СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДВИЖЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНОГО САМОХОДНОГО ПОДВИЖНОГО СОСТАВА НА КОМБИНИРОВАННОМ ХОДУ (ССПС КХ) Российский патент 2015 года по МПК B61L25/04 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано непосредственно в специальном самоходном подвижном составе различного типа, на малодеятельных железнодорожных линиях, на линиях с интенсивным и особо интенсивным движением, а также на линиях со скоростным и высокоскоростным движением поездов.

В настоящее время на железных дорогах России и за рубежом чрезвычайно актуальным стало применение специального самоходного подвижного состава на комбинированном ходу (ССПС КХ). За основу берутся обычные легковые или грузовые автомобили, которые дооборудуются специальными направляющими катками для движения по рельсовому пути. Возможность движения по автомобильным и железным дорогам позволяет добраться до самых труднодоступных мест, а также значительно сократить технологические окна, поскольку с помощью специальных устройств этот подвижной состав может въезжать на железнодорожный путь и съезжать с него не только на станциях, но и на перегоне.

Однако при движении по железнодорожным путям ССПС КХ определяется автоблокировкой и электрической централизацией как подвижной состав, соответственно, должен иметь технические средства обеспечения безопасности движения, идентичные устанавливаемым на локомотивы и мотор-вагонные подвижные составы (МВПС). Вместе с тем в кабине грузового автомобиля или салоне легкового сложно разместить блоки аппаратуры комплексного локомотивного устройства безопасности (КЛУБ), не говоря уже об аппаратуре автоматической локомотивной сигнализации (АЛСН и АЛС-ЕН) вместе с электронным скоростемером. Следовательно, аппаратура должна быть компактной.

Задача, на решение которой направленно заявляемое изобретение, это создание полнофункциональной системы обеспечения безопасности движения ССПС КХ по железнодорожным линиям и уменьшение массогабаритных размеров.

Технический результат достигается тем, что система обеспечения безопасности движения ССПС КХ (далее система) принимает сигналы АЛСН и АЛС-ЕН, измеряет скорость от своего или автомобильного датчика скорости, определяет свое местоположение по сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS и электронной карты и осуществляет регистрацию всех параметров движения и диагностическую информацию на кассету регистрации. Также ввод программного обеспечения для системы, запись и замену электронной карты проводят с кассеты регистрации.

Конструктивно система обеспечения безопасности движения специального самоходного подвижного состава на комбинированном ходу (ССПС КХ) представляет собой открытую систему взаимодействующих посредством внутреннего CAN интерфейса блока индикации локомотивного (БИЛ) и блока центрального вычислителя (БЦВ), к которому подключены антенна спутниковой навигационной системы (СНС), приемные катушки сигналов АЛСН и АЛС-ЕН, электропневматический клапан (ЭПК), датчик пути и скорости (ДПС), органы управления ССПС КХ, датчики давления тормозного цилиндра (ДД ТЦ) и тормозной магистрали (ДД ТМ) и источник питания. При этом БЦВ содержит ячейку центрального вычислителя (ЦВ), ячейку безопасного сравнения (БС) и плату входов. К БИЛ подключены кассета регистрации (КР) через блок регистрации (БР), рукоятка бдительности машиниста (РБ), рукоятка бдительности специальная (РБС) и блок ввода локомотивный (БВЛ). В БЦВ введены ячейка спутниковой навигации (СН), ячейка приема АЛС сигналов (ЯП-АЛС) и плата фильтров, которые через внутренний CAN интерфейс подключены к ячейке ЦВ, которая последовательно по двухканальному входу/выходу соединена через ячейку БС, и входящий в ее состав усилитель с ЭПК, при этом ячейка ЦВ осуществляет контроль работоспособности всех ячеек. Ячейка СН выполнена с возможностью приема сигналов с антенны СНС, с датчиков ДД ТЦ и ДД ТМ, а через плату входов с ДПС и дискретными сигналами ССПС КХ. Сигналы АЛСН и АЛС-ЕН из рельсовой цепи через приемные катушки поступают на ячейку ЯП-АЛС, где осуществляют их декодирование. Плата фильтров обеспечивает фильтрацию входных сигналов, поступающих с БИЛ, и осуществляет защиту цепи электропитания БЦВ от перегрузки. Система определяет свое местоположение по данным спутниковой навигационной системы и электронной карты.

