БЕЗОПАСНЫЙ ЛОКОМОТИВНЫЙ ОБЪЕДИНЕННЫЙ КОМПЛЕКС Российский патент 2013 года по МПК B61L25/04 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, может быть использовано на электровозах постоянного и переменного тока, эксплуатируемых в пассажирском, скоростном, высокоскоростном и грузовом движении поездов, магистральных и маневровых тепловозах, электропоездах, в том числе применяемых и для высокоскоростного движения, дизель-поездах и автомотрисах (рельсовых автобусах), а также в составе многоуровневых системах интервального регулирования.

Известно комплексное локомотивное устройство безопасности унифицированное, содержащее включенные в открытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между собой кабелем системного CAN-интерфейса блоки электроники, индикации, коммутации и ввода данных, расположенные в кабине машиниста, при этом блок электроники выполнен с возможностью определения допустимого скоростного режима и осуществления контроля за его соблюдением за счет фиксации сигналов обратной связи от рукоятки бдительности машиниста, внутреннего фонового тестирования каждого модуля, а также двухканальной обработки информации и включает в себя подключенные к системному CAN-интерфейсу два модуля центральной обработки информации, модуль маршрута, связанный со спутниковым приемником, оборудованным антенной спутниковой навигации, модуль цифрового радиоканала, связанный с радиомодемом, оборудованным радиоантенной, два модуля измерения параметров движения, связанных с колесными датчиками пути и скорости, два модуля внешних устройств, связанных с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, систему контроля безопасности и усилитель электропневматического клапана, связанный с электропневматическим клапаном, блок индикации выполнен с возможностью подготовки информации, необходимой машинисту, ее регистрации и индикации, взаимодействия с машинистом посредством рукоятки безопасности и кнопок ввода информации, введения и отображения локомотивных и поездных характеристик, текущего времени, фактической скорости и их сохранения при отключении электропитания и включает в себя модуль регистрации, модуль управления, связанный с рукояткой бдительности, и модуль индикации, блок коммутации выполнен с возможностью включения электропитания устройства, осуществления его связей с периферийной аппаратурой, а также переключения связей при изменении кабины управления локомотивом и включает в себя узел формирования данных о состоянии цепей управления локомотивом, связанный с датчиками давления тормозной магистрали (RU 2248899, B61L 25/04, 2003.10.05).

Недостатками этого устройства являются:

- отсутствие функции контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического клапана, что приводит к неработоспособности устройства в случае отключения ключа машинистом;

- отсутствие функций служебного и принудительного торможения, не позволяющее осуществить плавную остановку, а только экстренную, что может привести к нанесению вреда здоровью машиниста и пассажиров, повышенному износу и повреждению подвижного состава, рельсовых путей и т.д.;

- отсутствие функции разрешения проезда запрещающего сигнала светофора по команде, полученной от модуля радиоканала и переданной с базовой станции, что может привести к длительным задержкам поездов и, как следствие, к повышению затрат на перевозки;

- отсутствие синхронизации данных о географических координатах, принимаемых приемником спутниковой навигации СНС, с поправками, принимаемыми модулем радиоканала от базовой станции, что приводит к снижению точности определения координат и, как следствие, к нарушению скоростных режимов работы;

- использование открытой системы реального времени, в частности системного интерфейс CAN, для связи системы безопасности движения с устройствами локомотива, что приводит к перегрузке общей информационной магистрали сообщениями неиспользуемыми для связи, между системой безопасности и устройствами локомотива.

