Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок

Наведені результати створення порівняно недорогих радіолокаційних датчиків, призначених для дистанційного контролю наявності і швидкості залізничних потягів і вагонів на територіях сортувальних гірок в складних погодних умовах. Розроблені системи і методи дистанційного керування і вимірювання параме...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Наука та інновації
Date:	2009
Main Authors:	Єрмак, Г.П., Варавiн, А.В., Попов, I.В., Васильєв, О.С., Усов, Л.С.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2009
Subjects:	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/27893
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок / Г.П. Єрмак, А.В. Варавiн, I.В. Попов, О.С. Васильєв, Л.С. Усов // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 5. — С. 9-16. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859977567035981824
author	Єрмак, Г.П. Варавiн, А.В. Попов, I.В. Васильєв, О.С. Усов, Л.С.
author_facet	Єрмак, Г.П. Варавiн, А.В. Попов, I.В. Васильєв, О.С. Усов, Л.С.
citation_txt	Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок / Г.П. Єрмак, А.В. Варавiн, I.В. Попов, О.С. Васильєв, Л.С. Усов // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 5. — С. 9-16. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Наука та інновації
description	Наведені результати створення порівняно недорогих радіолокаційних датчиків, призначених для дистанційного контролю наявності і швидкості залізничних потягів і вагонів на територіях сортувальних гірок в складних погодних умовах. Розроблені системи і методи дистанційного керування і вимірювання параметрів датчиків. Проведені комплексні випробування радіолокаційних датчиків в умовах залізничної сортувальної гірки. Приведены результаты создания сравнительно недорогих радиолокационных датчиков, предназначенных для дистанционного контроля наличия и скорости железнодорожных локомотивов и вагонов на территориях сортировочных горок в сложных погодных условиях. Разработаны системы и методы дистанционного управления и измерения параметров датчиков. Проведены комплексные испытания радиолокационных датчиков в условиях железнодорожной сортировочной горки. Results of the development of rather cheep radar sensors for the remote control of presence and speed of railroad-cars and trains on the territory of grading belts in complex meteorological conditions are presented. The systems and methods of remote control and measurement of sensor parameters are developed. Complex examinations of radar sensors under conditions of grading belt are carried out.
first_indexed	2025-12-07T16:24:19Z
format	Article
fulltext	9 Наука та інновації. 2009. Т. 5. № 5. С. 9—16. Г.П. Єрмак, А.В. Варавiн, I.В. Попов, О.С. Васильєв, Л.С. Усов Інститут радіофізики і електроніки ім. А.Я. Усикова НАН України, Харків РАДІОЛОКАЦІЙНИЙ ДАТЧИК КОНТРОЛЮ НАЯВНОСТI І ШВИДКОСТІ РУХОМОГО СКЛАДУ НА ТЕРИТОРІЯХ СОРТУВАЛЬНИХ ГІРОК Актуальність розробки радіолокаційних дат- чиків дистанційного спостереження диктуєть- ся відсутністю на цей час сучасних систем конт- ролю, здатних здійснювати як контроль наяв- ності і розташування залізничних локомо тивів і вагонів на територіях залізничних сортуваль- них гірок, так і вимірювання швидкості їх руху в складних погодних умовах. Наразі кожне з цих завдань вирішується окре- мими датчиками оптичного та радіотехнічного ти пу дії розробки 70–80 років минулого століття, технічний рівень яких не відповідає сучасним ви- могам. Недоліками оптичних датчиків є ненадій- ність роботи в склад них погодних умовах (дощ, сніг, погана видимість). Існуючі радіотехнічні дат чики зай нятості не дають можливості прово- дити контроль відчепів різного типу та зай нятості залізничних переїздів, а ви мірники швид кості ви мірюють швидкість ті ль ки одного відчепа, що іс тот но обмежує пропускну спроможність сор ту- ва ль них стан цій великої потужності. Наведені результати створення порівняно недорогих радіолокаційних датчиків, призначених для дистанційного контролю наявності і швидкості залізничних потягів і вагонів на територіях сортувальних гірок в складних погодних умовах. Розроблені системи і методи дистанційного керування і вимірювання параметрів датчиків. Проведені комп- лексні випробування радіолокаційних датчиків в умовах залізничної сортувальної гірки. К л ю ч о в і с л о в а: радіолокаційний датчик, міліметрові хвилі, автодинний приймач-пе ре давач, дистанційний