Система позиционирования в составах железнодорожного транспорта

Авторы патента:

Гундобин Олег Тимирбаевич (RU)

Кочемировский Владимир Алексеевич (RU)

Бугров Владимир Владимирович (RU)

Бекетов Алексей Владимирович (RU)

Абакумов Павел Андреевич (RU)

B61L1/16 - устройства для подсчета осей; устройства для подсчета числа вагонов поезда (подсчет движущихся объектов вообще G06M)

Владельцы патента RU 2605127:

Гундобин Олег Тимирбаевич (RU)
Кочемировский Владимир Алексеевич (RU)

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Система включает излучатели, приемники излучения, блок обработки, три оптических лазерных датчика положения, защищенных термостабилизирующими кожухами, которые подключены к блоку обработки, включающему микропроцессорные контроллеры и компьютерное оборудование. Причем излучатель датчика положения установлен слева от оси железнодорожного пути по ходу движения состава на расстоянии 2,25-2,45 м от края термостабилизирующего кожуха до оси ж/д пути на высоте 0,4 м от уровня головки рельса, при этом термостабилизирующий кожух с излучателем датчика закреплен под углом 27°, а на противоположной стороне от оси железнодорожного пути на расстоянии 2,0 м от оси и на высоте 3,0 м от уровня головки рельса установлен приемник датчика соосно излучателю. Достигается повышение надежности учета вагонов с корпусами любой сложности. 6 ил.

Система позиционирования предназначена для определения количества вагонов (включая локомотивы), порядкового номера вагона в составе, учета и контроля суточного движения вагонов с различным типом груза согласно данным натурных листов, длины единицы состава в железнодорожных составах, определения направления движения состава и выдачи и регистрации сигналов о прохождении единицы состава.

Система предназначена для работы с основными типами вагонов и локомотивов, использующихся на железнодорожном транспорте.

Известно устройство для счета осей железнодорожных подвижных составов, которое содержит два излучателя, два приемника излучений, схему И, две схемы определения направления движения состава и два счетчика осей (колесных пар) (РФ 93018849, B61L 1/16, опубл. 20.10.1995).

Известно устройство для определения угла набегания колеса грузового вагона на рельс, содержащее рельсовый путь, колесную пару вагона, два напольных светоизлучателя, ориентированные в противоположные стороны от оси рельсового пути, два светоприемника, каждый из которых ориентирован на соответствующий светоизлучатель, и блок обработки, подключенный входами к выходам светоприемников, а выходом к регистратору, в котором каждый из светоприемников выполнен в виде линейки из n расположенных с фиксированным шагом фотоэлементов, причем правая и левая линейки установлены на пути параллельно и симметрично относительно рельсовой колеи в зоне засветки светоизлучателями на высоте, соответствующей линии, проходящей от светоизлучателя через точку над головкой рельса на высоте проследования оси колесной пары, а блок обработки выполнен в виде счетчика максимальной разности затемненных или засвеченных фотоэлементов правой и левой светоприемных линеек (РФ 94038395, В61K 9/04, опубл. 10.09.1996).

Принципиальный недостаток всех приведенных в патентах систем заключается в том, что они считают не вагоны, а оси или колесные пары. Разные типы вагонов могут содержать разное количество осей/пар. Таким образом, число осей/пар еще не дает нам общее число вагонов и порядковый номер вагона в проходящем составе.

В основу изобретения положена задача создания системы позиционирования в составах железнодорожного транспорта, которая позволяет с большой точностью считать вагоны с корпусами любой сложности, а не колесные пары. Это позволяет ее использовать в автоматических системах учета и контроля, системах железнодорожной безопасности и т.д.

Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что в системе позиционирования в составах железнодорожного транспорта, включающей излучатели, приемники излучения и блок обработки, три оптических лазерных датчика положения защищены термостабилизирующими кожухами, которые подключены к блоку обработки, включающему микропроцессорные контроллеры и компьютерное оборудование, излучатель датчика положения установлен слева от оси железнодорожного пути по ходу движения состава на расстоянии 2,25-2,45 м от края термостабилизирующего кожуха до оси ж/д пути, на высоте 0,4 м от уровня головки рельса, при этом термостабилизирующий кожух с излучателем датчика закреплен под углом 27°, а на противоположной стороне от оси железнодорожного пути на расстоянии 2,0 м от оси и на высоте 3,0 м от уровня головки рельса установлен приемник датчика соосно излучателю.

Изобретение поясняется фиг. 1-6. На фиг. 1 представлено расположение датчиков. На фиг. 2-6 показаны варианты размещения датчиков.

Условные обозначения:

1. Ось железнодорожного пути

2. Излучатель оптических датчиков положения

3. Приемник оптических датчиков положения

4. Уровень головок рельс

5. Вагон

6. Полувагон

7. Платформа

8. Сцепка вагонов

Система позиционирования в составах железнодорожного транспорта (см. фиг. 1) содержит три оптических лазерных датчика положения, защищенных термостабилизирующими кожухами, которые подключены к блоку обработки. Блок обработки содержит микропроцессорные контроллеры и компьютерное оборудование. Излучатель датчика положения 2 установлен слева от оси железнодорожного пути 1 по ходу движения состава на расстоянии 2,25-2,45 м от края термостабилизирующего кожуха до оси ж/д пути 1, на высоте 0,4 м от уровня головки рельса 4. Термостабилизирующий кожух с излучателем 2 датчика закреплен под углом 27°. На противоположной стороне от оси железнодорожного пути 1 на расстоянии 2,0 м от оси и на высоте 3,0 м от уровня головки рельса 4 установлен приемник датчика 3 соосно излучателю 2.

Количество датчиков положения - три, расстояние между ними 2,6 м и 1,7 м позволяют однозначно различить единицы подвижного состава (вагоны и локомотивы) при движении состава в диапазоне скоростей 0-10 км/ч.

Расстояние от датчиков до бортов вагонов лимитируется требованиями ГОСТ 9238-2013 "Габариты железнодорожного подвижного состава и приближения строений".

Высота установки излучателя датчика 2-0,4 м и угол наклона датчиков - 27° выбраны с целью охвата системой позиционирования всех возможных типов вагонов, использующихся на железнодорожном транспорте. Изменение этих параметров приведет к тому, что система не сможет правильно идентифицировать некоторые типы вагонов, что иллюстрируется на фиг. 5-6.

При прохождении состава происходит поочередное срабатывание лазерных датчиков положения (барьерных датчиков), выдающих дискретный сигнал о наличии препятствия на пути лазерного луча от излучателя 2 до приемника 3. Дальнейшая обработка этих сигналов на микропроцессорных контроллерах и компьютерном оборудовании позволяет определить количество вагонов, порядковый номер вагона в составе, длину вагона и направление движения состава.

Использование термостабилизирующих кожухов позволяет расширить температурный диапазон работы системы до -40 - +40°С и обеспечить работу лазерных датчиков положения при возникновении тумана, обмерзания и конденсации росы.

Основные возможности предлагаемой системы:

- Скорость движения состава - от 0 до 10 км/ч;

- Количество вагонов - не ограничено;

- Направление движения - двунаправленное;

- Условия эксплуатации - температура от -40 до +50°С, давление атмосферное, относительная влажность воздуха до 98%.

Принцип работы системы основан на обработке сигналов срабатывания лазерных датчиков положения специально разработанным программным обеспечением, с учетом использования предварительно рассчитанных и экспериментально определенных констант, в результате чего становится возможным определить время прохождения начала и конца каждой единицы состава, ее длину и направление прохождения состава.

Общее состояние системы из 3 дискретных датчиков положения можно описать численными значениями от 0 до 7. В зависимости от положения состава относительно системы позиционирования значения можно интерпретировать следующим образом:

0 - вагон находится далеко от системы,

1 - вагон состава приближается к системе,

3 - вагон вошел в систему,

4 - вагон покинул систему,

5 - вагон покинул систему,

6 - вагон выезжает из системы,

7 - вагон находится в системе.

