Устройство управления движением поездов на железнодорожном переезде с использованием радиоканала
Владельцы патента RU 2519607:
Открытое акционерное общество "Российские железные дороги" (RU)
Изобретение относится к области обеспечения безопасности и управления железнодорожным переездом на скоростных участках железных дорог. Устройство управления железнодорожным переездом с использованием радиоканала содержит блок управления, соединенный с CAN-интерфейсом, к которому подключен интерфейс объектов железнодорожного переезда, к которому подключены блок заградительного светофора, блок автомобильных светофоров, приводы шлагбаумов и приводы устройств заграждения пути, и радиомодем, соединенный через интерфейс с CAN-интерфейсом. Дополнительно в устройство введен блок вычисления длины участка извещения, включающий последовательно соединенные модуль ввода данных, модуль проверки данных, модуль формирования команд и преобразователь форматов. Модуль ввода данных и преобразователь форматов соединены через CAN-интерфейс с блоком управления. Решение направлено на повышение безопасности движения поездов. 2 ил.
Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к устройствам и системам регулирования движения поездов, и может быть использовано для обеспечения безопасности и управления железнодорожным переездом на скоростных участках железных дорог.
Известно устройство для ограждения железнодорожного переезда, содержащее установленные по одну сторону от железнодорожного полотна блок включения автоматической светофорной сигнализации и автоматического шлагбаума, блок включения соответствующего генератора кодовых сигналов рельсовой цепи участка приближения к переезду, требующих остановки поезда, и блок включения заградительного светофора, аналогичные блоки, установленные по другую сторону от железнодорожного полотна, опломбированную кнопку аварийной сигнализации и аварийного ограждения железнодорожных путей, с контактом которой связаны входы упомянутых блоков, средства телефонной и радиосвязи для передачи сообщений дежурному по станции и машинистам приближающихся к переезду поездов, блок включения установленных на крыше помещения дежурного по переезду сирены акустического сигнала общей тревоги и милицейского проблескового маячка, средство автоматического формирования аварийного сообщения, связанное со средствами телефонной связи и радиосвязи, при этом вход блока включения установленных на крыше помещения дежурного по переезду сирены акустического сигнала общей тревоги и милицейского проблескового маячка и вход средства автоматического формирования аварийного сообщения связаны с контактом опломбированной кнопки аварийной сигнализации и аварийного ограждения железнодорожных путей, средство автоматического формирования аварийного сообщения включает в себя синтезатор речи. Устройство, находящееся у дежурного по переезду, снабжено последовательно включенными задающим генератором, фазовым манипулятором, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующего кода, амплитудным модулятором, второй вход которого соединен с выходом синтезатора речи, первым смесителем, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, усилителем первой промежуточной частоты, первым усилителем мощности, дуплексером, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, вторым усилителем мощности, вторым смесителем, второй вход которого соединен с первым выходом второго гетеродина, усилителем второй промежуточной частоты, перемножителем, второй вход которого соединен с вторым выходом первого гетеродина, полосовым фильтром, фазовым детектором, второй вход которого соединен с вторым выходом второго гетеродина, и блоком регистрации, у машинистов приближающихся к переезду поездов последовательно включенными задающим генератором, фазовым манипулятором, второй вход которого соединен с выходом формирователя модулирующего кода, первым смесителем, второй вход которого соединен с первым выходом первого гетеродина, усилителем третьей промежуточной частоты, первым усилителем мощности, дуплексером, вход-выход которого связан с приемопередающей антенной, вторым усилителем мощности, вторым смесителем, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, усилителем второй промежуточной частоты, амплитудным ограничителем, синхронным детектором, второй вход которого соединен с выходом усилителя второй промежуточной частоты, и звуковым сигнализатором, последовательно подключенными к выходу амплитудного ограничителя перемножителем, второй вход которого соединен с вторым выходом первого гетеродина, полосовым фильтром, фазовым детектором, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, и блоком сравнения кодов, второй вход которого соединен с выходом блока памяти, а выход подключен к входу формирователя модулирующего кода (RU 2369510, B61L 29/00, 2009).
