы. Если удаленная единица не осуществляет передачу по истечении определенной для нее временной задержки, то каждая последующая удаленная единица распознает это и настраивает свою собственную временную задержку соответственным образом, когда выполняется сеанс передачи последующей единицы.
Например, если первая удаленная единица не передает данные, вторая удаленная единица перед началом сеанса передачи ожидает 100 мс после окончания передачи ведущей единицей. Если вторая удаленная единица передает данные, то каждая последующая передающая удаленная единица распознает, что двум удаленным единицам для передачи требуются именно такие временные рамки, и вычитает 100 мс из своего интервала временной задержки; третья удаленная единица начинает передачу через 50 мс (150-100 мс) после окончания передачи данных второй удаленной единицей, а задержка передачи для четвертой удаленной единицы устанавливается равной 100 мс (200-100 мс) после окончания передачи данных второй удаленной единицей и т.д.
Однако, если вторая удаленная единица не передает данные (и первая удаленная единица не передала данные), то третья удаленная единица настраивается для передачи через временной интервал, составляющий 150 мс после окончания передачи данных ведущей единицей, и при передаче данных третьей удаленной единицей каждая последующая передающая удаленная единица распознает, что три удаленные единицы должны выполнять передачу в этих временных рамках, и каждая из них вычитает 150 мс из своего интервала временной задержки.
Наконец, если первая, вторая и третья удаленные единицы не передают данные, то четвертая удаленная единица перед началом сеанса передачи ожидает 200 мс после окончания передачи данных ведущей единицей, и при передаче данных четвертой удаленной единицей каждая последующая передающая удаленная единица распознает, что четыре удаленные единицы должны выполнять передачу в этих временных рамках, и каждая из них, таким образом, вычитает 200 мс из своего интервала временной задержки.
В другом примере в том случае, если ведущая единица и первая удаленная единица передают данные, то вторая удаленная единица передает данные через 100-50=50 мс после окончания сеанса передачи первой удаленной единицы. Третья и четвертая удаленные единицы также вычитают 50 мс из своего периода задержки и настраиваются для передачи соответственно через 100 и 150 мс после окончания передачи данных первой удаленной единицей, если вторая удаленная единица не передает данные.
Если вторая удаленная единица передает данные через 50 мс после окончания передачи данных первой удаленной единицей, то все последующие удаленные единицы вычитают 50 мс из своего предварительно настроенного временного интервала задержки (то есть из интервала, предварительно настроенного в результате вычитания 50 мс вследствие передачи данных первой удаленной единицей), и третья удаленная единица выполняет передачу данных через 100-50=50 мс после окончания передачи второй удаленной единицей. Четвертая удаленная единица также вычитает 50 мс из своего предварительно настроенного периода задержки и настраивается для передачи через 150-50=100 мс после окончания передачи данных второй удаленной единицей, если третья удаленная единица не передает данные. Если третья удаленная единица передает данные через 50 мс после окончания передачи данных второй удаленной единицей, то все последующие удаленные единицы снова вычитают 50 мс из своего предварительно на
строенного временного интервала задержки, и четвертая удаленная единица выполняет передачу данных через 100-50=50 мс после окончания передачи третьей удаленной единицей.
В целом, по мере передачи сообщения каждой удаленной единицей и приема этого сообщения всеми другими удаленными единицами каждая удаленная единица, еще не передавшая сообщение, вычитает 50 мс из своего назначенного периода временной задержки. Это сокращение периода временной задержки позволяет уменьшить интервал времени, требуемый для пересылки сообщения от головной части состава к его конечной части, и наоборот.
Далее рассматривается сценарий, согласно которому одна или более удаленных единиц не выполняют передачу. Например, предположим, что ведущая единица передает командное сообщение, и через 50 мс после завершения передачи первая удаленная единица передает это командное сообщение. В этот момент времени каждая удаленная единица прослушала данные, переданные из первой удаленной единицы, и, таким образом, уменьшила на 50 мс свой назначенный интервал временной задержки. Предположим также, что вторая удаленная единица не выполняет передачу данных через 50 мс после завершения передачи данных первой удаленной единицей. Третья удаленная единица, таким образом, уменьшает свою временную задержку до 150-50=100 мс, причем уменьшение на 50 мс вызвано передачей данных первой удаленной единицей. Третья удаленная единица начинает передачу через 100 мс после окончания сеанса последней передачи, который в данном случае является сеансом передачи данных из первой удаленной единицы.
