Устройство автоматической локомотивной сигнализации

Авторы патента:

B61L25/065 - Регистрация и определение местоположения или опознавания подвижного состава или поезда, или состояния путевых устройств

B61L25/06 - состояния путевых устройств, например стрелок или сигналов

Владельцы патента RU 2703868:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный университет путей сообщения" (RU)

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности к устройствам автоматической локомотивной сигнализации. Устройство включает кодовый путевой генератор, подключенный к рельсовым нитям, установленные на локомотиве приемные катушки индуктивно связанные с рельсовыми нитями, интегрирующее звено, локомотивный приемник, блок аналого-цифрового преобразования, блок амплитудной демодуляции, блок предварительной обработки, дешифратор, выполненный в виде блока искусственной нейронной сети с устройством управления. Причем вход блока искусственной нейронной сети соединен с выходом блока предварительной обработки, первый вход устройства управления соединен с выходом блока искусственной нейронной сети, а второй вход устройства управления соединен с выходом измерителя скорости, первый выход устройства управления соединен со входом электропневматического клапана, а второй выход устройства управления соединен со входом локомотивного светофора. Достигается повышение помехоустойчивости АЛС. 1 ил.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике, в частности к устройствам автоматической локомотивной сигнализации.

Известны способ дешифрирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации и устройство для его реализации. Устройство для приема и дешифрирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия содержит приемник с подключенными к нему локомотивными катушками, дешифратор, выполненный в виде последовательно соединенных между собой блока дискретного преобразования Фурье, блока вычисления коэффициентов корреляции между амплитудным спектром принятого сигнала и амплитудными спектрами образцовых сигналов, блока определения кодового сигнала автоматической локомотивной сигнализации и блока индикации, при этом второй вход блока определения кодового сигнала автоматической локомотивной сигнализации соединен с выходом блока определения координаты локомотива (Пат. №2314223 на изобретение (РФ), МПК B61L 25/06. Способ дешифрирования сигналов автоматической локомотивной сигнализации и устройство для его реализации / М.Д. Рабинович (РФ), Б.Д. Никифоров (РФ), А.Н. Соколов (РФ), А.Э. Правдолюбов (РФ), Ю.А. Кравцов (РФ). - №2005123854/11; заявлено 27.07.2005; опубликовано 10.01.2008. Бюл. №1).

Недостатком известного технического решения является слабая устойчивость к искажениям принимаемого кодового сигнала по причине выполнения дешифрации только по его амплитудному спектру и отказа от информационных признаков, содержащихся в фазовом спектре.

Наиболее близким к заявленному является устройство автоматической локомотивной сигнализации с интегрированием принимаемых сигналов для подавления импульсных помех, возникающих при их дифференцировании, содержащее установленный на пути кодовый путевой генератор, подключенный к рельсовым цепям, и установленные на локомотиве локомотивный приемник, выход которого соединен с первым входом дешифратора, второй вход которого подключен к измерителю скорости, а выходы дешифратора подключены к локомотивному светофору, интегрирующее звено, на вход которого подключаются приемные катушки, а его выход подключается ко входу локомотивного приемника (Пат. №2652676 на изобретение (РФ), МПК B61L 25/06. Устройство автоматической локомотивной сигнализации с интегрированием принимаемых сигналов / А.К. Табунщиков (РФ), B.C. Кузьмин (РФ), Л.И. Стряпкин (РФ). - №2017107858; заявлено 10.03.2017; опубликовано 28.04.2018. Бюл. №13).

Недостатками данного устройства является высокая чувствительность дешифратора к искажениям принимаемого сигнала, что приводит к частым нарушениям штатного режима работы автоматической локомотивной сигнализации и задержкам движения поездов.

Предлагаемое устройство позволяет устранить указанные выше недостатки.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение помехоустойчивости работы автоматической локомотивной сигнализации за счет выполнения дешифрации принимаемого сигнала на основе устойчивых к искажениям входного сигнала алгоритмов распознавания изображений, а также на основе полной совокупности информационных признаков, содержащихся как в амплитудном, так и в фазовом спектрах принимаемого сигнала.