Недостатком известного устройства является то, что при несоответствии категории приближающегося поезда и кодовых сигналов, подаваемых в рельсовые цепи участков приближения, и отсутствии учета скорости поезда снижается безопасность движения в районе железнодорожного переезда.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков и функциональным возможностям является устройство управления железнодорожным переездом с использованием радиоканала, содержащее блок управления, информационные входы которого соединены с CAN-интерфейсом, к которому подключен выход блока интерфейса с объектами железнодорожного переезда, а к его входам подключены блок заградительного светофора, блоки автомобильных светофоров и шлагбаумов и приводы устройств заграждения пути, блок интерфейса с радиоканалом и радиомодем (Ежемесячный научно-теоретический и производственно-технический журнал ОАО «Российские железные дороги» «Автоматика, Связь, Информатика» 2007 г., №5, стр.8 «Автоматическая переездная сигнализация с радиоканалом»).
Недостатком известного устройства является то, что при получении локомотивом от блока управления подтверждения готовности переезда к закрытию не учитывается изменение скорости движения поезда и фактическая занятость рельсовой цепи на участке извещения.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении безопасности движения поездов за счет вычисления длины участка извещения для обеспечения нормативного времени закрытия переезда.
Технический результат предлагаемого изобретения достигается тем, что в устройство управления железнодорожным переездом с использованием радиоканала, содержащее блок управления, информационные входы и выходы которого соединены с CAN-интерфейсом, к которому подключен интерфейс объектов железнодорожного переезда, к которому подключены блок заградительного светофора, блок автомобильных светофоров, приводы шлагбаумов и приводы устройств заграждения пути, радиомодем, соединенный через интерфейс с CAN-интерфейсом, согласно изобретению введен блок вычисления длины участка извещения, включающий последовательно соединенные модуль ввода данных, модуль проверки данных, модуль формирования команд и преобразователь форматов, причем вход модуля ввода данных и выход преобразователя форматов соединены через CAN-интерфейс соответственно с выходом и входом блока управления.
На фиг.1 представлена функциональная схема устройства. На фиг.2 приведен алгоритм работы блока вычисления длины участка извещения.
Устройство управления железнодорожным переездом с использованием радиоканала содержит блок 1 управления, информационные входы и выходы которого соединены с CAN-интерфейсом 2. К CAN-интерфейсу 2 подключен интерфейс 3 объектов железнодорожного переезда, к которому подключены блок 4 заградительного светофора, блок 5 автомобильных светофоров, приводы 6 шлагбаумов и приводы 7 устройств заграждения пути, радиомодем 9, соединенный через интерфейс 8 с CAN-интерфейсом 2. В устройство введен блок 10 вычисления длины участка извещения, включающий последовательно соединенные модуль 11 ввода данных, модуль 12 проверки данных, модуль 13 формирования команд и преобразователь форматов 14. Причем вход модуля 11 ввода данных и выход преобразователя форматов 14 соединены через CAN-интерфейс 2 соответственно с выходом и входом блока 1 управления.
Устройство управления железнодорожным переездом с использованием радиоканала работает следующим образом.
При входе поезда в зону ответственности устанавливается радиосвязь между локомотивом и стационарным радиомодемом 9 по радиоканалу. Интерфейс 8 и преобразователь форматов 14 осуществляют преобразование данных из формата, определяемого протоколом взаимодействия с радиомодемом 9, в формат, определяемый протоколом CAN-интерфейса 2. С выхода радиомодема 9 через интерфейс 8 и CAN-интерфейс 2 на вход стационарного блока 1 управления передается сообщение по следующим данным:
- номер поезда;
- номер пути, на котором находится поезд;
- координата головы поезда (пикет, километр);
- категория поезда;
- скорость движения.
Полученные блоком 1 управления исходные данные от поезда в зоне извещения к переезду (с момента занятия рельсовой цепи, предшествующей рельсовой цепи участка извещения) поступают с его выхода через CAN-интерфейс 2 на вход блока 10. К этим данным относятся координата поезда и координата оси переезда для вычисления расстояния до переезда, текущая скорость движения поезда, максимальное ускорение до максимально допустимой скорости движения за цикл расчета. Значения максимального ускорения и допустимой скорости определяются категорией поезда, ограничениями конкретного участка и поездной ситуацией.
