СИСТЕМА ПЕРЕДАЧИ ОТВЕТСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ ОТ ПОСТОВОЙ АППАРАТУРЫ В БОРТОВЫЕ УСТРОЙСТВА БЕЗОПАСНОСТИ Российский патент 2016 года по МПК B61L25/04 

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и может быть использовано в любых типах подвижного состава, оборудованного устройствами безопасности, а так же на любых типах станций, оборудованных устройствами постовой аппаратуры и автоматического управления тормозами.

Известно «Комплексное локомотивное устройство безопасности унифицированное (КЛУБ-У)» (RU 2248899 С, B61L 25/04, 27.03.2005 г.), в котором в открытую систему реального времени с модульной архитектурой включены и соединены между собой кабелем системного CAN-интерфейса блоки электроники, индикации, коммутации и ввода данных, расположенные в кабине машиниста. 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 два модуля центральной обработки информации, модуль маршрута, модуль цифрового радиоканала, два модуля измерения параметров движения, два модуля внешних устройств, систему контроля безопасности и усилитель электропневматического клапана. 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 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.

Недостатком этого устройства является низкая пропускная способность и отказоустойчивость, отсутствие возможности принудительной остановки подвижной единицы по команде дежурного по станции, либо поездного диспетчера, а также ограниченная функциональность, отсутствие защиты передаваемой информации и высокое влияние человеческого фактора на безопасность движения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является выбранная в качестве прототипа система передачи информации, используемая в устройстве автоматического управления торможением поезда по патенту RU 2283786, В61Т 8/172; B61L 3/12, 01.03.05 г.

Устройство содержит расположенную в начале каждого блок-участка пути передающую антенну, соединенную с генератором, и расположенные на локомотиве приемную антенну, соединенную с блоком приема информации, датчик угла поворота, установленный на буксе колеса и соединенный с входами измерителя пути и измерителя скорости, измеритель эффективности тормозов, блок программной скорости, трехпозиционный релейный элемент. Измеритель эффективности тормозов подключен к выходам измерителя ускорения и датчика давления в тормозной магистрали. Один вход программной скорости соединен с выходом измерителя пути, второй вход - с выходом блока приема информации, третий вход - с выходом измерителя эффективности тормозов. Трехпозиционный релейный элемент подключен к вентилям торможения и отпуска тормозной системы поезда. Устройство направлено на повышение точности регулирования скорости и остановки поезда. Недостатком используемой в этом устройстве системы передачи информации является ограниченная функциональность, так как путевые генераторы устанавливаются непосредственно на железнодорожных путях лишь в ограниченном количестве мест на станции и имеют кабельное соединение с постовыми устройствами, отсутствие цифрового радиоканала и защиты передаваемой информации.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности, расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции, за счет исключения кабельного соединения для передачи информации.

Технический результат достигается тем, что в системе передачи ответственной информации от постовой аппаратуры в бортовые устройства безопасности, содержащей в составе стационарной аппаратуры блок радиосвязи стационарный, а на локомотиве блок радиосвязи локомотивный, соединенный с локомотивным устройством безопасности, согласно изобретению в состав стационарной аппаратуры введен вычислительный комплекс, состоящий из двух серверов, соединенных между собой и подключенных к устройству ввода и вывода информации, каждый из серверов через соответствующий порт соединен с постовыми устройствами системы автоматического управления торможением, а один из серверов дополнительно соединен с коммутатором связи системы передачи данных, при этом блок радиосвязи стационарный состоит из модема, подключенного к одному из серверов, а через дуплексный фильтр - к антенне, блок радиосвязи локомотивный состоит из подключенных к системной плате двух процессоров, CAN модуля, модуля интерфейса RS-232 и модуля GSM, соединенного с антенной, с CAN модулем соединены порты локомотивного устройства безопасности, а модуль интерфейса RS-232 соединен с модемом локомотивного устройства безопасности, который подключен через дуплексный фильтр к антенне. В предлагаемой системе обеспечивается непрерывное взаимодействие между стационарной аппаратурой и локомотивной аппаратурой и организуется оперативная доставка информации о маршруте приема/отправления в локомотивное устройство безопасности, которое в свою очередь в автоматическом режиме осуществляет переключение номера пути при движении по станции и заблаговременное отображение соответствующих препятствий с актуальными ограничениями скорости в отличие от прототипа, в котором передача данных о маршруте приема отправления возможна лишь в точках установки путевых генераторов системы автоматического управления торможением поезда и переданном маршруте, у которого отсутствует информация об объектах и ограничениях скорости на маршруте, а есть лишь точка остановки поезда. За счет использования радиоканала передачи данных для взаимодействия стационарной аппаратуры и локомотивной аппаратуры происходит сокращение затрат на внедрение системы из-за отсутствия путевых генераторов и кабельных соединений, а также сокращение эксплуатационных расходов на обслуживание, кроме того происходит снижение психофизической нагрузки на машинистов и сокращение временных интервалов приема/отправления поезда за счет автоматической работы локомотивной аппаратуры.