Технический результат достигается тем, что известное устройство автоматической локомотивной сигнализации, содержащее установленный на пути кодовый путевой генератор, подключенный к рельсовым нитям, установленные на локомотиве приемные катушки, которые индуктивно связаны с рельсовыми нитями, интегрирующее звено, входы которого соединены с локомотивными катушками, локомотивный приемник, входы которого соединены с выходами интегрирующего звена, а также дешифратор, измеритель скорости, электропневматический клапан, локомотивный светофор, дополнительно снабжено блоком аналого-цифрового преобразования, соединенного с выходами локомотивного приемника, блоком амплитудной демодуляции, вход которого соединен с выходом блока аналого-цифрового преобразования, блоком предварительной обработки, вход которого соединен с выходом блока амплитудной демодуляции, а дешифратор выполнен в виде блока искусственной нейронной сети и устройства управления, причем вход блока искусственной нейронной сети соединен с выходом блока предварительной обработки, первый вход устройства управления соединен с выходом блока искусственной нейронной сети, а второй вход устройства управления соединен с выходом измерителя скорости, первый выход устройства управления соединен со входом электропневматического клапана, а второй выход устройства управления соединен со входом локомотивного светофора.

На фиг. представлена блок-схема предлагаемого устройства автоматической локомотивной сигнализации.

Устройство автоматической локомотивной сигнализации содержит установленный на пути кодовый путевой генератор 1, подключенный к рельсовым нитям 2, установленные на локомотиве приемные катушки 3, которые индуктивно связаны с рельсовыми нитями 2, интегрирующее звено 4, входы которого соединены с локомотивными катушками 3, локомотивный приемник 5, входы которого соединены с выходами интегрирующего звена 4, блок аналого-цифрового преобразования 6, соединенный с выходами локомотивного приемника 5, блок амплитудной демодуляции 7, вход которого соединен с выходом блока аналого-цифрового преобразования 6, блок предварительной обработки 8, вход которого соединен с выходом блока амплитудной демодуляции 7, дешифратор 9, выполненный в виде блока искусственной нейронной сети 10 и устройства управления 11, причем вход блока искусственной нейронной сети 10 соединен с выходом блока предварительной обработки 8, первый вход устройства управления 11 соединен с выходом блока искусственной нейронной сети 10, а второй вход устройства управления 11 соединен с выходом измерителя скорости 12, первый выход устройства управления 11 соединен со входом электропневматического клапана 13, а второй выход устройства управления 11 соединен со входом локомотивного светофора 14.

Устройство работает следующим образом.