контроль, цифрова обробка сигналів. Сучасні системи безпеки і контролю руху по- винні давати більш повну інформацію про рух поїздів та відчепів, особливо у складних по- годних умовах. Додатково до традиційних во ни мають виконувати ще такі функції: контроль зайнятості залізничних колій та стрі лок вагонами різного типу; вимірювання швидкості руху відчепів під час входу та виходу із зони гальмування; контроль мимовільного відчепу вагонів; здатність ідентифікувати різні типи рухомо- го складу. Слід зауважити, що існуючі датчики контро- лю руху залізничного транспорту не тільки не відповідають, але й в принципі не можуть відпо- відати більшості цих вимог. Тому в останні роки ведуться пошуки інших шляхів роз в’я зання про- блеми надійного контролю за наявністю, рухом і розміщенням рухомого складу на територіях за- лізничних сортувальних гірок. Найбільшою мі- рою цим вимогам відповідають вимірювальні сис теми радіолокаційного типу дії. Розгляд варіантів побудови радіолокаційних датчиків такого призначення [1] та аналіз су- © Г.П. ЄРМАК, А.В. ВАРАВIН, I.В. ПОПОВ, О.С. ВАСИЛЬЄВ, Л.С. УСОВ, 2009 �5.indd 9�5.indd 9 04.11.2009 11:54:5904.11.2009 11:54:59 10 Наука та інновації. № 5, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України часних досягнень у галузях напівпровіднико- вої елект роніки надвисоких частот і методів та засобів циф рової обробки радіолокаційних сиг налів ста ли підставою для висновку про можливість роз роб ки радіолокаційних датчи- ків нового типу і ство рення їх експеримента- льних зразків. Роботи по створенню радіолокаційного дат- чика поділяються на дві групи: перша – розробка та лабораторні досліджен- ня характеристик приймально-передавального пристрою міліметрового діапазону автодинно- го типу дії; вдосконалення систем цифрового керування датчиками та спектральної обробки радіолокаційної інформації, розробка системи дистанційного керування датчиками та переда- чі радіолокаційної і сервісної інформації на диспетчерський пункт; друга – розробка методик випробувань харак- терних до галузі застосування, підготовка та про- ведення комплексних випробувань, спря мованих як на надійне вимірювання технічних характе- ристик радіолокаційного датчика, так і на оцінку якості роботи датчика на залізничній гірці. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ ПРО РАДІОЛОКАЦІЙНИЙ ДАТЧИК Радіолокаційний датчик контролю зайня- тості ділянки і вимірювання швидкості розроб- лений для використання в автоматизованій системі роз пуску вагонів на сортувальних гір- ках залізничних станцій. Датчик завдяки своїм технічним можливостям залежно від необхід- ності забезпечує або контроль зайнятості за- лізничних стрілок і контроль проходження та мимовільного відчепу вагонів (режим “датчик зайнятості”), або ви мі рю вання швидкості ру- ху відчепів під час входу та виходу із зони галь- мування (режим “датчик швид кості”). При заміні антенної системи на антену з ширшою діаграмою спрямованості такі дат чики можуть виконувати ще й функцію контролю зайня- тості залізничних переїздів. Датчик може функціонувати в двох режи- мах: лінійній частотній модуляції (ЛЧМ) або одночастотній безперервній генерації. Режим ЛЧМ використовується в режимі «датчик зайня- тості». Режим одночастотної безперервної ге- нерації використовується при роботі датчика в режимі «дат чик швидкості». Перемикання між режимами і настройка параметрів датчика здійс- нюється дистанційно з диспетчерського пункту по інтерфейсу RS485 з використанням протоко- лу MODBUS. Уп рав ління обміном інформа- цією з постом управління, формування зонду- ючого сигналу, збір і обробку даних виконує цифровий сигнальний процесор. Відповідно до призначення радіолокаційний датчик в цілому має такі найважливіші харак- теристики: № пор. Загальні характеристики Од. виміру 1 Центральна частота 36,5 ГГц 2 Діапазон електронного пе рес- троювання частоти ±500 МГц 3 Дальність дії у режимі “дат чик зайнятості” 15 м 4 Дальність дії у режимі “дат чик швидкості” 25 м 5 Роздільна здатність з даль нос- ті, не гірше 1 м 6 Діапазон вимірюваних швид- костей 0,5–35 км/г 7 Середня випромінювана по туж- ність ВВЧ, не більше 0,02 Вт 8 Дальність дії дистанційного ке- рування по каналу RS485 1200 м 9 Зона огляду з азимуту 15° 10 Висота датчика над землею, не менше 1 м 11 Маса 0,7 кг 12 Габаритні розміри (діаметр/дов- жина) 92/170 мм 13 Напруга живлення 12 В 14 Споживана потужність 10 Вт На рис. 1 зображений загальний вигляд