В зависимости от состояния, в котором находится система позиционирования, и последовательности смены состояний датчиков можно определить:

- начало и конец каждого вагона,

- направление движения состава (вагона),

- производить подсчет количества вагонов в составе.

Система позиционирования в составах железнодорожного транспорта, включающая излучатели, приемники излучения и блок обработки, отличающаяся тем, что три оптических лазерных датчика положения защищены термостабилизирующими кожухами, которые подключены к блоку обработки, включающему микропроцессорные контроллеры и компьютерное оборудование, излучатель датчика положения установлен слева от оси железнодорожного пути по ходу движения состава на расстоянии 2,25-2,45 м от края термостабилизирующего кожуха до оси ж/д пути на высоте 0,4 м от уровня головки рельса, при этом термостабилизирующий кожух с излучателем датчика закреплен под углом 27°, а на противоположной стороне от оси железнодорожного пути на расстоянии 2,0 м от оси и на высоте 3,0 м от уровня головки рельса установлен приемник датчика соосно излучателю.

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики железнодорожного транспорта. Система содержит на станциях, ограничивающих перегоны, пункты считывания идентификационной и диагностической информации с проходящих по перегону поездов, пункты счета осей, локомотивы, каждый из которых оборудован бортовым устройством управления, приемопередатчиком и блоком памяти, в котором записаны данные эталонной геометрической модели подвижного состава, содержащие информацию о структуре межосевых расстояний колесных пар.

Устройство для контроля прибытия поезда на станцию в полном составе // 2578491

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. Устройство содержит установленные на последнем вагоне источник оптического сигнала, регулятор, источник электропитания, блок кодирования тока.

Способ регистрации прохождения колесных пар подвижного состава и устройство для его осуществления // 2564553

Изобретение относится к области автоматики на железнодорожном транспорте. В способе проводят анализ выходного напряжения на выходе амплитудных детекторов датчиков при прохождении колесных пар, одновременно проверяют, как изменяется частота генерации автогенераторов.

Способ определения свободности железнодорожного перегона от подвижного состава и система полуавтоматической блокировки железнодорожного перегона // 2536999

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на участках, оборудованных системами полуавтоматической блокировки. Технический результат изобретения заключается в повышении достоверности определения свободности железнодорожного перегона от подвижного состава.

Система полуавтоматической блокировки // 2531661

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано для регулирования движения поездов по перегону между соседними станциями. Система содержит два полукомплекта аппаратуры на счетных участках станций, ограничивающих перегон, каждый полукомплект содержит рельсовые датчики, которые через формирователь сигналов соединены с блоком приемников, который через блок интерфейса со счетчиками осей соединен с локальной магистралью связи, к которой подключены блок интерфейса с электрической централизацией и блок управления.

Система полуавтоматической блокировки для ограниченных по длине межстанционных перегонов // 2514384

Изобретение относится к системам регулирования движения поездов на перегонах. Система полуавтоматической блокировки для ограниченных по длине межстанционных перегонов содержит на ограничивающих перегон станциях входной и выходной светофоры, соединенные с аппаратурой электрической централизации, подключенной к блокам интерфейса.

Способ контроля нахождения подвижного состава на участке пути и устройство для его осуществления // 2508215

Группа изобретений относится к контролю нахождения подвижного состава на участке пути. Способ контроля нахождения подвижного состава на участке пути заключается в том, что в рельсовую цепь участка подают сигнал, который измеряют на начальном участке пути, а по изменению принимаемого сигнала определяют нахождение состава на участке пути.

Устройство контроля схода подвижного состава // 2475394

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Устройство для управления движением на железнодорожном переезде // 2468949

Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, а именно к устройствам автоматического управления движением на железнодорожных переездах.