Кодовые сигналы автоматической локомотивной сигнализации, формируемые генератором 1 и передаваемые по рельсовым нитям 2, воспринимаются приемными катушками 3, которые расположены на локомотиве. Интегрирующее звено 4, куда поступает принятый приемными катушками 3 кодовый сигнал, снижает уровень помех, которые могут присутствовать в кодовом сигнале вследствие асимметрии тягового тока или разности высоты подвеса приемных катушек 3 над уровнем головок рельсовых нитей 2. Локомотивный приемник 5, на который с выхода интегрирующего звена 4 поступает принятый кодовый сигнал, функционирует в штатном режиме работы автоматической локомотивной сигнализации. Усиленный кодовый сигнал с выхода локомотивного приемника 5 поступает в блок аналого-цифрового преобразования 6, в котором преобразуется в массив цифровых отсчетов. Данный массив цифровых отсчетов поступает в блок амплитудной демодуляции 7, в котором с помощью алгоритма амплитудной демодуляции происходит формирование массива цифровых отсчетов огибающей принятого кодового сигнала. Далее массив цифровых отсчетов огибающей принятого кодового сигнала поступает в блок предварительной обработки 8, в котором выполняется его масштабирование таким образом, что значение каждого отсчета находится в интервале от 0 до 1. Масштабированный массив цифровых отсчетов огибающей принятого кодового сигнала поступает в блок искусственной нейронной сети 10, который, реализуя алгоритм распознавания изображений, выполняет определение типа принятого кодового сигнала (зеленый, желтый, красно-желтый). Распознавание принятого кодового сигнала осуществляется во временной области, то есть без перехода к его амплитудному спектру, что позволяет учесть информационные признаки, содержащиеся как в амплитудном, так и в фазовом спектрах. Результатом распознавания в блоке искусственной нейронной сети 10 является формируемый на его выходе идентификатор типа принятого кодового сигнала, который поступает на первый вход устройства управления 11. Устройство управления 11 на основе полученного от блока искусственной нейронной сети 10 идентификатора типа принятого кодового сигнала управляет огнями локомотивного светофора 14 через свой второй выход. На второй вход устройства управления 11 от измерителя скорости 12 поступает информация о текущей скорости поезда. В случае превышения поездом скорости, допустимой при соответствующем показании локомотивного светофора 14, устройство управления 11 через свой первый выход воздействует на электропневматический клапан 13, что приводит к остановке поезда.

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить помехоустойчивость работы автоматической локомотивной сигнализации за счет выполнения дешифрации принимаемого сигнала на основе устойчивых к искажениям входного сигнала алгоритмов распознавания изображений, а также на основе полной совокупности информационных признаков, содержащихся как в амплитудном, так и в фазовом спектрах принимаемого сигнала. В свою очередь, это позволит снизить количество нарушений штатного режима работы автоматической локомотивной сигнализации и уменьшить задержки движения поездов.

Устройство автоматической локомотивной сигнализации, содержащее установленный на пути кодовый путевой генератор, подключенный к рельсовым нитям, установленные на локомотиве приемные катушки, которые индуктивно связаны с рельсовыми нитями, интегрирующее звено, входы которого соединены с локомотивными катушками, локомотивный приемник, входы которого соединены с выходами интегрирующего звена, а также дешифратор, измеритель скорости, электропневматический клапан, локомотивный светофор, отличающееся тем, что в него дополнительно введены блок аналого-цифрового преобразования, соединенный с выходами локомотивного приемника, блок амплитудной демодуляции, вход которого соединен с выходом блока аналого-цифрового преобразования, блок предварительной обработки, вход которого соединен с выходом блока амплитудной демодуляции, а дешифратор выполнен в виде блока искусственной нейронной сети и устройства управления, причем вход блока искусственной нейронной сети соединен с выходом блока предварительной обработки, первый вход устройства управления соединен с выходом блока искусственной нейронной сети, а второй вход устройства управления соединен с выходом измерителя скорости, первый выход устройства управления соединен со входом электропневматического клапана, а второй выход устройства управления соединен со входом локомотивного светофора.

Изобретение относится к средствам диагностики в инфраструктуре электрифицированного железнодорожного транспорта и предназначено для контроля состояния быстродействующих выключателей (БВ) на тяговых подстанциях.

Система и способ идентификации железнодорожных номерных деталей по изображению их поверхностей с клеймами и знаками маркировки // 2702965

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат - повышение точности и скорости идентификации железнодорожных номерных деталей.

Автономный пункт счета осей // 2702374

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи для управления движением поездов на перегоне на основе счетчиков осей. Пункт содержит приемопередающий блок маломощного цифрового радиоканала ближней связи, микроконтроллер, интерфейс сопряжения, стабилизатор напряжения автономного источника питания, диодный выпрямитель, ограничитель амплитуды и фильтр, модуль контроля выходного напряжения, датчик прохода колес подвижных единиц рельсового транспорта, выполненный в виде магнитоуправляемого датчика, постоянный магнит которого закреплен на подвижной зубчатой рейке, взаимодействующей через храповое колесо с механизмом преобразователя механической энергии в электрическую, при этом рейка соединена с телескопическим плечом двухплечевого рычага, второе плечо которого прикреплено к рельсу в середине участка, находящегося между двумя соседними шпалами, при этом рычаг установлен с возможностью вращения на оси опоры, неподвижно закрепленной в грунте железнодорожного полотна.