ра- діо локаційного датчика. Антена, генератор, ке- рований напругою, плата формування зонду- ючого сигналу, цифрової обробки і інтерфейсу зв’язку RS-485, встановлені в циліндровий гер метичний корпус діаметром 92 мм і довжи- �5.indd 10�5.indd 10 04.11.2009 11:55:0604.11.2009 11:55:06 11Наука та інновації. № 5, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ною 170 мм, виконаний з дюралюмінію. Діе- лектрична лінза є одночасно передньою стін- кою корпусу. ПРИЙМАЛЬНО-ПЕРЕДАВАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ РАДІОЛОКАЦІЙНОГО ДАТЧИКА Приймально-передавальний пристрій (ППП) є одним із головних вузлів радіолокаційного датчика, від якого залежать основні технічні характеристики: потенціал (тобто фактично дальність дії), роздільна здатність по відстані та швидкості і можливість реалізації ефектив- них методів обробки радіолокаційних сигна- лів. Головною особливістю розробленого ра діо- ло каційного датчика є застосування в ньому автодинного ППП з лі ній ною модуляцією час- то ти, внутрішнім детектуванням, цифровим уп равлінням і спектра ль ною обробкою сиг- налів. Це надало йому нових якостей, котрих немає як в датчиках, що серійно випускаються [1], так і в описаних в літературі автодинних локаторах [2, 3]. Застосування автодинного режиму внутрішнім детектуванням дало мож- ливість спростити конструкцію, зменшити га- барити і підвищити надійність ППП і всього датчика. Приймально-передавальні системи ав тодинного типу найпростіші за конструк- цією. Основним елементом таких пристроїв є автогенератор, що працює в режимі випромі- нювання і прийому власних коливань, відби- тих від досліджуваного об’єкта. Принцип роботи автодинних ППП заснова- ний на зміні амплітуди, частоти і робочого стру- му автогенератора при дії на нього відбитого сигналу. Реєстрація амплітудного і частотного відгуків здійснюється за допомогою зовнішніх приймальних пристроїв, пов’язаних з прийма- льно-передавальним трактом через нап равлений відгалужувач (режим зовнішнього детектування сигналів), а реєстрація приростів робочого стру- му проводиться в ланцюзі живлення автогенера- тора за допомогою датчиків струму (режим внут- рішнього детектування сигналів). При віддзеркаленні сигналу автодинного ППП від рухомого об’єкта частота автодинного від- гуку дорівнює частоті Допплера. У зв’язку з цим автодинні ППП найбільш широко застосовують- ся в системах ближньої радіолокації для виміру швидкості і виявлення рухливих об’єктів. Основ- ними ознаками автодинних ППП, що відрізня- ють їх від гомодинних і супергетеродинних, є на- явність автодинного посилення сигналів, що приймаються, і можливість детектування сигна- лів в ланцюзі живлення автогенератора. Оскільки головною метою нашої роботи бу ло створення датчика контролю зайнятості, то роз роб ці методів вимірювання дальності за до помогою автодинного ППП приділялася особ лива увага. У системах ближньої радіоло- кації широко використовуваним методом ви- мі рювання дальності є метод з використан- ням лінійної модуляції частоти генератора. Проте, як показав огляд літературних джерел [4–6], він не був реалізований в автодинних ППП через наявність у спектрі вихідного сиг- налу компонент, пов’язаних з частотою моду- ляції автогенератора і паразит ною амплітуд- ною модуляцією (ПАМ). У зап ро по нованому радіолокаційному датчику проблема ви міру дальності автодинним локатором бу ла вирі- шена шляхом застосування методів цифрово- го фор мування і спектральної обробки сиг- налів за допомогою одного мікропроцесорно- го прист рою — цифрового сигнального про- цесора (ЦСП) [7, 8]. Структурна схема автодинного ППП 8-мм діа пазону з лінійною модуляцією частоти і внут- Рис. 1. Загальний вигляд радіолокаційного датчика �5.indd 11�5.indd 11 04.11.2009 11:55:0704.11.2009 11:55:07 12 Наука та інновації. № 5, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ріш нім детектуванням наведена на рис. 2. До його складу входять: 1 – кутиковий відбивач, 2, 3 — генератор автодинного типу на діоді Ганна з варакторним перестроюванням часто- ти, 4 – підсилювач, 5 – цифро-аналоговий пе- ретворювач (ЦАП), 6 – датчик струму, 7 – сму- говий фільтр, 8 – підсилювач різницевої час- тоти, 9 – блок живлення, 10 – цифровий сиг- нальний процесор (ЦСП). До складу ЦСП вхо дить комунікаційний послідовний порт 11, аналогово-цифровий перетворювач (АЦП) 12 і універсальний асинхронний приймач-пере- давач (УАПП) 13. ЦСП 10 виконує функції уп- равління системами