Предположим вместо этого, что первая удаленная единица не передает сообщение из ведущей единицы и вторая удаленная единица также не передает сообщение. Следовательно, третья удаленная единица передает данные через 150 мс после окончания передачи данных ведущей единицей. Четвертая удаленная единица вычитает 150 мс (поскольку распознает, что удаленные единицы 1, 2 и 3 должны передавать данные в этих временных рамках) из назначенного ей интервала временной задержки: 200-150=50 мс. Четвертая удаленная единица передает данные через 50 мс после окончания передачи данных третьей удаленной единицей.
Как видно из описания, интервал, равный 50 мс, является скользящим интервалом, таким чтобы всякий раз при передаче сигнала удаленной единицей следующая удаленная единица ожидала 50 мс от момента окончания передачи перед инициированием своего сеанса передачи. Если удаленная единица не передает сигнал, то последующие удаленные единицы в течение своего назначенного периода временной задержки, уменьшенного на 50 мс, ожидают сигнал каждой удаленной единицы, которая передала или должна передать сигнал.
В соответствии с вариантом протокола OBMR, описанного совместно с фиг. 4 и 5, в течение периода передачи сообщений о состоянии удаленными единицами по направлению к ведущей единице исходящее командное сообщение также передается удаленными единицами для максимизации вероятности приема командного сообщения каждой удаленной единицей. Этот сценарий, показанный на фиг. 6, позволяет увеличить интервал времени между передачей командного сообщения из ведущей единицы и приемом сообщений о состоянии в ведущей единице, благодаря чему преимущественно увеличивается вероятность того, что каждая удаленная единица примет исходящее сообщение.
На фиг. 7 показана временная диаграмма протокола передачи приоритетных сообщений для бортовой системы ретрансляции сообщений в железнодорожном составе, содержащем ведущий локомотив и три удаленных локомотива. Принципы осуществления настоящего изобретения для железнодорожного состава с распределенной тягой, содержащего три удаленных локомотива, идентичны принципам осуществления для железнодорожного состава с распределенной тягой, содержащего четыре удаленные единицы и описанного выше на примере, представленном на фиг 4. Специалист в этой области техники должен понимать, что вариант осуществления настоящего изобретения, показанный на фиг. 6, в соответствии с которым удаленные единицы ретранслируют командное сообщение, может также применяться к железнодорожному составу, содержащему ведущую единицу и три удаленных локомотива (или к железнодорожному составу, содержащему любое количество удаленных единиц).
На фиг. 8 представлена временная диаграмма для обычного протокола синхронизации связи при работе с внешним ретранслятором 26 сообщений, описанным выше со ссылкой на фиг. 1. Ведущая единица передает командное сообщение в течение временного интервала 200, и это сообщение принимается и ретранслируется ретранслятором 26 сообщений в течение временного интервала 202. Каждая из четырех удаленных единиц принимает ретранслированное командное сообщение и в ответ передает свое сообщение о состоянии в выделенном для этой единицы временном интервале. Ретранслятор 26 принимает все сообщения о состоянии, передаваемые удаленной единицей, и ретранслирует их в ведущую единицу 14 во временном интервале 206, после чего интервал передачи сообщений завершается.
Сервисное сообщение 210, показанное на фиг. 8, представляет собой сообщение, переданное ретранслятором 26 всем ведущим единицам в радиодиапазоне ретранслятора 26, вследствие чего все принимающие ведущие единицы задерживают начало сеансов передачи. Например, сервисное сообщение позволяет предотвратить одновременную передачу данных ведущей единицей, находящейся вне туннеля, и удаленной единицей, находящейся в туннеле.
На фиг. 9 сравниваются интервалы задержек при передаче сообщений по обычному протоколу пе
редачи сообщений известного уровня техники, по протоколу OBMR, раскрываемому в настоящем изобретении, и по обычному протоколу синхронизации сообщений при работе с внешним ретранслятором сообщений.
В других вариантах осуществления настоящего изобретения система связи согласно настоящему изобретению также выполняет функции разнесения антенн/радиостанций и/или выбора сигнала, которые преимущественно позволяют предотвратить нарушения в тракте передачи сигнала, вызванные, например, прохождением сигнала по множеству трактов, отражениями сигнала и преградами на пути прохождения сигнала (например, смонтированным на локомотиве токоприемником для подачи в локомотив электроэнергии по проложенным сверху кабелям).