Устройство для контроля проследования поезда в полном составе // 2702370

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для контроля проследования поезда в полном составе при регулировании движения поездов. Устройство содержит размещенный на пункте контроля считывающий блок, к управляющему входу источника питания которого подключен выход блока управления источником питания, а на сцепках хвостовых вагонов состава каждого поезда установлены пассивные приемопередатчики радиочастотной идентификации, блок управления источником питания состоит из маломощного приемопередатчика, который через модуль формирования сигнала управления соединен с выходом блока управления источником питания считывающего блока, порт которого соединен с портом маломощного приемопередатчика, связанного посредством радиоканала при проследовании поезда через пункт контроля с маломощным приемопередатчиком, установленным на локомотиве поезда и подключенным к бортовому устройству управления движением этого поезда.

Система передачи ответственной информации о маршрутах приема/отправления и кодах алс // 2701274

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для передачи ответственной информации о маршрутах приема/отправления и кодах АЛС. Система содержит стационарную и бортовую части.

Система определения местоположения железнодорожного подвижного состава // 2698498

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для определения местоположения подвижного состава. Система содержит радиочастотные метки на каждой шпале железнодорожного пути, и на объектах инфраструктуры, радиочастотный считыватель, установленный на железнодорожном подвижном составе, на котором установлены дешифратор, микропроцессор с подключенными к нему блоком памяти, в котором записана цифровая модель пути с прилегающей инфраструктурой и информацией о размещенных на пути шпалах с их абсолютными координатами, и приемопередающим устройством, соединенным по каналу связи с приемопередающим устройством диспетчерского пункта или центра управления движением, у которых в памяти вычислительного устройства записана цифровая модель пути с прилегающей инфраструктурой и информацией о размещенных на пути шпалах с их абсолютными координатами, при этом выход радиочастотного считывателя через дешифратор подключен к входу микропроцессора, соединенного с блоком управления железнодорожного подвижного состава и с приемопередающим устройством.

Устройство-система распознования местонахождения и параметров движения грузового вагона // 2698263

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для определения местонахождения и параметров движения железнодорожных грузовых вагонов. Устройство включает установленные в огнеупорном корпусе навигационный приемник ГЛОHACC/GPS, модем GSM/GPRS с двумя SIM-картами, микросхему с контроллером, узел запуска контроллера, энергонезависимую память, систему хранения электрической энергии с индикатором заряда, акселерометр, гироскоп, датчик измерения температуры внутри и снаружи корпуса, датчик разгерметизации устройства, автономный генератор с выпрямителем и стабилизатором, работающий от вибрации и установленный на торце рамы вагона, при этом микросхема имеет установленную в защищенной области памяти виртуальную SIM-карту.

Комплекс информационного обеспечения системы автоматического управления торможением поезда // 2697630

Изобретение относится к железнодорожной автоматике для регистрации на съемный носитель параметров движения и информационного обеспечения системы автоматического управления торможением поезда.

Измеритель модуля скорости // 2696970

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для определения скорости рельсового транспорта. Измеритель содержит тактовый генератор, делитель частоты, N-разрядный двоичный счетчик импульсов, три катушки индуктивности, расположенные в ряд на одинаковом расстоянии друг от друга, однополупериодный выпрямитель, элемент задержки, вычислительный модуль и элементы И.