радіолокаційного датчи- ка, формування і обробки випромінюваного і прийнятого сигналів. У складі сигнального про- цесора використані блоки, що відповідають за виконання таких функцій: АЦП призначений для оцифрування сигна- лу різницевої частоти; послiдовний порт 11 керує роботою ЦАП 5; УАПП здійснює обмін інформацією блоком ін дикації і управління або передає її до пер- сона льного комп’ютера (ПК) 14; високошвидкісне обчислювальне ядро вико- нує всі функції цифрової обробки сигналу: спект ральний аналіз, цифрову фільтрацію сиг- налу і формування даних для індикації. Аналогово-цифровий перетворювач 5 приз- на чений для перебудови частоти генератора Ган- на шляхом формування пилкоподібної напруги, яка після посилення підсилювачем 4 по дається на варактор 3, що модулює частоту генерації ге- нератора Ганна. Формований таким чином лі- ній но частотно-модульований радіосигнал вип- Рис. 2. Структурна схема автодинного приймально-передавального пристрою Рис. 3. Спектри сигналів автодинного відгуку від корот- козамикаючого поршня, відповідні трьом його положен- ням, віддаленим на 0,3 м Рис. 4. Спектр вихідного сигналу датчика від двох близь- ко розташованих відбивачів з різними коефіцієнтами від- дзеркалення �5.indd 12�5.indd 12 04.11.2009 11:55:0704.11.2009 11:55:07 13Наука та інновації. № 5, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України ромінюється антенною системою ППП. Сигнал, відбитий від об’єкта або відбивача, потрапляє назад в генератор. Автодинний ефект реєструєть- ся датчиком струму 6, що вимірює зміну струму в ланцюзі живлення генератора Ганна. Сигнал з датчика струму після фільтрації і посилення пос- тупає на ЦСП 10. Коли в діаграмі спрямованості антенної системи датчика знаходиться деякий нерухомий об’єкт, в одному з фільтрів аналіза- тора спектра спостерігається сиг нал, ампліту- да яко го харак теризує відбивну спостережува- ного об’єкта, а но мер фільтра, в яко му спостері- гається сигнал, характеризує дистанцію від дат- чика до об’єк та. Аналогічна ситуація буде при спостереженні двох і більше об’єктів. В такому випадку кожному з відбивачів відповідатиме своя спект ра льна складова. Застосування ЦСП дає можливість викорис- товувати датчик не лише в режимі виміру даль- ності, але і в режимі виміру швидкості. Для цього генератор переводиться з режиму ЧМ в режим безперервної генерації. Дослідження точності виміру та роздільної здат ності по дальності автодинного ППП про- водилося як на стенді, де як еквівалент траси розповсюдження використовувався відрізок 4-м хви леводу з рухливим короткозамикачем і хви- леводним атенюатором, так і в польових умо- вах, де як віддзеркалюючий об’єкт використо- вувався кутиковий відбивач. Структурна схема автодинного ППП наведена на рис. 3. Як інди- катор ви хідного сигналу використовувався ПК 14, який підключався до виходу ППП. Дослідження точності виміру дальності про- во дилося шляхом реєстрації сигналів, відби- тих від рухомого короткозамикаючого порш- ня, розташо ваного в хвилеводному тракті. Пор- шень за до помогою пристрою переміщення міг рухатися на ділянці хвилеводу довжиною 1 м. Автодинний ППП працював у режимі ліній- ної модуляції частоти зі смугою перебудови 500 МГц. На рис. 3 наведенi експериментально виміряні спект ри автодинного відгуку, відпо- відні трьом положенням рухливого короткоза- микаючого порш ня у хвилеводному тракті, кож- не з яких відрізняється на 0,3 м. Ця відс тань відповідає теоретичному значенню максима- ль ної точності виміру дальності ППП з лі ній- ною модуляцією частоти при смузі перебудови частоти 500 МГц. Для виміру роздільної здат- ності ППП по дальності як об’єкти, що відби- вають сигнал, використовувалися два кутико- вих відбивачі з різною здатністю. Відби ва чі роз ташовувалися уздовж траси роз пов сюд- жен ня сигналу ППП. Відомо, що роздільна здатність радіолока- тора визначається як мінімальна відстань між двома цілями, які можна розрізнити. Після отримання відгуку на екрані індикатора дат- чика у вигляді двох спектрів відстань між від- бивачами зменшувалася до значення, відпо- відного мінімально вирішуваній різниці час- тот спектрів. На рис. 4 наведено спектр авто- динного відгуку від двох бли зь ко розташо- ваних кутикових відбивачів з різною здат ніс тю віддзеркалення. Як видно, амплі ту да авто- дин ного відгуку для різних відбивачів має різ не значення, оскільки ближчий відбивач має менший коефіцієнт віддзеркалення. Рис. 4 ілюст рує роздільну здатність