Наиболее близким к заявленному изобретению является комплексное локомотивное устройство безопасности, содержащее включенные в закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом блок электроники локомотивный, блок индикации локомотивный, блок коммутации и регистрации, блок регистрации, блок индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, блок согласования интерфейсов, шлюз, при этом блок электроники выполнен с возможностью приема и обработки сигналов от приемных катушек АЛСН и АЛС-ЕН, датчиков пути и скорости, антенны спутниковой навигационной системы, сигнала о положении ключа электропневматического клапана, сигналов от управляющих устройств локомотива, а также контроля и организации режима обмена информацией с другими устройствами с помощью внутреннего CAN интерфейса, организации режима обмена информацией с радиомодемом по цифровому интерфейсу и формирования сигнала управления электропневматическим клапаном, и включает в себя подключенные к внутреннему CAN интерфейсу двухканальный модуль центральной обработки, модуль электронной карты, модуль радиоканала, двухканальный модуль внешнего устройства и двухканальный модуль измерителя параметров движения, причем дополнительные входы/выходы модуля центральной обработки соединены с соответствующими входами/выходами системы безопасности, выход которой соединен с усилителем электропневматического клапана, связанного с электропневматическим клапаном, вход модуля спутниковой навигационной системы соединен с антенной спутниковой навигационной системы, а соответствующий выход соединен с модулем электронной карты, выход которой соединен с модулем радиоканала, входы/выходы которого соединены с радиомодемом, подключенному к дуплексному фильтру, соединенному с радиоантенной, входы блока внешних соединений соединены с датчиками пути и скорости, выходы которого соединены с соответствующими входами модуля коммутации и подключения, выходы которого подключены к входам двухканального модуля измерителя параметров движения, а двухканальный модуль внешнего устройства соединен с приемными катушками АЛСН и АЛС-ЕН, блок индикации локомотивный выполнен с возможностью подготовки и индикации информации, взаимодействия с машинистом посредством рукояток бдительности, ввода и отображения локомотивных и поездных характеристик, а так же отображения сигналов светофоров и свободных блок-участков, текущего времени, времени движения по графику, фактической скорости, допустимой скорости, рекомендуемой скорости, целевой скорости, ускорения, режима работы, частоты канала АЛСН или индикатора работы канала АЛС-ЕН, отображения железнодорожных координат, названий впереди лежащих объектов следования и расстояния до них, данных с датчиков давления в тормозной магистрали, датчиков давления тормозного цилиндра и датчиков давления уравнительного резервуара, кроме того, технологической информации, необходимой для диагностики системы, индикации режима записи на кассету регистрации и включает в себя подключенные к внутреннему CAN интерфейсу плату управления дисплеем, соединенную с дисплеем TFT, плату управления модулем светофоров, соединенную с модулем индикации светофоров, модуль ввода, входы которого соединены с рукоятками бдительности и клавиатурой, блок коммутации и регистрации выполнен с возможностью обработки данных от локомотивных устройств, данных с датчика давления в тормозной магистрали, датчика давления тормозного цилиндра и датчика давления уравнительного резервуара, выполнения служебного и принудительного торможения, а также для включения питания устройства, и включает в себя подключенное к внутреннему CAN интерфейсу устройство формирования и регистрации, входы которого соединены с устройствами локомотива с аналоговыми выходами, датчиком давления в тормозной магистрали, датчиком давления тормозного цилиндра и датчиком давления уравнительного резервуара, вход/выход подключен к плате управления, соединенной с платой реле, выходы которой соединены с электропневматическим вентилем, песочницей локомотива, с тормозным и отпускным вентилями приставки крана машиниста, и блоком контроля несанкционированного отключения ключа электропневматического клапана, выход которого подключен к электропневматическому клапану, блок регистрации включает в себя подключенный к внутреннему CAN интерфейсу модуль регистрации, соединенный с кассетой регистрации, блок согласования интерфейсов включает в себя подключенный к внутреннему CAN интерфейсу модуль обработки сигналов, вход/выход которого соединен с модулем развязки, входы которого подключены к телемеханической системе контроля бодрствования машиниста, тревожным кнопкам, а входы/выходы к системе автоматического управления торможением, шлюз включает в себя устройство управления, соответствующие входы/выходы которого соединены с преобразователем внутреннего CAN интерфейса, подключенного к внутреннему CAN интерфейсу, также с преобразователем внешнего CAN интерфейса, подключенного к внешнему CAN интерфейсу и с преобразователем интерфейса локомотива, подключенного к интерфейсу локомотива (RU 2007145632, B61L 25/04, 20.06.09).

Недостатками этого устройства являются:

- использование устройств согласования цифровой информации для передачи данных от подсистем, что увеличивает время обработки информации и снижает точность;

- использование подсистем в отдельных конструктивах, что увеличивает энергопотребление устройства и требует значительной площади для установки блоков;

- отсутствие использования автономных модулей, которые максимально приближены к объектам контроля и управления, с которыми они взаимодействуют с целью повышения помехоустойчивости изделия;

- отсутствие дополнительного цифрового интерфейса для передачи данных от автономных модулей, что увеличивает время на обработку информации, а так же снижает точность принятых данных;

- отсутствие прицельного торможения, позволяющее производить автоматическую остановку поезда, у заданной точки прицельной остановки, для ликвидации дополнительных подключений локомотива к источнику тяги и, как следствие, экономии энергоресурсов;

- отсутствие возможности получения информации от путевых генераторов системы автоматического торможения поезда (САУТ), для получения информации о маршруте приема и следования по станции, скоростях следования по маршруту и его длине, координате прицельной остановки, о действующих ограничениях скорости и занятости перегона с целью предотвращения проездов запрещающих сигналов;

- использование разнообразных приемных устройств радиосвязи и путевых систем передачи данных, что повышает требования к ЭМС и снижает удобство обслуживания;

- отсутствие использования сигнатурного метода для безусловной остановки подвижной единицы перед светофором с запрещающим показанием и разрешением дальнейшего следования только при получении команды от поездного диспетчера (ДСП/ДНЦ) по поездной радиосвязи с целью предотвращения проездов запрещающих сигналов;

- отсутствие синхронизации данных о географических координатах с использованием Глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС), принимаемых приемником спутниковой навигации, для использования различных способов получения информации;

- отсутствие устройства речевого оповещения, что не дает машинисту полноты информации о текущих сигналах и препятствиях;

- отсутствие возможности обмена данными с локомотивными микропроцессорными устройствами, что приводит к отсутствию однообразия источников информации, к различным значениям параметров, используемых в расчетах, и невозможности реализации алгоритмов существующими локомотивными исполнительными устройствами.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении точности и быстродействия обработки и передачи информации и в повышении помехоустойчивости.