Блок регистрации встраивают в блок индикации локомотивный. На кассету регистрации осуществляется запись параметров движения и диагностическая информация. Смену программного обеспечения, запись и замену электронной карты проводят с кассеты регистрации.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена структурная схема системы обеспечения безопасности движения ССПС КХ, содержащая блок центрального вычислителя БЦВ 1, соединенного CAN интерфейсом с блоком индикации локомотивным БИЛ 2. К БЦВ 1 подключены внешние устройства: антенна СНС 3, приемные катушки ПК 4, электропневматический клапан ЭПК 5, датчик пути и скорости ДПС 6, органы управления ССПС КХ 7, цифровые датчики давления тормозного цилиндра ДД ТЦ 8 и тормозной магистрали ДД ТМ 9 и источник питания ИП-ЭЛ 10. К выходу блока БИЛ 2 подключена кассета регистрации (КР) (на схеме не показано) через блок регистрации БР 11, а к входам подключены: рукоятка бдительности машиниста РБ 12, рукоятка бдительности специальная РБС 13 и блок ввода локомотивный БВЛ 14.

На фиг.2 представлена функциональная схема БЦВ 1, содержащая: двухканальную ячейку центрального вычислителя ЦВ 15, соединенную по двум каналам с ячейкой безопасного сравнения БС 16, ячейку спутниковой навигации СН 17, соединенную с платой входов 18, ячейку приема АЛС сигналов ЯП-АЛС 19 и плату фильтров ПФ 20. Ячейка БС 16 содержит усилитель электропневматического клапана УК-М 21, связанный с ЭПК 5. При этом все ячейки соединены между собой CAN интерфейсом 22.

БЦВ 1 предназначен для приема и обработки сигналов с антенны СНС 3, сигналов АЛСН и АЛС-ЕН от ПК 4, сигнала о положении ключа ЭПК 5, и ДПС 6, управляющих сигналов от ССПС КХ 7, а также для контроля и организации режима обмена информацией с блоком БИЛ с помощью внутреннего CAN интерфейса и для формирования сигнала управления ЭПК 5.

Блок БИЛ 2 предназначен для регистрации информации, подготовки и индикации информации, взаимодействия с машинистом посредством рукоятки бдительности РБ 11 и рукоятки бдительности специальной РБС 12, для ввода и отображения всех поездных характеристик на светодиодной панели (на схеме не показано), а также сигналов светофоров, текущего времени, фактической скорости, допустимой 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 ДД ТЦ 8 и ДД ТМ 9, кроме того, технологической информации, необходимой для диагностики системы, индикации режима и записи на КР.

Блок регистрации БР 11 предназначен для установки КР и осуществления записи поездных характеристик и диагностической информации на КР. Смену программного обеспечения для системы, запись и замену электронной карты производят с КР.

Система обеспечения безопасности движения ССПС КХ работает следующим образом.

Система начинает работать сразу после включения питания. Перед началом движения машинист устанавливает КР в блок БР 11, включает ключ ЭПК 5. Далее с блока БВЛ 14 вводит следующие параметры: номер машиниста, 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 БВЛ 14 поступают в БЦВ 1, обрабатываются, записываются на КР и отображаются на светодиодной панели БИЛ 2. Во время начала и в процессе движения с помощью рукояток бдительности 12 и 13 осуществляется контроль бодрствования машиниста. При отсутствии должной реакции машиниста и при несоблюдении правил движения происходит автостопное торможение через ЭПК 5.