автодинного ППП, яка в нашому випадку (при смузі перебудови частоти 500 МГц) складає 0,6 м. Як видно з рис. 3 і 4, у спектрі вихідного сигналу відсут- ні компоненти, пов’я за ні з частотою модуля- ції автогенератора і ПАМ. Таким чином, екс- периментально показано, що застосування цифрової обробки і фор мування сигналу мо- дуляції частоти генератора дало можливість вирішити задачу виміру дальності в автодин- них ППП. ВИПРОБУВАННЯ РАДІОЛОКАЦІЙНОГО ДАТЧИКА НА СОРТУВАЛЬНІЙ ГІРЦІ Після проведення всесторонніх лаборатор- них випробувань радіолокаційного датчика був проведений цикл натурних випробувань на механізованій сортувальній гірці. Мета випро- бувань – перевірка надійності функціонування датчика в режимах “датчик зайнятості” і “дат- чик швидкос ті” при виявленні різних типів ру- �5.indd 13�5.indd 13 04.11.2009 11:55:0704.11.2009 11:55:07 14 Наука та інновації. № 5, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України хомого скла ду. Для проведення випробувань було підготовлено технологічне устаткування, до складу якого входив персональний ком п’ю- тер, що використовувався для порівняльного ана лізу сигналів, які при ходять з радіолокацій- ного датчика зайнятос ті і фотоелектронного датчика зайнятості. Фотоелектронний датчик зайнятості є основ- ним пристроєм контролю проходження ру хо мо- го складу на механізованих сортувальних гірках. Сигнал, що формується цим датчиком, блокує перемикання стрілки. Сигнал блокування стріл- ки подавався на апаратуру порівняльного ана- лізу. Порівняльні вимірювання сигналів радіо- локаційного та фотоелектронного датчиків зай- нятості дають можливість зробити висновок про придатність радіолокаційного датчика як при- строю контролю рухомого складу. При функціонуванні датчика в режимі «датчик зайнятості» прийнято умовне розділення прос- тору між датчиком і кутиковим відбивачем на три просторових зони (див. рис. 5): 1) неконтрольована зона (1). Введення цієї зони необхідне для запобігання помилковим спрацьо- вуванням, що виникають у випадку намокання або обмерзання лінзової антени або попадання малорозмірних об’єктів (комахи, птахи) в діагра- му спрямованості антенної системи поблизу дат- чика. Вимірювання рівня відбитого сигналу в цій зоні проводиться, але виключається з розгляду при прийнятті рішен ня про зайнятість шляхів; 2) зона відповідальності (2). Ця зона знаходи- ться між зоною 1 і зоною кутикового відбива- ча. Збільшення рівня відбитого сигналу в цій зо ні вище рівня спрацьовування інтерпрету- єть ся як наявність рухомого складу на залізнич- ній стрілці; 3) зона кутикового відбивача (3). Інформація про рівень сигналу в цій зоні використовуєть- ся для самотестування датчика за умови відсут- ності рухомого складу в зоні відповідальності. Cхема розташування датчика на залізничній стрілці та розподіл просторових зон датчика в ре- жимі «датчик зайнятості» показана на рис. 5. Рі- шення про видачу сигналу зайнятості стрілки приймається на підставі даних про рівні сигналів, відбитих від об’єктів, що знаходяться в зоні 2, і ку- тикового відбивача, що знаходиться в зоні 3. На рис. 6 показано розташування датчиків поб лизу залізничної стрілки. Розташування ра- діо локаційного датчика вибрано так, щоб зона його відповідальності співпадала із зоною конт- ролю фотоелектронного датчика. З іншого бо- ку стрілки розташовано кутиковий відбивач, призначений для контролю працездатності ра- діолокаційного датчика. При настройці датчи- ків використовувався радіоканал зв’язку WI-FI, що давало можливість проводити настройку і контроль зо ни дії датчика, знаходячись в без- посередній близь кості від нього. Після перевір- ки функціонування пристрою по рів ня ль ного аналізу були проведені спостережен ня за про- ходженням рухомого складу з одночасною ре- єст рацією часу спрацьовування фо то елект рон- ного датчика і радіолокаційного датчика. Рис. 5. Схема розташування датчика на залізничній стріл ці Рис. 6. Розташування датчиків поблизу залізничної стріл- ки: 1 – кутиковий відбивач; 2 – радіолокаційний датчик; 3 – фотоелектронний датчик; 4 – залізнична стрілка �5.indd 14�5.indd 14 04.11.2009 11:55:0704.11.2009 11:55:07 15Наука та інновації. № 5, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України В процесі спостережень по контрольованій ділянці пройшло декілька десятків відчепів різ- ного типу. Спостерігалися три типи рухомого складу: тепловоз, критий піввагон, відкритий пів- вагон (відкрита платформа). До особливостей ви