На чертеже приведена функциональная схема системы передачи ответственной информации от постовой аппаратуры в бортовые устройства безопасности.

Система передачи ответственной информации от постовой аппаратуры в бортовые устройства безопасности содержит в составе стационарной аппаратуры 1 блок 2 радиосвязи стационарный, а на локомотиве блок 3 радиосвязи локомотивный, соединенный с локомотивным устройством 4 безопасности, в состав стационарной аппаратуры 1 введен вычислительный комплекс 5, состоящий из двух серверов 6 и 7, соединенных между собой и подключенных к устройству ввода и вывода информации 8, каждый из серверов 6 и 7 через соответствующий порт соединен с постовыми устройствами 9 системы автоматического управления торможением, а один из серверов (7) дополнительно соединен с коммутатором 10 связи системы передачи данных, блок 2 радиосвязи стационарный состоит из модема 11, подключенного к одному из серверов (7), а через дуплексный фильтр 12 - к антенне 13, блок радиосвязи локомотивный 3 состоит из подключенных к системной плате 14 двух процессоров 15 и 16, CAN модуля 17, модуля 18 интерфейса RS-232 и модуля 19 GSM, соединенного с антенной 20, с CAN модулем 17 соединены порты локомотивного устройства 4 безопасности, а модуль 18 интерфейса RS-232 соединен с модемом 21 локомотивного устройства 4 безопасности, который подключен через дуплексный фильтр 22 к антенне 23.

Вычислительный комплекс 5 объединяет в себе стационарные устройства, предназначенные для сбора информации о состоянии напольного оборудования станции, местоположения локомотива и его параметров движения. Устройство 8 ввода и вывода информации предназначено для проведения пусконаладочных работ, настройки и вывода диагностической информации.

Сервер 6 представляет собой промышленный компьютер с операционной системой Linux реального времени, предназначен для обработки информации о состоянии стрелок и сигналов станции, местоположения подвижных единиц на станции и участках приближения, формирования ответственных команд (маршрутов приема/отправления) для подвижных единиц.

Сервер 7 представляет собой промышленный компьютер с операционной системой Linux реального времени, предназначен для обработки информации о состоянии стрелок и сигналов станции, местоположения подвижных единиц на станции и участках приближения, формирования ответственных команд (маршрутов приема/отправления) для подвижных единиц, и служит для проведения сравнения результатов вычислений при формировании ответственных команд.

Постовые устройства 9 системы автоматического управления торможением поезда предназначены для сбора и оцифровки данных от электрической централизации станции, в типовых устройствах системы автоматического управления торможением применяются для управления путевыми генераторами, установленными на путях для передачи информации на подвижные единицы.

Коммутатор 10 связи системы передачи данных предназначен для соединения нескольких узлов сети по интерфейсу Ethernet и служит для подключения вычислительного комплекса 5 к сети передачи данных ОАО «РЖД» и к частной сети сервис провайдера РОРС GSM.

Блок радиосвязи локомотивный 3 предназначен для организации на борту локомотива модемного пула, обеспечения защиты информации, передаваемой по каналам цифровой радиосвязи и предварительной логической обработки данных, принятых по радиоканалу.

CAN модуль 17 - предназначен для стыковки блока 3 радиосвязи локомотивного с локомотивным устройством 4 безопасности по CAN-интерфейсу (межблочный CAN).

Процессоры 15 и 16 - предназначены для обработки принятой из каналов радиосвязи информации и формирования данных для локомотивного устройства безопасности 4.

Системная плата 14 - предназначена для соединения между собой CAN модуля 17, процессора 15, модуля 18 интерфейса RS-232, процессора-2 (16) и GSM модуля (19).

Модуль 18 интерфейса RS-232 предназначен для увязки блока радиосвязи локомотивного 3 с внешними устройствами по протоколу RS-232.

GSM модуль 19 - предназначен для передачи сообщений по цифровому радиоканалу в GSM диапазоне частот.