После включения ячейка ЦВ 15 проводит опрос всех блоков и модулей системы, подключенных к внутреннему CAN интерфейсу, для принятия решения о их работоспособности, полученные данные записываются на КР. В случае отказов, влияющих на безопасность движения, снимается управляющее напряжение с ЭПК 5, тем самым обеспечивается невозможность движения ССПС КХ.

Сигналы от ДД ТЦ 8 и ДД ТМ 9 поступают в ячейку СН 17 блока БЦВ 1, который производит обработку данных, вычисляет давление и передает на блок БИЛ 2 для отображения на светодиодной панели, и в блок БР 11 для записи на КР, и в ячейку ЦВ 15 для реализации заданных режимов работы.

Сигналы АЛСН и АЛС-ЕН из рельсовой цепи через приемные катушки ПК 4 поступают на ячейку ЯП-АЛС 19 блока БЦВ 1, где осуществляется их декодирование, формируются показания локомотивного светофора, определяется количество свободных блок-участков впереди по ходу движения ССПС КХ, целевая скорость, с которой он должен проследовать границу текущего блок-участка, предельно допустимая скорость движения на данном блок-участке. Из ЯП-АЛС 19 данные передаются для индикации на светодиодной панели блока БИЛ 2, в блок БР 11 для записи на КР и ячейку ЦВ 15 блока БЦВ 1 для принятия окончательного решения о допустимой и целевой скоростях движения на данном блок-участке.

Сигналы от ДПС 6 поступают на плату входов 18, где происходит обработка сигналов, отделение полезного сигнала от внешних помех, и из них формируются значения фактической скорости, ускорения и пройденного пути ССПС КХ. Эти данные отображаются на светодиодной панели блока БИЛ 2, записываются на КР и поступают в ячейку ЦВ 15 блока БЦВ 1 для сравнения с допустимой скоростью и принятия решения об экстренном торможении или принятия решения о "боксовании" при превышении допустимой скорости. При определении "боксования" решение об экстренном торможении не принимается, и формируется сообщение "боксование", которое записывается в КР блока БР 11.

Сигналы от антенны СНС 3 поступают в ячейку СН 17, где на основании этих сигналов и данных электронной карты определяются местоположение ССПС КХ, расстояние до впередилежащего объекта и ограничение скорости проследования данного объекта. Эти данные отображаются на светодиодной панели блока БИЛ 2 и передаются в ячейку ЦВ 15 для принятия окончательного решения.

Ячейка ЦВ 15 на основании данных, полученных от других ячеек по внутреннему CAN интерфейсу, контролирует их работоспособность. На основании данных, хранящихся в энергонезависимой памяти ЦВ 15, и данных от антенны СНС 3 формирует окончательные значения о режиме работы устройства, о необходимости проведения периодического или однократного контроля бдительности машиниста, кроме того, формирует данные для управления ЭПК 5 и данные для ячейки БС 16.

Ячейка БС 16 осуществляет аппаратное сравнение данных, полученных от ЦВ 15, по двум каналам и в случае их соответствия выдает сигнал на усилитель УК-М 21 о необходимости подачи напряжения на ЭПК 5, а в случае их рассогласования формирует сигнал перезапуска ЦВ 15 и сигнал на УК-М 21 о необходимости снятия напряжения с ЭПК 5.

Плата входа 18 предназначена для приема и формирования дискретных сигналов с ССПС КХ, таких как свисток, положение контроллера, реверса, катков, кабины, а также сбора и разбора тяги ССПС КХ.

Ячейка ЯП-АЛС 19 принимает и декодирует сигналы АЛСН и АЛС-ЕН от приемных катушек 4 из рельсовой цепи и на их основе формирует значения локомотивного светофора.