мірювань слід віднести істотну різницю в рів- нях відбиття сигналів від різних типів рухомого складу. Найнижчий рівень відбиття мали від- криті пів вагони, а найвищий — тепловоз. Це по- в’я зано з тим, що тепловоз має найвищу поверх- ню розсіяння завдяки великій кількості навіс- ного устаткування, надбудов і інших металевих еле ментів. Відмінність у рівнях відбиття від різ- них типів рухомого складу не вплинула на про- ведення вимірювань. Усі відчепи, що пройшли через контрольовану ділянку, були стійко заре- єс тровані, показники фотоелектронного і ра- діо локаційного датчиків співпадали. При функціонуванні датчика у режимі «дат чик швидкості» датчик встановлювався біля га ль мів- ної позиції у напрямі набігаючого рухомого скла- ду відповідно до схеми установки. Гальмівна по- зиція складається з 2-х шляхових сповільнювачів і призначена для уповільнення рухомого складу і регулювання швидкісного режиму некерованого відчепу. За допомогою персонального ком п’ю- тера і спеціальної програми датчик переводився в режим «датчик швидкості». Візуально про во- ди лася корекція спрямованості датчика, а також настройка порога спрацьовування датчика. Ін- формація про значення швидкості передавалася на пост управління по двопроводовому інтер- фейсу RS485 і використовувалася оператором при управлін ні шляховим сповільнювачем для корекції швид кості вагонів. До складу вимірювального комплексу входи- ли радіолокаційний датчик, два блоки перетво- рення інтерфейсів, точка бездротового доступу та вимірювач швидкості “РИС-В3” [1]. Установ- ка радіолокаційного датчика проводилася на тимчасовій опорі уздовж залізничної ко лії у на- прямку шляхових сповільнювачів (рис. 7). Кон- троль швидкості проводили за прямими пока- заннями радіолокаційного датчика, що ві доб ра- жа лися на екрані комп’ютера. Порівняльні ви- мі рю вання швидкості локомотива одночасно про водилися за показаннями спідометра локо- мотива та вимірювача швидкості “РИС-В3”, а ви мірювання некерованого рухомого складу про- водилися за показаннями радіолокаційного дат- чика та вимірювача швид кості “РИС-В3”. В процесі випробувань спостерігалися: локомо- тив, криті піввагони та відкриті піввагони з різ- ними рівнями ефективної поверхні розсіяння. Відмінність в ефективній поверхні розсіяння впли- вала тільки на дальність виявлення рухомого скла- ду. В усіх випадках діапазони дистанцій виявлення знаходилися в межах технічного завдання і склада- ли від 12 до 25 метрів. Діапазон швидкостей, що спостерігалися в експеримен ті, — 5—15 км/год. За час порівняльних вимірювань показники усіх трьох датчиків співпали, а похибки виміря- них різними способами швидкостей знаходи- лися в межах точності вимірювання. ВИСНОВКИ Створено радіолокаційний датчик для ви ко- рис тання в автоматизованій системі розпуску ваго нів, здатний проводити дистанційний конт- роль наявності рухомого складу на залізничних гiрках і стрілках та контроль швидкості відчепів при проходженні гальмівної позиції. Датчики обладнані системами дистанційного керування, діаг нос тики параметрів та передачі радіолокацій- ної та сервісної інформації на дис петчерський пункт і можуть використовуватися в інформа- ційних мережах. Перевагою таких датчиків є їх Рис. 7. Розташування датчика швидкості поблизу гальмів- ної позиції: 1– відчеп; 2 – шляхові сповільнювачі; 3 – ра- діо локаційний датчик �5.indd 15�5.indd 15 04.11.2009 11:55:0704.11.2009 11:55:07 16 Наука та інновації. № 5, 2009 Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України універсальність, оскільки різні задачі викону- ються за допомогою одного типу датчиків, що значно спро щує їх стандартизацію, ремонт та об- слуговування. Вони від різ няються значно мен- ши ми розмірами, вагою та вартістю від аналогіч- них датчиків. Виготовлено декілька радіоло- каційних датчиків, які пройшли випробування в умовах сортувальної гірки. Випробування під- твердили, що радіолокаційний датчик відповідає проектним тех ніч ним характеристикам. Створені радіолокаційні датчики можуть також викорис- товуватися у випадках для запобігання зіткнен- ням і наїз ду на перешкоду в залізничному та авто- мобільному транспорті, рівнемірах і датчиках за- побігання зіткненням підіймальних кранів. Робота виконана в межах інноваційного проек- ту НАН України “Багатофункціональний радіоло- каційний датчик для дистанційного спостережен- ня за наявністю рухомого складу на залізничних гiрках, стріл ках і переїздах та контролю його швид кості для забезпечення безпеки руху та дис- пет черських функ цій”. ЛІТЕРАТУРА 1. Кузнецов Ю.