Модуль 11 ввода данных блока 10 вычисления длины участка извещения получает данные из CAN-интерфейса 2, преобразует полученные данные из формата CAN протокола в внутренний формат блока 10 и передает их в модуль 12 проверки данных. Модуль 12 проверки данных осуществляет проверку их на корректность и в случае успешной проверки передает их в модуль 13 формирования команд.
Модуль 13 формирования команд на основе полученных данных вычисляет время прибытия поезда на переезд и формирует команду о закрытии/открытии переезда.
Преобразователь форматов 14 преобразует сформированные модулем 13 команды из внутреннего формата в формат, определяемый протоколом CAN 2, при этом блок 10 фиксирует режим включения в действие переезда.
Блок 10 вычисления длины участка извещения определяет расстояние до переезда путем вычисления математического модуля разности координаты поезда и координаты оси переезда с учетом максимальной погрешности измерения координаты поезда по спутниковой навигации (30 метров), с учетом расстояния, проходимого поездом за время между последовательными циклами связи по радиоканалу, а также с учетом расстояния, проходимого поездом за время обработки информации в устройстве (0,5 сек), и с учетом половины ширины проезжей части переезда.
Исходя из вычисленного расстояния между головой поезда и осью переезда с учетом текущей скорости движения поезда и максимального ускорения поезда до максимально допустимой скорости движения за цикл расчета, блоком 10 определяется время прибытия на переезд. При этом расчетное время уменьшается на величину времени передачи команды на закрытие переезда (1 сек).
С выхода блока 10 сигнал о вычисленном времени прибытия поезда на переезд поступает на вход блока 1. Блок 1 сравнивает вычисленное время прибытия поезда на переезд с нормативным временем извещения для конкретного переезда. Если вычисленное время меньше или равно нормативному значению, то блок 1 выдает управляющий сигнал на закрытие переезда, который поступает на интерфейс 3 объектов железнодорожного переезда, непосредственно связанного с блоком 4 заградительных светофоров, блоком 5 автомобильных светофоров, приводами 6 шлагбаумов и приводами 7 устройств заграждения пути.
Алгоритм действия блока 10 вычисления длины участка извещения относится как к станционному переезду, так и к перегонному переезду (фиг.2).
После подачи команды на закрытие переезда расчет времени прибытия данного поезда на переезд блоком 10 прекращается.
Блок 10 вычисляет время прибытия на переезд радиооборудованного поезда.
Если расчетное значение времени прибытия к переезду соответствует установленному значению времени закрытия переезда, например 45 сек согласно Инструкции по сигнализации, то в блок 1 подается сигнал на закрытие переезда.
После этого в блоке 10 сопоставляются данные о рельсовых цепях и о параметрах движения поезда.
При правильном определении местонахождения поезда блоком 10 рассчитывается по известным формулам время прибытия данного поезда к переезду.
Открывается переезд по команде от блока 1 после проезда поезда.
Эффективность устройства управления железнодорожным переездом с использованием радиоканала заключается в оптимальном управлении переездом за счет автоматического вычисления длины участка извещения к переезду с подачей сигнала о закрытии переезда по занятию определенной рельсовой цепи и обеспечения нормативного времени извещения на переезд о приближении поезда в соответствии с параметрами его движения, что ведет к увеличению пропускной способности автотранспорта на переезде.
Устройство управления железнодорожным переездом с использованием радиоканала, содержащее блок управления, информационные входы и выходы которого соединены с CAN-интерфейсом, к которому подключен интерфейс объектов железнодорожного переезда, к которому подключены блок заградительного светофора, блок автомобильных светофоров, приводы шлагбаумов и приводы устройств заграждения пути, радиомодем, соединенный через интерфейс с CAN-интерфейсом, отличающееся тем, что в него введен блок вычисления длины участка извещения, включающий последовательно соединенные модуль ввода данных, модуль проверки данных, модуль формирования команд и преобразователь форматов, причем вход модуля ввода данных и выход преобразователя форматов соединены через CAN-интерфейс соответственно с выходом и входом блока управления.