Каждый состав из двух локомотивов содержит головной локомотив 250А/250В/250С и хвостовой локомотив 252А/252В/252С (см. фиг. 10), каждый из которых также содержит головную радиостанцию 260А/260В/260С и хвостовую радиостанцию 262А/262В/262С, причем каждая головная радиостанция работает совместно с антенной 266А/266В/266С, а каждая хвостовая радиостанция работает совместно с антенной 268А/268В/268С, соответственно для приема сообщений, переданных из других локомотивов железнодорожного состава 270. Состав локомотивов соединяется кабелем 253А/253В/253С MU (multiple unit, кратная единица). В соответствии с обычным железнодорожным термином головной локомотив 250А/250В/250С обозначается единицей "А", управляющей локомотивом 252А/252В/252С или единицей "В", посредством сигналов управления, инициируемых машинистом железнодорожного состава в единице "А" и подаваемых в единицу "В" по кабелю 253А/253В/253С MU.
Следует отметить, что описанные здесь концепции также применимы к отдельному локомотиву, содержащему две радиостанции и две связанные с ними антенны, по одной с каждого конца локомотива, с токоприемником или другим препятствием, расположенным между двумя антеннами.
Если система связи активизирована, головные радиостанции 260А/260В/260С и хвостовые радиостанции 262А/262В/262С в каждом составе локомотивов также активизированы. Таким образом, радиостанции в каждом составе принимают сообщения, переданные другими единицами железнодорожного состава 270. Как головные радиостанции 260А/260В/260С, так и хвостовые радиостанции 262А/262В/262С определяют показатели качества сигнала (такие как уровень, интенсивность битовых ошибок или прием действительных данных) для каждого принятого сообщения. Показатели качества сигнала сравниваются в средстве сравнения/процессоре 276А/276В/276С, и в качестве рабочего сообщения, используемого составом локомотивов, выбирается сообщение с лучшими показателями качества сигнала.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения с целью выбора рабочего сообщения для конкретного состава показатели качества сигнала определяются для всех сообщений, принятых в головных радиостанциях 260А/260В/260С и в хвостовых радиостанциях 262А/262В/262С. Например, каждое принятое радиосообщение может проверяться на корректность путем применения к нему алгоритма обнаружения и коррекции ошибок, после выполнения которого осуществляется обработка согласно настоящему изобретению для определения показателей качества сигнала, принятого в каждой радиостанции состава, на основе чего выбирается рабочее сообщение для связки.
В альтернативном варианте для определения показателей качества сигнала сообщения вместо обработки всего сигнала анализируется первая группа битов сообщения. В качестве рабочего сообщения для состава выбирается сообщение с лучшими показателями качества сигнала.
Обычно исходящие сообщения передаются из антенны/радиостанции 268А/262А ведущего состава, а сообщения о состоянии передаются из антенн/радиостанций 266В/260В и 266С/260С удаленных составов. В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения для минимизации помех, которые могут повлиять на точность приема сигналов, одна из антенн 266А/266В/266С (и соответствующая радиостанция 260А/20В/260С) или одна из антенн 268А/268В/268С (и соответствующая радиостанция 262А/262В/262С) выбирается в качестве передающей антенны в зависимости от желательного направления передаваемого сигнала. Следует отметить, что антенны 266А/266В/266С расположены ближе к головной части соответствующего состава локомотивов (в предположении, что направление движения указано стрелкой 11), а антенны 268А/268В/268С расположены в хвостовой части соответствующего состава локомотивов.