Кроме того, изобретение позволяет снизить энергопотребление и расширить функциональные возможности, за счет взаимодействия с путевыми генераторами системы автоматического управления торможением для получения информации о маршруте следования и приеме на станцию, обеспечения прицельного торможения для предотвращения проезда запрещающих сигналов и использования синхронизации данных с помощью спутников глобальной навигационной системы.

Технический результат достигается тем, что в безопасном локомотивном объединенным комплексе, содержащем включенные в закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом системный шкаф, блок индикации локомотивный, блок регистрации, включающий кассету регистрации, блок индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, при этом системный шкаф состоит из подключенных к внутреннему CAN интерфейсу двух модулей центральной обработки, модуля спутниковой навигационной системы с электронной картой и модуля шлюза-CAN, при этом дополнительные входы/выходы модулей центральной обработки соединены с входами/выходами соответственно первого и второго модулей схемы безопасности, выходы которых через усилители электропневматического клапана соединены с электропневматическим вентилем электропневматического клапана, вход модуля спутниковой навигационной системы с электронной картой соединен с совмещенной антенной, датчики пути и скорости подключены к блоку согласования, модуль шлюз-CAN через фильтр соединен внешним CAN интерфейсом с микропроцессорной системой управления локомотивом, блок индикации локомотивный состоит из подключенных к внутреннему CAN интерфейсу модуля светофора, модуля дисплея и модуля ввода информации, соединенного с рукоятками бдительности, радиомодем через дуплексный фильтр соединен с радиоантенной, согласно изобретению в системный шкаф введены и подключены к внутреннему CAN интерфейсу модуль вычислителя системы автоматического управления торможением локомотива, второй порт которого через дополнительный цифровой интерфейс RS-485 соединен с блоком согласования, пультом речевой информации и приемником точечного канала блока приемника АЛС точечного канала связи, вход которого соединен с катушками приемными рельсовых сигналов, к внутреннему CAN интерфейсу подключены контроллер телемеханической системы контроля бодрствования машиниста и два приемопередающих модуля соответственно стандарта TETRA и GSM/GSM-R, причем их входы подключены к совмещенной антенне, выходы вычислителя системы автоматического управления торможением локомотива соединены с дополнительным вентилем электропневматического клапана и электропневматическим вентилем, к внутреннему CAN интерфейсу подключены приемник АЛС-сигналов, блока АЛС точечного канала связи, соединенный с катушками приемными рельсовых сигналов, приемник телемеханической системы контроля бодрствования машиниста по каналу связи соединен с носимым модулем телемеханической системы контроля бодрствования машиниста, модуль шлюз-CAN через фильтр соединен внешним CAN интерфейсом с электропневматическим клапаном дистанционного управления, и информационным выходом комплекса тормозного оборудования локомотива, модуль шлюз-CAN дополнительным портом соединен с радиомодемом.

На чертеже Фиг.1 представлена структурная схема безопасного локомотивного объединенного комплекса.

Устройство содержит соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом системный шкаф 1, блок 3 индикации локомотивный, блок 6 регистрации, включающий кассету 46 регистрации, блок 5 индикации скорости, блок 4 индикации локомотивный помощника машиниста, при этом системный шкаф 1 состоит из подключенных к внутреннему CAN интерфейсу двух модулей 29, 33 центральной обработки, модуля 27 спутниковой навигационной системы с электронной картой и модуля 37 шлюза-CAN, при этом дополнительные входы/выходы модулей центральной обработки 29, 33, соединены с входами/выходами соответственно первого и второго модулей 30, 34 схемы безопасности, выходы которых через усилители 31, 35 электропневматического клапана соединены с электропневматическим вентилем 39 электропневматического клапана 9, вход модуля 27 спутниковой навигационной системы с электронной картой соединен с совмещенной антенной 13, датчики 18, 19 пути и скорости подключены к блоку 8 согласования, модуль 37 шлюз-CAN через фильтр 36 соединен внешним CAN интерфейсом с микропроцессорной системой 11 управления локомотивом, блок 3 индикации локомотивный состоит из подключенных к внутреннему CAN интерфейсу модуля 43 светофора, модуля 44 дисплея и модуля 45 ввода информации, соединенного с рукоятками 15, 16, 17 бдительности, радиомодем 25 через дуплексный фильтр 26 соединен с радиоантенной 14, модуль 32 вычислителя системы автоматического управления торможением локомотива, второй порт которого через дополнительный цифровой интерфейс RS-485 соединен с блоком 8 согласования, пультом 48 речевой информации и приемником 42 точечного канала блока 10 приемника АЛС точечного канала связи, вход которого соединен с катушкой 21 приемной рельсовых сигналов, к внутреннему CAN интерфейсу подключены контроллер 28 телемеханической системы контроля бодрствования машиниста и два приемопередающих модуля 23,24 соответственно стандарта TETRA и GSM/GSM-R, причем их входы подключены к совмещенной антенне 13, выходы вычислителя 32 системы автоматического управления торможением соединены с электропневматическим вентилем 20 и дополнительным вентилем 40 электропневматического клапана 9, к внутреннему CAN интерфейсу подключены приемник 41 АЛС-сигналов, соединенный с катушками 21, 22 приемными рельсовых сигналов, приемник телемеханической системы 2 контроля бодрствования машиниста по каналу связи соединен с носимым модулем 47 телемеханической системы контроля бодрствования машиниста, модуль 37 шлюз-CAN через фильтр 36 соединен внешним CAN интерфейсом с электропневматическим клапаном 9 дистанционного управления и информационным выходом комплекса 12 тормозного оборудования локомотива, модуль 37 шлюз-CAN дополнительным портом соединен с радиомодемом 25.