Система передачи ответственной информации от постовой аппаратуры в бортовые устройства безопасности работает следующим образом.

Дежурный по станции формирует маршрут приема/отправления поезда, использую свое штатное рабочее место, на чертеже не показано, при этом постовые устройства 9 системы автоматического управления торможением обеспечивают безопасный съем информации в аналоговом виде о положении стрелок и сигналов на станции, преобразуют его в цифровой формат и передают по двум каналам серверу 6 и серверу 7 вычислительного комплекса 5 для формирования маршрута приема/отправления конкретной подвижной единицы на станции. Сервер 6 и сервер 7 параллельно производят расчет маршрута и формируют пакет ответственной информации для передачи по каналам цифровой радиосвязи. Сформированные независимо друг от друга пакеты информации сравниваются сервером 6 и в случае полного совпадения передаются по каналам цифровой радиосвязи. Сигнал от сервера 6 передается через модем 11 с помощью дуплексного фильтра 12 и антенны 13 на локомотивную аппаратуру 24 в локомотивное устройство 4 безопасности. Сигнал, принятый антенной 23 через дуплексный фильтр 22 и модем 21 поступает в модуль 18 интерфейса RS-232 блока 3 радиосвязи локомотивного, параллельно по каналу GSM сервер 7 через коммутатор 10 связи системы передачи данных с помощью оборудования сервис провайдера РОРС GSM передает в GSM модуль 19 через антенну 20. Ответственная информация о маршруте приема/отправления через модуль 18 интерфейса RS-232 и GSM модуль 19 параллельно передается через системную плату 14 в процессор 15 и процессор 16, которые независимо друг от друга производят проверку принятой информации на корректность и актуальность, используя при этом данные о текущем времени и местоположении поезда, а также других параметров движения, получаемых от локомотивного устройства 4 безопасности по CAN интерфейсу, через CAN модуль 17. В случае подтверждения корректности и актуальности принятой информации процессор 15 и процессор 16 параллельно, независимо друг от друга формируют информацию о маршруте (препятствия, ограничения скорости, точка остановки) и выдают ее по CAN интерфейсу по двум каналам в локомотивное устройство 4 безопасности. Локомотивное устройство 4 безопасности на основе данных, полученных от процессора 15 и процессора 16, производит сравнение полученной информации и в случае совпадения использует ее в вычислениях значений допустимой скорости движения, списка актуальных препятствий и точки остановки локомотива.

Изобретение относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Система включает стационарную аппаратуру, содержащую вычислительный комплекс, состоящий из двух серверов, соединенных между собой и подключенных к устройству ввода/вывода информации, каждый из серверов соединен с постовыми устройствами системы автоматического управления торможением. Причем один из серверов дополнительно соединен с коммутатором связи системы передачи данных, при этом стационарный блок радиосвязи состоит из модема, подключенного к одному из серверов, а через дуплексный фильтр подключен к антенне. Локомотивный блок радиосвязи состоит из подключенных к системной плате двух процессоров, CAN модуля, модуля интерфейса RS-232 и модуля GSM, соединенного с антенной, с CAN модулем соединены порты локомотивного устройства безопасности, а модуль интерфейса RS-232 соединен с модемом локомотивного устройства безопасности, который подключен через дуплексный фильтр к антенне. Достигается повышение надежности системы. 1 ил.

Система передачи ответственной информации от постовой аппаратуры в бортовые устройства безопасности, содержащая в составе стационарной аппаратуры блок радиосвязи стационарный, а на локомотиве блок радиосвязи локомотивный, соединенный с локомотивным устройством безопасности, отличающаяся тем, что в состав стационарной аппаратуры введен вычислительный комплекс, состоящий из двух серверов, соединенных между собой и подключенных к устройству ввода и вывода информации, каждый из серверов через соответствующий порт соединен с постовыми устройствами системы автоматического управления торможением, а один из серверов дополнительно соединен с коммутатором связи системы передачи данных, при этом блок радиосвязи стационарный состоит из модема, подключенному к одному из серверов, а через дуплексный фильтр - к антенне, блок радиосвязи локомотивный состоит из подключенных к системной плате двух процессоров, CAN модуля, модуля интерфейса RS-232 и модуля GSM, соединенного с антенной, с CAN модулем соединены порты локомотивного устройства безопасности, а модуль интерфейса RS-232 соединен с модемом локомотивного устройства безопасности, который подключен через дуплексный фильтр к антенне.