Автономная система информирования машиниста с функцией электронного маршрута // 2694640

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для информирования машиниста. Система включает в себя вычислительный модуль, модуль памяти, устройство сопряжения, CAN шину, блок дискретного ввода сигналов локомотивной сигнализации, счетчик электрической энергии, блок записи информации, модуль приема GPS/ГЛОНАСС сигналов, модуль приема GSM сигнала, средство криптографической защиты информации, блок клавиатуры, блок чтения многофункциональных электронных карт машиниста, устройство визуализации, устройство для выдачи звуковой информации машинисту локомотива, источник электропитания локомотивной аппаратуры.

Способ распознавания кодового сигнала на фоне аддитивных помех // 2701491

Изобретение относится к системам связи. Технический результат изобретения заключается в повышении помехоустойчивости приемного устройства на фоне аддитивных помех, достижении высокой эксплуатационной надежности системы связи.

Диагностический комплекс для автоматизированной проверки релейной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации непрерывного действия // 2700241

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для диагностики релейной аппаратуры АЛСН. Комплекс содержит последовательно соединенные блок управления в виде аппаратно-программного устройства, включающего системный блок, клавиатуру, манипулятор и монитор, и пульт контроля, эквивалент локомотивных катушек, устройства подключения локомотивного дешифратора и локомотивного усилителя, принтер, подключенный входом/выходом к соответствующему выходу/входу системного блока.

Комплекс информационного обеспечения системы автоматического управления торможением поезда // 2697630

Микропроцессорная система управления маршрутами с использованием интерфейса ответственных команд // 2693998

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике и может быть использовано в системах для управления и контроля состояния устройств СЦБ на железнодорожных станциях.

Приемник сигналов двухчастотной многозначной автоматической локомотивной сигнализации // 2684842

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи для приема сигналов двухчастотной многозначной автоматической локомотивной сигнализации АЛС-ЕН.

Приемник сигналов двухчастотной многозначной автоматической локомотивной сигнализации // 2684842

Способ бесшлейфовой оперативной диагностики локомотивной аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации и устройство для его осуществления // 2666096

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для диагностики локомотивной аппаратуры АЛС. В способе в диагностические обмотки-индукторы, связанные индуктивно с соответствующими приемными катушками АЛС, на время проведения диагностики механически зафиксированные на приемных катушках аппаратуры АЛС таким образом, чтобы магнитный поток, создаваемый диагностическими обмотками, замыкался через магнитопроводы приемных катушек АЛС, подают тестирующие сигналы, включающие помехи, а также временные, частотные и амплитудные искажения, с помощью которых определяется техническое состояние локомотивной аппаратуры АЛС и уровень помехоустойчивости.

Централизованная система контроля перегонных рельсовых цепей тональной частоты для высокоскоростного движения // 2657118

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и телемеханики для контроля перегонных рельсовых цепей. Централизованная система контроля рельсовых цепей тональной частоты для высокоскоростного движения включает посты электрической централизации, напольные устройства сопряжения, кабельную сеть, проходные светофоры.

Модуль бесшлейфовой диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации // 2653657

Изобретение относится к области диагностических средств для проверки аппаратуры автоматической локомотивной сигнализации. Система бесшлейфовой диагностики приемных катушек и приемников автоматической локомотивной сигнализации содержит установленные внутри корпуса на единой плате и объединенные общей шиной данных блок цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразования ЦАП/АЦП, микроконтроллер, память, блок активации работы модуля, блок питания и блок интерфейса подключения.

Устройство автоматической локомотивной сигнализации с интегрированием принимаемых сигналов // 2652676

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, для автоматической локомотивной сигнализации. Устройство автоматической локомотивной сигнализации выполнено с возможностью подавления импульсных помех, возникающих при дифференцировании за счет индуктивной связи между рельсами и локомотивными катушками, интегрированием принимаемых сигналов, и включает установленный на пути кодовый путевой генератор, подключенный к рельсовым цепям, и установленные на локомотиве локомотивный приемник, выход которого соединен с первым входом дешифратора, второй вход которого подключен к измерителю скорости, а выходы дешифратора подключены к локомотивному светофору и электропневматическому клапану.