Системный шкаф 1 предназначен для обработки данных о значениях спутниковой навигационной системы, организации радиообмена данными по каналам 160 МГц/460 МГц/890 МГц, данных о работоспособности машиниста, а также для контроля и организации режима обмена данными с другими устройствами с помощью внутреннего CAN и дополнительного цифрового интерфейса RS485, а именно между блоками: блок 3 индикации локомотивный (БИЛ), блок 6 регистрации (БР), блок 5 индикации скорости (БИЛ-ИНД), блок 4 индикации локомотивный помощника машиниста (БИЛ-ПОМ), приемниками точечного канала 10 (АЛС-ТКС), приемник телемеханической системы 2 контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ-П CAN) и внешними устройствами: электропневматического клапана 9 (ЭПК), микропроцессорной системой 11 управления локомотивом, комплекса 12 тормозного оборудования локомотива (УКТОЛ).

Системный шкаф 1 (СШ) включает в себя:

- высокочастотное оборудование, которое состоит из и двух приемопередающих модулей 23, 24 соответственно стандарта TETRA и GSM/GSM-R, радиомодема 25 (160 МГц), обеспечивающие двухсторонний обмен информацией и командами между стационарным (диспетчерским) пунктом и подвижным составом по цифровому радиоканалу на частотах 160 МГц, Tetra, GSM и/или GSM-R, а так же дуплексный фильтр 26 для подключения поездной радиостанции 160 МГц;

- аппаратуру управления, которая включает в себя:

• фильтр 36 внешних цепей, который выполняет функцию фильтрации входных сигналов;

• двухканальные модули 29, 33 центральной обработки информации (ЦО), которые производят контроль работоспособности на основании данных, полученных от других модулей по внутреннему и внешнему CAN интерфейсам, контролирует их работоспособность, на основании этих данных, а так же данных, хранящихся в его энергонезависимой памяти, и данных от модулей 30, 34 схемы безопасности (СБ), формирует окончательные значения допустимой и целевой скоростей движения, о режиме работы устройства, о необходимости проведения периодического или однократного контроля бдительности, с учетом физиологического состояния машиниста, кроме того, формирует данные для управления электропневматическим вентилем 39 и дополнительным вентилем 40 электропневматического клапана 9 (ЭПК), электропневматический вентиль 20 (ЭПВ), формирует информацию комплексу 12 тормозного оборудования локомотива (УКТОЛ) для служебного торможения и данные для микропроцессорной системы 11 управления локомотива, а также данные для их сравнения модулями 30, 34 схемы безопасности;

• модули 30, 34 схемы безопасности, которые производят аппаратное сравнение данных, полученных от модулей 29, 33 центральной обработки по двум каналам, и в случае их соответствия выдает сигнал на усилители 31, 35 электропневматического клапана (УК) о необходимости подачи напряжения питания электропневматического вентиля 39, а в случае их рассогласования формирует сигнал перезапуска модулей 29, 33 центральной обработки и сигнал, передаваемый в усилители 31, 35 электропневматического клапана, о необходимости снятия напряжения с электропневматического вентиля 39;

• дублирующую схему, содержащую модуль 33 центральной обработки, модуль 34 схемы безопасности, усилитель 35 электропневматического клапана, в случае перезапуска модуля 29 ЦО, выполняет функции основной цепи модуль 29 центральной обработки, модуль 30 схемы безопасности, усилитель 31 электропневматического клапана;