Радиостанция 260А/260В/260С/262А/262В/262С определяет требуемое направление передаваемого сигнала (например, входящее или исходящее) на основе типа сигнала и/или информации, содержащейся в сигнале, и выбирает ту передающую антенну/радиостанцию, которая ближе всего находится к требуемой приемной антенне/радиостанции. Например, если состав локомотивов, состоящий из локомотивов 250А и 252А, является ведущим и требуется передать исходящее сообщение в состав локомотивов, состоящий из локомотивов 250В и 252В, то в качестве рабочей антенны выбирается антенна/радиостанция 268А/262А. Это свойство может быть особенно полезно, если каждый локомотив оснащен токоприемником 280, предназначенным для подачи в локомотивы тока из расположенного сверху источника тока (не показанного на фиг. 10). В соответствии с этим вариантом осуществления настоящего изобретения антенна (и соответствующая радиостанция) выбирается таким образом, чтобы в желательном направлении сигнал распространялся вдали от токоприемника. Например, если удаленный состав локомотивов, со
стоящий из локомотивов 250В и 252В, должен передавать сигнал в состав локомотивов, состоящий из локомотивов 250А и 252А, то в качестве рабочей антенны/радиостанции выбирается антенна/радиостанция 266В/260В.
На фиг. 11 показан алгоритм, иллюстрирующий способ реализации функции выбора сигнала в соответствии с одним из примеров осуществления настоящего изобретения. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения способ, показанный на фиг. 11, реализуется микропроцессором и связанными с ним элементами памяти, расположенными в локомотивах железнодорожного состава, например в локомотивах 260А/260В/260С/262А/262В/262С. В таком варианте осуществления настоящего изобретения шаги, показанные на фиг. 11, соответствуют программе, хранящейся в элементе памяти и исполняемой процессором. При реализации алгоритма в микропроцессоре программный код конфигурирует микропроцессор для формирования логических и арифметических операций с целью обработки шагов алгоритма. Изобретение также может быть реализовано в виде компьютерного программного кода, написанного на любом из известных языков программирования и содержащего инструкции, хранимые на физических носителях, таких как дискеты, диски CD-ROM, жесткие диски, диски DVD, съемные носители, или на любом ином машиночитаемом носителе данных. При загрузке и исполнении программного кода в универсальный или специализированный компьютер, управляемый микропроцессором, компьютер становится устройством для реализации изобретения на практике. Изобретение также может быть реализовано в виде компьютерного программного кода, который, например, либо хранится на носителе данных и загружается и/или исполняется компьютером, либо передается через среду передачи, например по электрическим проводам или кабельным соединениям, через волоконно-оптические соединения или с помощью электромагнитного излучения, при этом после загрузки программного кода в компьютер и исполнения его компьютером этот компьютер становится устройством для реализации изобретения на практике.
Показанный на фиг. 11 алгоритм начинается с шага 300, на котором активизируется система связи, в результате чего в каждом составе локомотивов также активизируются головные радиостанции (260А/260В/260С, показанные на фиг. 10) и хвостовые радиостанции (262А/262В/262С, показанные на фиг. 10). Как показано на шаге 302, обе радиостанции в каждом составе принимают сообщения, переданные другими единицами железнодорожного состава 270. Как показано на шаге 304, как головные радиостанции, так и хвостовые радиостанции определяют показатели качества сигнала (такие как уровень, интенсивность битовых ошибок или прием действительных данных) для каждого принятого сообщения. Показатели качества сигнала сравниваются на шаге 306, и в качестве рабочего сообщения, используемого составом локомотивов, выбирается сообщение с лучшими показателями качества сигнала (см. шаг
310).
На фиг. 12 показан алгоритм, иллюстрирующий функцию разнесения антенны/радиостанции согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения. На шаге 330 формируется сигнал для передачи в другой локомотив железнодорожного состава. На шаге 332 определяется требуемое направление для передаваемого сигнала (например, входящее или исходящее) на основе типа сигнала и/или информации, содержащейся в сигнале. На шаге 334 выбирается передающая антенна/радиостанция, которая ближе всего находится к требуемой приемной антенне/радиостанции.
Определенные варианты осуществления настоящего изобретения описаны здесь на примере железнодорожных составов. Любой из таких вариантов осуществления, если не указано иное (например, в формуле изобретения), также применим к рельсовым составам транспортных средств или к другим составам транспортных средств, в общем случае к "составу транспортных средств", представляющему собой группу соединенных транспортных средств, которые совместно перемещаются по одному маршруту. Например, термин "состав железнодорожных транспортных средств" определяет группу связанных транспортных средств, совместно перемещающихся по рельсам или другим направляющим. В качестве другого примера можно привести термин "морской состав транспортных средств", который обозначает группу морских судов, соединенных друг с другом для продвижения по фарватеру. Кроме того, другие варианты осуществления настоящего изобретения описаны на примере локомотивов. Любой из таких вариантов осуществления, если не указано иное (например, в формуле изобретения), также применим к силовому железнодорожному транспортному средству или, в общем случае, к другому силовому транспортному средству. "Силовое транспортное средство" представляет собой транспортное средство (морское, дорожное, внедорожное и т.д.), способное к самостоятельному поступательному движению. "Силовое железнодорожное транспортное средство" представляет собой транспортное средство, выполненное с возможностью передвижения по паре рельсов или по другой направляющей.