Система для определения свободности от подвижного состава участков пути на железнодорожном перегоне // 2452644

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано на участках, оборудованных системами полуавтоматической блокировки. .

Способ регистрации прохождения колесных пар подвижного состава по участку пути // 2610733

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, для регистрации прохода колес. В способе проводят регистрацию изменения выходных напряжений на выходе индуктивных датчиков в реальном масштабе времени, преобразуют эти данные относительно расстояния в виде функций напряжения U1=f1(l), U2=f2(l), … Un=fn(l), затем сравнивают эти данные с набором аналогичных функций, которые предварительно были занесены в память контроллера при имитации прохода конкретных реборд колеса на некоторых фиксированных расстояниях от поверхности и от продольной оси симметрии датчика регистрации прохода колеса. Причем по полученным функциям устанавливают факт прохождения над индуктивными датчиками именно реборды колеса и его диаметр. Достигается повышение надежности регистрации прохода колеса по участку пути. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Определение саморасцепа железнодорожного состава // 2619148

Раскрыты способ и устройство для определения саморасцепа железнодорожного состава, когда один или более железнодорожных вагонов/пассажирских вагонов (401) случайно расцепляются от остальной части железнодорожного состава. Способ заключает в себе выполнение распределенного акустического считывания на оптическом волокне (104a, 104b), развернутом вдоль длины железной дороги, чтобы предоставлять множество продольных акустических считывающих частей вдоль железной дороги (201). Акустический отклик анализируется, чтобы определять сигнатуру, указывающую саморасцеп железнодорожного состава. Для этого осуществляют определение акустических событий (302, 303), связанных с различными частями железнодорожного состава, и определение, когда разделение между двумя событиями превышает пороговую величину. Повышается достоверность определения саморасцепа. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

Способ регистрации прохода колеса рельсового транспортного средства // 2624140

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики, для определения факта прохода колеса рельсового транспортного средства по участку пути. В способе датчик регистрации прохода колеса содержит по меньшей мере одну зону детектирования, при этом предварительно определяется тип аппроксимирующей функции F, которой описывается отклик каждой зоны детектирования при проходе колеса. Причем во время работы датчика регистрации прохода колеса, при проходе колеса в каждой зоне детектирования, в память датчика записывают значения отклика каждой зоны детектирования как функцию , определяют степень соответствия функции типу функции F, при соответствии с заданной точностью функции типу функции F устанавливают факт прохода именно колеса рельсового транспортного средства. Достигается повышение надежности регистрации прохода колеса рельсового транспортного средства. 1 з.п. ф-лы.

Способ регистрации прохода колеса рельсового транспортного средства и способ определения диаметра колеса рельсового транспортного средства // 2624358

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики. Способ включает использование датчика колеса и определение скорости прохода колеса, при этом датчик содержит зону детектирования, а для функции отклика зоны на проход колеса и/или ее производной существует два экстремума, разность моментов появления которых при некоторой фиксированной скорости зависит только от диаметра проходящего колеса. В память датчика заносят набор эталонных значений разностей моментов появления экстремумов, вычисленных по статическим характеристикам взаимодействия эталонных колес разного диаметра с зонами детектирования датчика. При проходе колеса в память датчика записывают значения отклика в виде функции отклика, с учетом скорости прохода колеса вычисляют разность моментов появления экстремумов функции отклика и/или ее производной, при совпадении вычисленного значения разности моментов с одним из значений разностей из набора, хранимого в памяти датчика, устанавливают факт прохода колеса. Диаметр проходящего колеса определяют из таблицы соответствия эталонных значений разностей моментов появления экстремумов, занесенной в память датчика прохода. Достигается повышение надежности регистрации прохода колеса и точности определения диаметра. 2 н.п. ф-лы.