• модуль 27 спутниковой навигационной системы и электронной карты (ЭК-СНС), который принимает и обрабатывает данные с использованием Глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, совместно с уже используемой Global Positioning System (GPS) от совмещенной антенны 13 (TETRA/GSM/GSM-R/СНС), на основании получаемых данных о текущих значениях времени, скорости и географических координатах данных электронной карты, хранящихся в энергонезависимой памяти модуля 27 ЭК-СНС, производит вычисление железнодорожной координаты локомотива и другие параметры движения (допустимой и целевой скоростей), типа и названия впереди лежащего по ходу движения поезда железнодорожного объекта, расстояния до него;

• модуль 37 шлюз-CAN предназначен для согласования взаимодействия безопасного локомотивного объединенного комплекса (БЛОК) с микропроцессорной системой 11 управления локомотивом в части получения информации о локомотивных сигналах управления, состояния тревожных кнопок, передачу команд на отключение тяги, комплексом 12 тормозного оборудования локомотива в части получения информации о показаниях датчиков давления тормозной магистрали, тормозных цилиндров, уравнительных резервуарах, информации о положении ручки крана машиниста и передачи команд управления торможением, ЭПК 9 для преобразования данных о состоянии ключа ЭПК, сигнализации ЭПК, а так же передает на станцию данные о поезде и параметры движения, принимает команды на ограничение скорости движения, включение служебного или экстренного торможения, разрешение проезда запрещающего сигнала светофора с использованием сигнатурного метода, декодирует принятую информацию и обеспечивает ее хранение до следующего сеанса связи, а также организует обмен информацией в режиме интервального регулирования;

• модуль 32 вычислителя системы автоматического управления торможением локомотива (ВС-САУТ), предназначен для расчета программных скоростей для прицельного торможения с учетом профиля, коэффициента сцепления, определение расстояния до светофора из расчета длин 2-х блок-участков, выдачи команд на разбор тяги и торможения дополнительным вентилем 40, электропневматическим вентилем 20, для контроля скорости с учетом текущих ограничений, производит организацию и контроль работоспособности устройств по дополнительному цифровому интерфейсу RS-485;

- контроллер 28 телемеханической системы контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ-К) предназначен для обработки информации о физиологических параметрах машиниста, формирование во внутренний CAN-интерфейс информации о необходимости дополнительной проверки работоспособности машиниста путем нажатия на специальную рукоятку 16 бдительности (РБС), формирование во внутренний CAN-интерфейс информации о работоспособности машиниста;

- блок 38 источника электропитания предназначен для преобразования нестабилизированного напряжения первичной (бортовой) сети электропитания постоянного тока с номинальными значениями 35-150 B (в зависимости от типа локомотива) в стабилизированное напряжение постоянного тока с номинальными значением 50 B;

- блок 3 индикации локомотивный, предназначен для подготовки и индикации поездной информации: отображения сигналов светофоров, текущего времени, времени движения по графику, фактической скорости, допустимой скорости, рекомендуемой скорости, целевой скорости, ускорения, режима работы (поездной, маневровый, двойной тяги), частоты канала АЛСН или индикатора работы канала АЛС-ЕН, отображения железнодорожных координат, названий впереди лежащих объектов следования и расстояния до них, данных с датчиков давления в тормозной магистрали, тормозном цилиндре и уравнительном резервуаре, индикации режима записи на кассету 46 регистрации блока 6 регистрации, индикации предварительной световой сигнализации, индикацию проверки бдительности, активность радиоканала телемеханической системы контроля бодрствования машиниста, технологическая информация, необходимая для диагностики системы, а так же взаимодействия с машинистом посредством рукоятки 15 бдительности (РБ), специальной рукоятки 16 бдительности (РБС) и рукоятки 17 бдительности помощника (РБП), для ввода и отображения локомотивных и поездных характеристик;

- блок 6 регистрации БР, предназначен для приема сообщений с внутреннего CAN интерфейса и их записи на кассету 46 регистрации;

- блок 5 индикации скорости, предназначен для индикации допустимой и фактической скоростей, сигнал «внимание», «запрет отпуска»;

- блок 4 индикации локомотивный помощника, предназначен для отображения сигналов светофоров, количества впереди лежащих блок-участков;

- блок 8 согласования сигналов датчиков пути и скорости (БС-ДПС), предназначен для приема данных от датчиков 18, 19 пути и скорости (ДПС), контроля работоспособности датчиков, первоначальной обработки сигналов с гальванической развязкой от бортовой сети, вычисления и формирования во внутренний CAN-интерфейс и дополнительный цифровой интерфейс RS-485: вектора фактической скорости, ускорения и фактической скорости движения поезда, а так же хранит данные о поездных характеристиках в энергонезависимой памяти;

- блок 10 приемника АЛС точечного канала связи предназначен для приема непрерывных рельсовых каналов АЛСН, АЛС-ЕН, путевых генераторов САУТ, и формирования во внутренний CAN-интерфейс и дополнительный цифровой интерфейс RS-485 информации о текущем показании АЛСН и параметрах точечных каналов САУТ от катушек 21, 22 приемных рельсовых цепей;