В то время как изобретение было описано со ссылкой на различные варианты его осуществления, специалистам в этой области техники должно быть понятно, что могут быть произведены различные изменения, и эквивалентные элементы могут быть заменены другими элементами без нарушения объема настоящего изобретения. Объем настоящего изобретения дополнительно включает в себя любую комбинацию элементов из различных вариантов осуществления, изложенных в этом описании. Кроме того, для адаптации конкретной ситуации к идеям настоящего изобретения могут быть выполнены изменения без нарушения объема настоящего изобретения. Следовательно, подразумевается, что изобретение не должно быть ограничено конкретным вариантом его осуществления, раскрытым в качестве наилучшего рас
смотренного варианта для осуществления настоящего изобретения, и включает в себя все варианты осуществления, включенные в объем приложенной формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ связи для состава транспортных средств, содержащего ведущее силовое транспортное средство и удаленное силовое транспортное средство, в котором ведущее силовое транспортное средство содержит первую и вторую разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией, и удаленное силовое транспортное средство содержит третью и четвертую разнесенные антенны, каждая из которых связана с радиостанцией, при этом способ включает
передачу исходящего сообщения из ведущего силового транспортного средства;
прием исходящего сообщения в удаленном силовом транспортном средстве через третью антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования первого принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через четвертую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования второго принятого сигнала;
определение показателя качества первого принятого сигнала; определение показателя качества второго принятого сигнала;
выбор первого или второго принятого сигнала для обработки удаленным силовым транспортным средством согласно показателям качества первого и второго сигналов;
передачу входящего сообщения из удаленного силового транспортного средства;
прием входящего сообщения в ведущем силовом транспортном средстве через первую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования третьего принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через вторую антенну и подачу сигнала, представляющего это сообщение, в связанную радиостанцию для формирования четвертого принятого сигнала;
определение показателя качества третьего принятого сигнала; определение показателя качества четвертого принятого сигнала и
выбор третьего или четвертого принятого сигнала для обработки ведущим силовым транспортным средством согласно показателям качества третьего и четвертого сигналов.
2. Способ связи по п.1, отличающийся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов представляют собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум".
3. Способ связи по п.1, отличающийся тем, что шаги определения показателей качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов также включают определение по меньшей мере одного из показателей качества первого, второго, третьего или четвертого сигналов для сегмента соответствующих принятых первого, второго, третьего и четвертого сигналов.
4. Способ связи для состава транспортных средств, содержащего ведущий состав, включающий головное и хвостовое силовые транспортные средства, и удаленный состав, содержащий головное и хвостовое силовые транспортные средства, при этом и головные, и хвостовые транспортные средства каждого из ведущего и удаленного состава содержат антенну и связанную с ней радиостанцию, при этом способ включает
передачу исходящего сообщения из ведущего состава;
прием исходящего сообщения в удаленном составе через антенну головного силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования первого принятого сигнала, а также прием исходящего сообщения через антенну хвостового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования второго принятого сигнала;
определение показателя качества первого принятого сигнала;
определение показателя качества второго принятого сигнала;
выбор первого или второго принятого сигнала для обработки удаленным составом согласно показателям качества первого и второго сигналов;
передачу входящего сообщения из удаленного состава;
прием входящего сообщения в ведущем составе через антенну головного силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования третьего принятого сигнала, а также прием входящего сообщения через антенну хвостового силового транспортного средства и подачу принятого сигнала в связанную радиостанцию для формирования четвертого принятого сигнала;
определение показателя качества третьего принятого сигнала; определение показателя качества четвертого принятого сигнала и
выбор третьего или четвертого принятого сигнала для обработки ведущим составом согласно показателям качества третьего и четвертого сигналов.
5. Способ связи по п.4, отличающийся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и
четвертого сигналов представляют собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум".