Н., Михайлов Л.Ф., Парилов В.А. и др. Ра- диолокационный измеритель скорости железнодо- рожных вагонов на сортировочных горках // Элект- ронная техника. Сер. Электроника СВЧ. — 1982. — № 7. — С. 56—58. 2. Бузыкин В.Т., Носков В.Я. Исследование автодинных характеристик СВЧ генераторов на полупроводнико- вых диодах // Электронная техника. Сер. СВЧ-тех- ника. — 1992. — № 7. — С. 24—30. 3. Бузыкин В.Т., Носков В.Я. Автодины. Области приме- нения и перспективы развития // Радиотехнические системы миллиметрового и субмиллиметрового диа- пазонов. — Харьков: Сб. научных трудов ИРЭ АН Украины. — 1991. — С. 38—47. 4. Закарлюк Н.М. Спектр автодинного отклика генера- тора с частотной модуляцией // Применение радиоволн миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов. — Харьков: Сб. научных трудов ИРЭ АН Украины. — 1992. — С. 56—65. 5. Votoropin S.D., Noskov V.Ya. Analysis of operating regimes of EHF hybrid-integrated autodynes based on Gunn mic- ropower mesaplanar diodes // Russian Physics Jour nal. — 2002. — V. 45, № 2. — P. 150—162. 6. Votoropin S.D., Ostapenkov P.S., and Smolsky S.M. Spe- cial features of practical measurement of parameters of pro misisng frequency-modulated short-range millime- ter ra dars // Russian Physics Journal. — 2006. — V. 49, № 9. — P. 1012—1015. 7. Варавин А.В., Васильев А.С., Ермак Г.П., Попов И.В. Автодинный приёмо-передающий модуль на диоде Ганна с внутреннем детектированием сигнала для ради- олокационного датчика с линейной модуляцией час- тоты // Радиофизика и электроника. — Харьков: Ин- ститут радифизики и электроники НАН Украины. — 2008. —Т. 13, № 3. — C. 546—551. 8. Варавин А.В., Васильев А.С., Ермак Г.П., Попов И.В. Автодинный радиолокатор миллиметрового диапазо- на с линейной модуляцией частоты // Proceedings of 18th International Crimian Conference on Microwaves and Telecomunication Technology”, 8—12 Sept., 2008, Se vastopol, Ukraine, P. 807—808. Г.П. Ермак, А.В. Варавин, И.В. Попов, А.С. Васильев, Л.С. Усов РАДИОЛОКАЦИОННЫЙ ДАТЧИК КОНТРОЛЯ НАЛИЧИЯ И СКОРОСТИ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА ТЕРРИТОРИЯХ СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРОК Приведены результаты создания сравнительно недо- рогих радиолокационных датчиков, предназначенных для дистанционного контроля наличия и скорости железно- дорожных локомотивов и вагонов на территориях сорти- ровочных горок в сложных погодных условиях. Разрабо- таны системы и методы дистанционного управления и измерения параметров датчиков. Проведены комплекс- ные испытания радиолокационных датчиков в условиях железнодорожной сортировочной горки. Ключевые слова: радиолокационный датчик, милли- метровые волны, автодинный приемо-передатчик, дистан- ционный контроль, цифровая обработка сигналов. G.P. Ermak, A.V. Varavin, I.V. Popov, A.S. Vasilev, L.S. Usov THE RADAR SENSOR FOR CONTROL OF ROLLING-STOCK PRESENCE AND ITS SPEED ON THE TERRITORY OF GRADING BELTS Results of the development of rather cheep radar sensors for the remote control of presence and speed of railroad-cars and trains on the territory of grading belts in complex mete- orological conditions are presented. The systems and meth- ods of remote control and measurement of sensor parameters are developed. Complex examinations of radar sensors under conditions of grading belt are carried out. Key words: radar sensor, millimeter waves, autodyne tran- sceiver, remote control, digital processing. Надійшла до редакції 02.03.09. �5.indd 16�5.indd 16 04.11.2009 11:55:0804.11.2009 11:55:08
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-27893
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1815-2066
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T16:24:19Z
publishDate	2009
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
record_format	dspace