- приемник 2 контроля бодрствования машиниста (ТСКБМ-П) предназначен для приема данных по радиоканалу от носимого модуля 47 системы ТСКБМ-Н, о физиологических параметрах машиниста и передачу информации по внутреннему CAN-интерфейсу;

- носимый модуль 47 телемеханической системы контроля бодрствования машиниста ТСКБМ-Н предназначен для сбора данных о физиологических параметрах машиниста, с помощью датчика находящегося на его руке и передачи данных по радиоканалу;

- катушки 21, 22 приемные рельсовых цепей (КПРС) предназначены для работы в двух диапазонах частот. Первый диапазон частот (НЧ) - сигналы рельсовых цепей АЛСН и второй диапазон частот (ВЧ) - сигналы путевых устройств САУТ;

- совмещенная антенна 13 радиоканала TETRA/GSM/GSM-R/CHC предназначена для работы на подвижных объектах железнодорожного транспорта в дециметровом диапазоне волн, совместно с локомотивными радиостанциями стандартов TETRA, GSM-R, GSM900, а также в составе систем определения местоположения подвижного состава на базе стандартов GPS/ГЛОHACC;

- антенна 14 радиоканала 160 МГц, предназначена для работы на подвижных объектах железнодорожного транспорта в диапазоне волн 160 МГц, совместно с поездными локомотивными радиостанциями.

Пульт 48 речевой информации (ПРИС) предназначен для воспроизведения речевых сообщений, полученных через дополнительный цифровой интерфейс RS-485.

Безопасный локомотивный объединенный комплекс работает следующим образом.

Комплекс начинает работать сразу после включения питания. Перед началом движения машинист устанавливает в кассетоприемник блока БР 6 кассету 46 регистрации, поворотом ключа включает ЭПК 9, активирует носимый модуль 47 ТСКБМ-Н, и с модуля 45 ввода информации блока БИЛ 3 вводятся следующие параметры: номер машиниста, номер поезда, длину и массу поезда, направление движения, номер пути, признак правильности пути, устанавливает режим работы (поездной, маневровый, двойной тяги), и в случае, если движение будет происходить не по электронной карте, то вводит начальную координату.

Данные с модуля 45 ввода информации обрабатываются и записываются через внутренний CAN- интерфейс в блок БС-ДПС 8.

После включения комплекса модули 29, 33 ЦО проводят опрос всех модулей комплекса, подключенных к внутреннему CAN интерфейсу, для принятия решения о работоспособности модулей, полученные данные записываются в кассету 46 регистрации. В случае отказа модуля, влияющего на безопасность движения, снимается управляющее напряжение с ЭПК 9, тем самым обеспечивается невозможность движения локомотива.

Информация о значениях давления ДД ТМ, ДД ТЦ, ДД УР от комплекса 12 УКТОЛ, через фильтр 36 поступает на модуль 37 шлюз-CAN для преобразования, далее передается на блок 3 индикации БИЛ для отображения на модуле дисплее 44 TFT, в блок 6 регистрации для записи в КР 46, в модули 29, 33 ЦО и модуль 32 ВС-САУТ для реализации заданных режимов работы, а именно:

- выполнения принудительного автостопного торможения;

- выполнение прицельного служебного торможения;

- защиты от несанкционированного отключения ключа ЭПК.

Сигналы АЛСН и АЛС-ЕН из рельсовой цепи через катушки 21 и 22 приемные рельсовых сигналов поступают в приемник 41 АЛС-сигналов блока 10 АЛС точечного канала связи, где осуществляется их дешифрация, формируются показания локомотивного светофора, определяется количество свободных блок-участков впереди по ходу движения поезда, целевая скорость, предельно допустимая скорость движения поезда на данном блок-участке. Из приемника 41 АЛС-сигналов блока 10 АЛС точечного канала связи, данные передаются для индикации на модуль дисплея 44 TFT блока БИЛ 3, в блок 6 регистрации для записи на КР 46, в модуль 32 ВС-САУТ и в модули 29 и 33 ЦО системного шкафа 1 для принятия окончательного решения о допустимой и целевой скоростей движения на данном блок-участке.

Сигналы путевых генераторов САУТ через катушку 21 приемную рельсовых сигналов поступают в приемник 42 точечного канала блока 10 АЛС точечного канала связи, где осуществляется их обработка и передача через дополнительный цифровой интерфейс RS 485 в модуль 32 вычислителя системного шкафа 1 для расчета длин блок-участков, допустимой скорости движения на данном блок-участке, расчета данных для прицельного торможения.