Плата фильтров 20 выполняет функцию фильтрации входных сигналов и защиту цепи электропитания БЦВ 1 от перегрузки.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано непосредственно в специальном самоходном подвижном составе. Система представляет собой открытую систему взаимодействующих посредством внутреннего CAN интерфейса блока индикации локомотивного и блока центрального вычислителя, к которому подключены антенна спутниковой навигационной системы, приемные катушки сигналов АЛСН и АЛС-ЕН, электропневматический клапан, датчик пути и скорости, органы управления ССПС КХ, датчики давления тормозного цилиндра и тормозной магистрали и источник питания. Блок центрального вычислителя содержит ячейку центрального вычислителя, ячейку безопасного сравнения и плату входов, к блоку индикации локомотивному подключены кассета регистрации через блок регистрации, рукоятки бдительности машиниста и блок ввода. Дополнительно в блок центрального вычислителя введены ячейка спутниковой навигации, ячейка приема АЛС сигналов и плата фильтров, которые через внутренний CAN интерфейс подключены к ячейке центрального вычислителя, которая последовательно по двухканальному входу/выходу соединена через ячейку безопасного сравнения, и входящий в ее состав усилитель с электропневматическим клапаном. Ячейка центрального вычислителя осуществляет контроль работоспособности всех ячеек, ячейка спутниковой навигации выполнена с возможностью приема сигналов с антенны спутниковой навигационной системы, с датчиков давления тормозного цилиндра и тормозной магистрали, а через плату входов с датчиком пути и скорости и дискретными сигналами ССПС КХ, сигналы АЛСН и АЛС-ЕН из рельсовой цепи через приемные катушки поступают на ячейку приема АЛС, где осуществляют их декодирование. Плата фильтров обеспечивает фильтрацию входных сигналов, поступающих с блока индикации, и осуществляет защиту цепи электропитания блока центрального вычислителя от перегрузки. Система определяет свое местоположение по данным спутниковой навигационной системы и электронной карты. Достигается повышение безопасности движения. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система обеспечения безопасности движения специального самоходного подвижного состава на комбинированном ходу (ССПС КХ) представляет собой открытую систему взаимодействующих посредством внутреннего CAN интерфейса блока индикации локомотивного и блока центрального вычислителя, к которому подключены антенна спутниковой навигационной системы, приемные катушки сигналов АЛСН и АЛС-ЕН, электропневматический клапан, датчик пути и скорости, органы управления ССПС КХ, датчики давления тормозного цилиндра и тормозной магистрали и источник питания, при этом блок центрального вычислителя содержит ячейку центрального вычислителя, ячейку безопасного сравнения и плату входов, к блоку индикации локомотивному подключены кассета регистрации через блок регистрации, рукоятки бдительности машиниста и блок ввода локомотивный, отличающаяся тем, что в блок центрального вычислителя введены ячейка спутниковой навигации, ячейка приема АЛС сигналов и плата фильтров, которые через внутренний CAN интерфейс подключены к ячейке центрального вычислителя, которая последовательно по двухканальному входу/выходу соединена через ячейку безопасного сравнения, и входящий в ее состав усилитель с электропневматическим клапаном, при этом ячейка центрального вычислителя осуществляет контроль работоспособности всех ячеек, ячейка спутниковой навигации выполнена с возможностью приема сигналов с антенны спутниковой навигационной системы, с датчиков давления тормозного цилиндра и тормозной магистрали, а через плату входов с датчиком пути и скорости и дискретными сигналами ССПС КХ, сигналы АЛСН и АЛС-ЕН из рельсовой цепи через приемные катушки поступают на ячейку приема АЛС, где осуществляют их декодирование, плата фильтров обеспечивает фильтрацию входных сигналов, поступающих с блока индикации локомотивного, и осуществляет защиту цепи электропитания блока центрального вычислителя от перегрузки, при этом система определяет свое местоположение по данным спутниковой навигационной системы и электронной карты.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок регистрации встраивают в блок индикации локомотивный.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что на кассету регистрации осуществляется запись параметров движения и диагностическая информация.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что смену программного обеспечения проводят с кассеты регистрации.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что запись и замену электронной карты проводят с кассеты регистрации.