Способ определения порядковых номеров вагонов движущегося железнодорожного состава // 2627254

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для определения порядковых номеров вагонов движущегося железнодорожного состава. Способ основан на детектировании просветов между вагонами с использованием электромагнитного излучения, в котором вдоль пути состава устанавливают три детектора просвета между вагонами на равных расстояниях между ними и при этом выполняют условия: Lmax≤D≤2·Lmin, D/2≥ΔS, где Lmax и Lmin - максимальное и минимальное значения длины L просвета между вагонами соответственно, D - расстояние между крайними детекторами, ΔS - максимальное возможное смещение состава за время между двумя последовательными моментами получения логических сигналов о состоянии детекторов. При помощи процессора анализируют текущее и предыдущее состояния детекторов, формируют значения счетчиков числа вагонов, коды направления движения и изменения числа вагонов в составе. Достигается возможность определения порядковых номеров вагонов разных типов, направления движения и изменения числа вагонов при маневрировании состава, а также использования различных типов детекторов просвета между вагонами. 7 з.п. ф-лы, 5 табл., 5 ил.

Способ определения диаметра колеса рельсового транспортного средства // 2628621

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте для определения диаметра колеса. Способ включает использование датчика колеса и определение скорости прохода колеса, при этом датчик регистрации прохода колеса содержит по меньшей мере одну зону детектирования. Предварительно определяют аппроксимирующую функцию, заносят набор значений характеризующего параметра или совокупности характеризующих параметров аппроксимирующей функции. При проходе колеса в зоне детектирования в память датчика в режиме реального времени записывают значения отклика зоны детектирования. С учетом определенной фактической скорости функцию отклика преобразовывают к виду нормированной статической характеристики, определяют значение характеризующего параметра или значения совокупности характеризующих параметров аппроксимирующей функции, при которых преобразованная функция отклика с заданной точностью соответствует аппроксимирующей функции. По таблице соответствия определяют диаметр колеса рельсового транспортного средства. Достигается повышение точности определения диаметра колеса рельсового транспортного средства.

Определение местоположения рельсовых транспортных средств // 2638052

Техническое решение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для определения местоположения рельсовых транспортных средств. В способе с помощью устройства контроля незанятости пути генерируют сигнал занятости, который указывает занятие рельсовым транспортным средством рельсового участка, контролируемого устройством контроля незанятости пути, как только рельсовое транспортное средство занимает рельсовый участок. Причем сигнал занятости снабжают посредством устройства определения времени меткой времени с образованием привязанного ко времени сигнала занятости, который указывает момент времени занятия рельсового участка, привязанный ко времени сигнал занятости, передают в направляющее устройство, контролирующее устройство контроля незанятости пути, привязанный ко времени сигнал занятости передают направляющим устройством далее в рельсовое транспортное средство, а в рельсовом транспортном средстве на основании привязанного ко времени сигнала занятости определяют фактическое местоположение рельсового транспортного средства и создают указание местоположения. Достигается упрощение определения местоположения рельсового транспортного средства. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ повышения устойчивости работы датчика регистрации прохода колеса к воздействию температуры окружающей среды и бросков тягового тока и соответствующий датчик регистрации прохода колеса // 2641366

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики. В техническом решении в составе датчика прохода колес используют схему регистрации параметров катушки индуктивности, датчик температуры и таблицу, данные из которой изменяют параметры схемы регистрации в зависимости от данных температурного датчика так, чтобы изменение параметров катушки от воздействия температуры не влияло на результат регистрации прохода колеса. В схеме регистрации используют автономный задающий генератор и колебательный контур, в состав которого входит катушка индуктивности, при этом значения частоты и амплитуды тока возбуждения контура регулируют с использованием упомянутой таблицы, содержащей индивидуальные для каждого экземпляра датчика коды управления частотой и амплитудой тока, которые выбирают в соответствии со значением, поступающим от датчика температуры. Причем в качестве чувствительного элемента датчика температуры используют сопротивление катушки индуктивности постоянному току. Достигается повышение устойчивости работы датчика при воздействии бросков тягового тока и при воздействии температуры окружающей среды во всем диапазоне рабочих температур. 2 н. и 4 з. п. ф-лы, 1 ил.