Сигналы от датчиков 18, 19 пути и скорости поступают в блок 8 согласования, где происходит их дальнейшее преобразование, далее по внутреннему CAN-интерфейсу сигналы поступают в модули 29 и 33 ЦО системного шкафа 1 для сравнения с допустимой скоростью и принятия решения об экстренном или служебном торможении, и модуль 32 вычислителя через дополнительный цифровой интерфейс RS 485, где из них формируются значения фактической скорости поезда, ускорения и пройденного пути. Эти данные отображаются на модуле 44 дисплея TFT, записываются на кассету 46 регистрации. На основании принятых данных от Глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) и Global Positioning System (GPS) через совмещенную антенну 13, и данных электронной карты, записанной в модуль 27 ЭК-СНС, определяется местоположение поезда, расстояние до впереди лежащего объекта и ограничение скорости проследования данного объекта. Эти данные отображаются на модуле 44 дисплея TFT и передаются в модули 29, 33 ЦО для принятия окончательного решения о допустимой и целевой скоростей движения на данном блок-участке.

Сигналы от антенны 14 (160 МГц) через дуплексный фильтр 26 и радиомодем 25 поступают в модуль 37 шлюз-CAN, где из них формируются данные об ограничениях движения на текущем участке пути, которые передаются в модули 29, 33 ЦО системного шкафа 1, для принятия окончательного решения о допустимой и целевой скорости движения на данном блок-участке. От базовой станции на модуль 37 шлюз-CAN по радиоканалу поступает команда на разрешение проезда запрещающего сигнала светофора с использованием сигнатурного метода и команда о выполнении служебного или принудительного торможения. От модуля 37 шлюз-CAN на базовую станцию поступают данные о параметрах движения поезда (номер пути, номер поезда, число вагонов, координата поезда, значения допустимой, целевой и фактической скоростей). Кроме того, применение дуплексного фильтра 26 обеспечивает использование одной приемо-передающей антенны 14 (160 МГц) для работы описываемого безопасного локомотивного объединенного комплекса и поездной радиостанции локомотива.

Модуль 23, 24 радиоканала TETRA и GSM, в зависимости от наличия вещания в этих диапазонах через совмещенную антенну 13, обеспечивают дуплексную передачу данных для дополнительных технологических приложений (АСУ, диагностика и т.д.), информацию о номере, длине, местоположении, скорости следования поезда, а также информации об исправности комплекса и об общем пробеге локомотива в региональный диспетчерский центр, осуществляющий контроль местоположения и технического состояния подвижного состава.

Модули 29, 33 ЦО принимают от приемника 41 АЛС-сигналов, модуля 27 ЭК-СНС, модуля 37 шлюз-CAN, модуля 32 вычислителя данные о значениях допустимой и целевой скоростей на текущем блок-участке, и формируют окончательное решение о значениях данных скоростей, а также на основании данных, хранящихся в их энергонезависимой памяти, модули 29, 33 ЦО формирует кривую снижения значений скоростей для различных категорий поездов (скоростной, пассажирский, грузовой) при подъезде к запрещающему сигналу светофора, а так же при подъезде к железнодорожному объекту (платформа, станция, стрелка, переезд и т.д.)

Модули 29, 33 ЦО на основании данных о значении фактической скорости, полученной от блока 8 согласования и данных о значении давлении ДЦ ТМ, ДЦ ТЦ, ДЦ УР, полученной от комплекса 12 УКТОЛ, через модуль 37 шлюз-CAN формируют, в зависимости от поездной ситуации, команду экстренного или служебного торможения в случаях превышения допустимой скорости.

Модули 29, 33 ЦО принимают решение о разрешении проезда запрещающего сигнала светофора с использованием сигнатурного метода по команде, полученной от модуля 37 шлюз-CAN с базовой станции.

Модули 29, 33 ЦО формируют для модулей 23, 24 TETRA и GSM данные для дополнительных технологических приложений (АСУ, диагностика и т.д.), информацию о номере, длине, местоположении, скорости следования поезда, а также информации об исправности комплекса и об общем пробеге локомотива.

Модуль 32 ВС-САУТ высчитывает и производит контроль прицельного торможения на основании данных поступающих с приемника 42 точечного канала блока 10 АЛС точечного канала связи, модулей 29, 33 ЦО, комплекса 12 УКТОЛ, блока 8 согласования принимает решение о применении прицельного торможения и выдает команду через модуль 37 шлюз-CAN и фильтр 36 на комплекс 12 УКТОЛ о включении режима торможения или отпуска тормоза в зависимости от поездной ситуации, а также сигнал разбора тяги через модуль 37 шлюз-CAN и фильтр 36 на микропроцессорную систему 11 управления локомотивом, формирует и передает пульту 48 речевой информации через дополнительный цифровой интерфейс RS-485 информацию для воспроизведения речевых сообщений.

При получении от базовой станции по радиоканалу команды о принудительном торможении, поступающей на модули 29, 33 ЦО с модуля 37 шлюз-CAN, модули 29, 33 ЦО формируют команду на выполнение принудительного торможения и передают ее в модуль 32 вычислителя, который с помощью своего реле производит включение электропневматического вентиля 20.

