Тема дипломной работы: Радиолокационная система предупреждения столкновений

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………....11

1.  СИСТЕМНЫЙ
АНАЛИЗ…………………………………………………….12

1.1 Анализ потребности………………………………………………………....13

1.2 Поиск аналогов и прототипа проектного изделия………………………...14

1.2.1    Система
TCAS…………………………………………………………….14

1.2.2 Система автоматического
регулирования дистанции (САРД) компании Volkswagen……………………………………………………………………….18

1.2.3        
Адаптивный круиз контроль компании Robert Bosch ………...………………………………………………………………...…20

1.2.4    Адаптивный круиз-контроль (ACC) Volvo…………………………...…22

1.2.5 Измеритель дальности и скорости на
железнодорожном транспорте               (ИДС-76)……………………………………………………………………...
….23

2     ИССЛЕДОВАНИЕ
ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ………...…….………………………………………………………..29

2.1 Принцип работы радиолокационных
систем предупреждения столкновений…………………………………………………………………….29

2.1.1 Непрерывный
метод……………………………………………………….32

2.1.2 Импульсный
метод………………………………………………………...44

2.2 Современные радиолокационные системы предупреждения столкновений.........................................................................................................54

2.3 Обзор систем, приводящих в действие
тормозную систему локомотива..59

2.3.1 Комплексное локомотивное устройство
безопасности КЛУБ-У…….....59

2.3.2 Система автоматического управления
тормозами САУТ-ЦМ/485….....62

2.4 Стандарты передачи данных………………………………………………..64

2.4.1 RS-232………………………………………………………………………64

2.4.2    CAN………………………………………………………………..………74

2.4.3 RS-485………….………………………………………………………..…82

3 ГЕНЕРАЦИЯ ИДЕИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ…………………………......86

4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ
СХЕМЫ БЛОКА СОПРЯЖЕНИЯ……...…………………………………………………………103

4.1 Алгоритм
работы блока сопряжения……………………………………...103

5 ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУТАЦИИ……………………………………...111

5.1 Введение………………………………………………………………….....111

5.2
Назначение……………………………………………………………….....111

5.3 Указания по технике
безопасности……………………………………......111

5.4 Монтаж в
помещении……………………………………………………....111

5.5 Особенности
эксплуатации………………………………………………..112

5.6 Инструкция по приведению
системы в рабочий режим…………………112

5.7 Правила
хранения…………………………………………………………..113

5.8
Транспортирование………………………………………………………...114

6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЧАСТЬ……………………………………………….115

6.1 Технико – экономическое
обоснование разработки……………………..115

6.1.1 Организация и
планирование работ по разработке…………………….115

6.2 Расчет сметы затрат на
разработку радиолокационной СПС..………….118

7 БЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ……………………………….124

7.1 Анализ объективных факторов производственной
опасности и вредности……………………………………………………………………..…124

7.2 Организация рабочего места человека –
оператора………………………125

7.3 Нормирование температуры, влажности и скорости
движения воздуха и интенсивности теплового облучения…………………………………………126

7.4 Защита от статического электричества…………………………………...127

7.5 Ионизирующее излучения………………………………………………....128

7.6 Опасность поражения электрическим током……………………………..128

7.7 Комплекс защитных мероприятий………………………………………...129

7.7.1 Расчет освещенности помещения………………………………………..129

7.7.2 Расчет яркости знаков и контраста на рабочем
столе………….............134

7.7.3 Расчет воздухообмена в помещении…………………………………….136

7.8 Инструкция по технике
безопасности……………………………………..139

7.8.1 Электробезопасность…………………………………………………......139

7.8.2 Пожарная профилактика…………………………………………………143

7.8.3 Оказание первой помощи при поражении
электрическим током……..144

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………145

9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………...…146

1 Системный анализ
1.1 Анализ потребности
Аварии при эксплуатации транспортных средств – одна из главных причин смертности и инвалидности на планете. В качестве основных причин аварий выступают: постоянно увеличивающаяся плотность транспортного движения, низкий уровень психофизиологических данных водителей (эмоциональной устойчивости, переключения внимания), неумение многих людей в сложных ситуациях трезво оценивать обстановку и принимать правильные решения, также часто роковую роль играют метеорологические условия[3].
За последние 5 лет, в период с 2012 года по 2017 год, произошло более 100 железнодорожных происшествий, в которых погибли более десятка человек, большинство из которых допущены на станциях при производстве поездных маневровых работ[3].
Система предупреждения столкновений является одной из основных систем транспортного радиооборудования. Система нацелена на определение препятствий на пути следования транспортного средства. К точности, надежности и дальности измерений, таких систем предъявляются особые требования [4].
В зависимости от метода излучения, радиолокационные системы предупреждения столкновений (СПС) подразделяются на два типа: использующие метод активной радиолокации и использующие метод активной радиолокации с активным ответом[2].
СПС, использующие метод активной радиолокации с активным ответом, являются импульсными и применяются на воздушном транспорте, они производят обнаружение самолетов по ответным сигналам от самолетных ответчиков. Главным недостатком данных систем является то, что все самолеты должны быть оснащены работающими ответчиками. Самолеты, не оборудованные ответчиками, не наблюдаются. Не обнаруживаются и любые другие возможные препятствия на пути следования самолетов. Так же импульсный метод не пригоден для измерения малых расстояний, по причине того, что в приемных устройствах импульсных РЛС в смесителе используются высокочувствительные диоды, в случае приема импульсов большой мощности, вероятность пробоя которых резко возрастает. Для защиты приемника от импульсов большой мощности используют разрядник защиты приемника (РЗП), который, при излучении зондирующего импульса, запирает вход приемника на 2-3 длительности импульса (tи) [5].
СПС, использующие метод активной радиолокации, являются непрерывными и применяются на автомобильном и Ж/Д транспорте. Недостатками непрерывных радиолокационных СПС является обязательное применение отдельных передающих и приемных антенн [6]. Вследствие чего возникают паразитные переходные влияния от передатчика через антенну в приемный тракт, что влечет за собой ухудшение чувствительности приёмника. Защиту от паразитных переходных влияний обеспечивают установкой, приемной и передающей антенн на определённом расстоянии друг от друга, а также использование балансного смесителя (БС) позволяет подавить паразитную АМ опорного сигнала, поступающего от передатчика. СПС, использующиеся на Ж/Д транспорте, имеют большие массогабаритные показатели и монтируются стационарно, что значительно ограничивает их применение [2].
Таким образом существует потребность в разработке радиолокационной системы предупреждения столкновений, с помощью которой было бы возможно определять любые препятствия на пути следования локомотивов, при проведении поездных маневровых работ в пределах станционных путей, с целью предотвращения столкновений подвижного состава и наездов на посторонние объекты, при условиях плохой видимости (во время тумана и в ночное время суток) [2].