6. Способ связи по п.4, отличающийся тем, что шаги определения показателей качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов также включают определение показателей качества первого, второго, третьего или четвертого сигналов для сегмента соответствующих принятых первого, второго, третьего и четвертого сигналов.
7. Система связи, использующая способ по п.4, для состава транспортных средств, состоящего из ведущего силового транспортного средства и удаленного силового транспортного средства, каждое из которых оснащено головной антенной и хвостовой антенной, при этом система связи содержит
канал связи;
упомянутое ведущее силовое транспортное средство для передачи по каналу связи исходящего сообщения, предназначенного для приема удаленным силовым транспортным средством;
первую радиостанцию, связанную с головной антенной, в удаленном силовом транспортном средстве для приема первого принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение и вторую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в удаленном силовом транспортном средстве для приема второго принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение, при этом первая радиостанция определяет показатель качества первого принимаемого сигнала, а вторая радиостанция определяет показатель качества второго принимаемого сигнала;
средство сравнения показателей качества первого и второго сигналов;
процессор для обработки первого или второго принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше;
упомянутое удаленное силовое транспортное средство для передачи по каналу связи входящего сообщения, предназначенного для приема ведущим силовым транспортным средством;
третью радиостанцию, связанную с головной антенной, в ведущем силовом транспортном средстве для приема третьего принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение и четвертую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в ведущем силовом транспортном средстве для приема четвертого принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение, при этом третья радиостанция определяет показатель качества третьего принимаемого сигнала, а четвертая радиостанция определяет показатель качества четвертого принимаемого сигнала;
средство сравнения показателей качества третьего и четвертого сигналов;
процессор для обработки третьего или четвертого принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше.
8. Система связи по п.7, отличающаяся тем, что показатель качества сигнала представляет собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум".
9. Система связи по п.7, отличающаяся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов определяют на основе сегмента соответствующего первого, второго, третьего и четвертого принятых сигналов.
10. Система связи, использующая способ по п.4, для состава транспортных средств, состоящего из
ведущего состава и удаленного состава, каждый из которых содержит головное транспортное средство и
хвостовое транспортное средство, при этом система содержит
канал связи;
упомянутый ведущий состав для передачи по каналу связи исходящего сообщения, предназначенного для приема удаленным составом;
первую радиостанцию, связанную с головной антенной, в головном удаленном силовом транспортном средстве для приема первого принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение и вторую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в хвостовом удаленном силовом транспортном средстве для приема второго принимаемого сигнала в ответ на исходящее сообщение, при этом первая радиостанция определяет показатель качества первого принимаемого сигнала, а вторая радиостанция определяет показатель качества второго принимаемого сигнала;
средство сравнения в удаленном составе для сравнения показателей качества первого и второго сигналов;
процессор в удаленном составе для обработки первого или второго принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше;
упомянутый удаленный состав для передачи по каналу связи входящего сообщения, предназначенного для приема ведущим составом;
третью радиостанцию, связанную с головной антенной, в головном ведущем силовом транспортном средстве для приема третьего принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение и четвертую радиостанцию, связанную с хвостовой антенной, в хвостовом ведущем силовом транспортном средстве для приема четвертого принимаемого сигнала в ответ на входящее сообщение, при этом третья радиостанция определяет показатель качества третьего принимаемого сигнала, а четвертая радиостанция определяет показатель качества четвертого принимаемого сигнала;
средство сравнения в ведущем составе для сравнения показателей качества третьего и четвертого сигналов и
процессор в ведущем составе для обработки третьего или четвертого принимаемого сигнала в зависимости от того, показатель качества какого из этих сигналов лучше.
11. Система связи по п.10, отличающаяся тем, что показатель качества сигнала представляет собой одну из следующих характеристик: уровень сигнала, интенсивность битовых ошибок или отношение "сигнал/шум".
12. Система связи по п.10, отличающаяся тем, что показатели качества первого, второго, третьего и четвертого сигналов определяются на основе сегмента соответствующего первого, второго, третьего и четвертого принятых сигналов.
Фиг. 5
Фиг. 9
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
032066
- 1 -
032066
- 1 -
032066
- 1 -
032066
- 1 -
032066
- 4 -
032066
- 17 -
032066
- 19 -
|