Модуль 37 шлюз-CAN, через фильтр 36, получает информацию от микропроцессорной системы 11 управления локомотивом данные о состоянии локомотивных устройств (контроллер машиниста, компрессор, тифон, свисток, цепи включения электропневматического торможения, тревожная кнопка, и т.д.) проводит их цифровую обработку и передает их по внутреннему CAN интерфейсу для записи в КР 46, и модули 29, 33 ЦО.

При получении команды от модулей 29, 33 ЦО о несанкционированном отключении ключа ЭПК 9, модуль 32 ВС-САУТ формирует команду на включение дополнительного вентиля 40 ЭПК 9, при получении которой в нем срабатывает клапан, производящий экстренную разрядку тормозной магистрали и остановку поезда.

Блок индикации скорости БИЛ-ИНД 5 принимает через внутренний CAN-интерфейс данные о допустимой и фактической скорости с модулей МЦО 29, 33, блока БС-ДПС 8 для индикации.

Блок 4 индикации локомотивный помощника машиниста принимает через внутренний CAN-интерфейс данные о сигналах светофоров с приемника 41 АЛС-сигналов для индикации помощнику машиниста.

Электропитание безопасного локомотивного объединенного комплекса строится по следующему принципу: электропитание от бортовой сети 7 локомотива поступает на источник 38 питания, который осуществляют преобразование уровня напряжения бортовой сети в необходимый каждому модулю уровень напряжения.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. Безопасный локомотивный объединенный комплекс содержит соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом системный шкаф, блок индикации локомотивный, блок регистрации, включающий кассету регистрации, блок индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, электропневматический клапан, приемник точечного канала, катушки приемных рельсовых сигналов, блок согласования и приемник контроля бодрствования машиниста. К внешнему CAN интерфейсу подключены микропроцессорная система управления локомотивом, комплекс тормозного оборудования локомотива, электропневматический клапан и интерфейс RS-485. Интерфейс RS-485 соединен с системным шкафом, электропневматическим клапаном, пультом речевой информации, блоком согласования и блоком приема точечного канала связи. Решение направлено на повышение точности и быстродействия обработки и передачи информации и в повышении помехоустойчивости. 1 ил.

Безопасный локомотивный объединенный комплекс, содержащий включенные в закрытую систему реального времени с модульной архитектурой и соединенные между собой внутренним CAN интерфейсом системный шкаф, блок индикации локомотивный, блок регистрации, включающий кассету регистрации, блок индикации скорости, блок индикации локомотивный помощника машиниста, при этом системный шкаф состоит из подключенных к внутреннему CAN интерфейсу двух модулей центральной обработки, модуля спутниковой навигационной системы с электронной картой и модуля шлюза-CAN, при этом дополнительные входы/выходы модулей центральной обработки соединены с входами/выходами соответственно первого и второго модулей схемы безопасности, выходы которых через усилители электропневматического клапана соединены с электропневматическим вентилем электропневматического клапана, вход модуля спутниковой навигационной системы с электронной картой соединен с совмещенной антенной, датчики пути и скорости подключены к блоку согласования, модуль шлюз-CAN через фильтр соединен внешним CAN интерфейсом с микропроцессорной системой управления локомотивом, блок индикации локомотивный состоит из подключенных к внутреннему CAN интерфейсу модуля светофора, модуля дисплея и модуля ввода информации, соединенного с рукоятками бдительности, радиомодем через дуплексный фильтр соединен с радиоантенной, отличающийся тем, что в системный шкаф введены и подключены к внутреннему CAN интерфейсу модуль вычислителя системы автоматического управления торможением локомотива, второй порт которого через дополнительный цифровой интерфейс RS-485 соединен с блоком согласования, пультом речевой информации и приемником точечного канала блока приемника АЛС точечного канала связи, вход которого соединен с катушкой приемной рельсовых сигналов, к внутреннему CAN интерфейсу подключены контроллер телемеханической системы контроля бодрствования машиниста и два приемопередающих модуля соответственно стандарта TETRA и GSM/GSM-R, причем их входы подключены к совмещенной антенне, выходы вычислителя системы автоматического управления торможением локомотива соединены с электропневматическим вентилем и дополнительным вентилем электропневматического клапана, к внутреннему CAN интерфейсу подключены приемник АЛС-сигналов, блока приемника АЛС точечного канала связи, соединенный с катушками приемными рельсовых сигналов, приемник телемеханической системы контроля бодрствования машиниста по каналу связи соединен с носимым модулем телемеханической системы контроля бодрствования машиниста, модуль шлюз-CAN через фильтр соединен внешним CAN интерфейсом с электропневматическим клапаном дистанционного управления, информационным выходом комплекса тормозного оборудования локомотива, модуль шлюз-CAN дополнительным портом соединен с радиомодемом.