spelling	Єрмак, Г.П. Варавiн, А.В. Попов, I.В. Васильєв, О.С. Усов, Л.С. 2011-10-23T19:58:24Z 2011-10-23T19:58:24Z 2009 Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок / Г.П. Єрмак, А.В. Варавiн, I.В. Попов, О.С. Васильєв, Л.С. Усов // Наука та інновації. — 2009. — Т. 5, № 5. — С. 9-16. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin5.05.09 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/27893 Наведені результати створення порівняно недорогих радіолокаційних датчиків, призначених для дистанційного контролю наявності і швидкості залізничних потягів і вагонів на територіях сортувальних гірок в складних погодних умовах. Розроблені системи і методи дистанційного керування і вимірювання параметрів датчиків. Проведені комплексні випробування радіолокаційних датчиків в умовах залізничної сортувальної гірки. Приведены результаты создания сравнительно недорогих радиолокационных датчиков, предназначенных для дистанционного контроля наличия и скорости железнодорожных локомотивов и вагонов на территориях сортировочных горок в сложных погодных условиях. Разработаны системы и методы дистанционного управления и измерения параметров датчиков. Проведены комплексные испытания радиолокационных датчиков в условиях железнодорожной сортировочной горки. Results of the development of rather cheep radar sensors for the remote control of presence and speed of railroad-cars and trains on the territory of grading belts in complex meteorological conditions are presented. The systems and methods of remote control and measurement of sensor parameters are developed. Complex examinations of radar sensors under conditions of grading belt are carried out. Робота виконана в межах інноваційного проекту НАН України “Багатофункціональний радіолокаційний датчик для дистанційного спостереження за наявністю рухомого складу на залізничних гiрках, стріл ках і переїздах та контролю його швидкості для забезпечення безпеки руху та диспетчерських функцій”. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Наука та інновації Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок Радиолокационный датчик контроля наличия и скорости подвижного состава на территориях сортировочных горок The radar sensor for control of rolling-stock presence and its speed on the territory of grading belts Article published earlier
spellingShingle	Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок Єрмак, Г.П. Варавiн, А.В. Попов, I.В. Васильєв, О.С. Усов, Л.С. Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
title	Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок
title_alt	Радиолокационный датчик контроля наличия и скорости подвижного состава на территориях сортировочных горок The radar sensor for control of rolling-stock presence and its speed on the territory of grading belts
title_full	Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок
title_fullStr	Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок
title_full_unstemmed	Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок
title_short	Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок
title_sort	радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок
topic	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
topic_facet	Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/27893
work_keys_str_mv	AT êrmakgp radíolokacíiniidatčikkontrolûnaâvnostííšvidkostíruhomogoskladunateritoríâhsortuvalʹnihgírok AT varavinav radíolokacíiniidatčikkontrolûnaâvnostííšvidkostíruhomogoskladunateritoríâhsortuvalʹnihgírok AT popoviv radíolokacíiniidatčikkontrolûnaâvnostííšvidkostíruhomogoskladunateritoríâhsortuvalʹnihgírok AT vasilʹêvos radíolokacíiniidatčikkontrolûnaâvnostííšvidkostíruhomogoskladunateritoríâhsortuvalʹnihgírok AT usovls radíolokacíiniidatčikkontrolûnaâvnostííšvidkostíruhomogoskladunateritoríâhsortuvalʹnihgírok AT êrmakgp radiolokacionnyidatčikkontrolânaličiâiskorostipodvižnogosostavanaterritoriâhsortirovočnyhgorok AT varavinav radiolokacionnyidatčikkontrolânaličiâiskorostipodvižnogosostavanaterritoriâhsortirovočnyhgorok AT popoviv radiolokacionnyidatčikkontrolânaličiâiskorostipodvižnogosostavanaterritoriâhsortirovočnyhgorok AT vasilʹêvos radiolokacionnyidatčikkontrolânaličiâiskorostipodvižnogosostavanaterritoriâhsortirovočnyhgorok AT usovls radiolokacionnyidatčikkontrolânaličiâiskorostipodvižnogosostavanaterritoriâhsortirovočnyhgorok AT êrmakgp theradarsensorforcontrolofrollingstockpresenceanditsspeedontheterritoryofgradingbelts AT varavinav theradarsensorforcontrolofrollingstockpresenceanditsspeedontheterritoryofgradingbelts AT popoviv theradarsensorforcontrolofrollingstockpresenceanditsspeedontheterritoryofgradingbelts AT vasilʹêvos theradarsensorforcontrolofrollingstockpresenceanditsspeedontheterritoryofgradingbelts AT usovls theradarsensorforcontrolofrollingstockpresenceanditsspeedontheterritoryofgradingbelts

Радіолокаційний датчик контролю наявності і швидкості рухомого складу на територіях сортувальних гірок

Institution

Similar Items