Автоматизированная система ограждения места работ по текущему содержанию железнодорожного пути с оповещением работающих о приближении подвижного состава без использования сигналистов (СОРБИС-М1) Российский патент 2020 года по МПК B61L23/06 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и может быть использовано для ограждения места работ и автоматизированного оповещения работающих на железнодорожных путях о приближении железнодорожного подвижного состава без использования сигналистов.

Известна система оповещения о приближении подвижного состава, содержащая центральный блок управления, включающий приемник радиосигналов, коллективный и индивидуальные оповещатели, датчики обнаружения подвижного состава, предназначенные для установки вдоль пути, и соединенные с ними соответствующие передатчики радиосигнала, при этом, по меньшей мере, четыре датчика обнаружения подвижного состава для размещения, по меньшей мере, по два на каждом пути с каждой стороны от места проведения путевых работ, центральный блок управления выполнен с возможностью приема радиосигналов от передатчиков с частотой, достаточной для определения порядка начала активации датчиков обнаружения подвижного состава и определения по нему направления движения состава, каждый датчик обнаружения подвижного состава представляет собой ультразвуковой датчик, предназначенный для установки на шейке рельса, а каждый передатчик радиосигнала представляет собой системный блок со встроенной сигнальной радиостанцией, соединенный с одним датчиком обнаружения подвижного состава или с двумя датчиками обнаружения подвижного состава, расположенными по одну сторону от места проведения путевых работ (RU 137532 U1, 20.02.2014).

Недостатком известной системы является то, что при наличии автоматизации процесса оповещения работающих о приближении подвижного состава отсутствуют средства для ограждения границ участка работ при возникновении на месте работ препятствий для движения подвижного состава.

Наиболее близкой к предложенной является система ограждения места проведения работ и оповещения работающих на железнодорожных путях, содержащая установленные на подошве рельса железнодорожного пути на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ датчики обнаружения подвижного состава, каждый из которых соединен гибким экранированным кабелем с радиостанцией, устанавливаемой вблизи железнодорожного полотна, радиоуправляемые переносные сигнальные устройства ограждения (РПСО), размещенные на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ, и установленный на месте проведения работ коллективный переносной оповещатель работающих, коллективные переносные оповещатели, установленные на путевых машинах, индивидуальные носимые оповещатели, приданные работающим, и коллективный переносной сигнализатор (КПС), при этом РПСО содержит излучатели красного и желтого цвета, контроллер, фотоприемники для анализа излучения соответственно излучателей, радиостанцию и блок питания в виде аккумуляторной батареи, выходы контроллера подключены к входам излучателей, входы - к выходам фотоприемников, а вход/выход - к выходу/входу радиостанции, и закреплено на штанге, установленной вертикально на пластине с отверстиями для установки замков запирания, и снабжен датчиком контроля наклона, выход которого подключен к контроллеру (RU 2655566 C1, 26.06.2017). Данная система принята за прототип.

Система имеет следующие недостатки. В соответствии с формулой L=Vmax/60, где Vmax - максимально разрешенная скорость поезда на участке ограждения (140 км/ч) датчики должны устанавливать на расстоянии 2,3 км от КПС, что в условиях криволинейных участков или других препятствий для прохождения радиосигнала труднодостижимо для их гарантированного функционирования. КПС отдельно связываются по радиоканалу с датчиками и отдельно с РПСО. Если связь с РПСО не вызывает сомнения, так как оно стоит ближе к КПС (1000-1700 м), то радиосвязь с датчиком (2000-2300 м) при определенных условиях может быть проблематичной.

Кроме того, недостатком известной системы является сложность установки датчиков обнаружения подвижного состава на подошве рельсов и устройств ограждения, требующих участия, по меньшей мере, двух человек и продолжительность работы не менее 10 минут, особенно трудоемкой в зимних условиях.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение надежности работы системы, обеспечение возможности увеличения расстояния установки датчика от места работ, что позволяет применять систему на больших участках железнодорожной инфраструктуры, а также упрощение системы, уменьшение материальных и эксплуатационных затрат при ее применении,

Техническим результатом, достигаемым изобретением и позволяющим решить указанную проблему, является повышение надёжности передачи сигналов датчиков обнаружения подвижного состава, в том числе при большом расстоянии их от места работ и на изогнутых участках пути.

Технический результат достигается тем, что система ограждения места проведения работ и оповещения работающих на железнодорожных путях содержит предназначенные для установки на рельсе железнодорожного пути на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ датчики обнаружения подвижного состава с радиостанцией, радиоуправляемые переносные сигнализаторы ограждения, предназначенные для размещения на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ, индивидуальные носимые оповещатели для каждого работающего на пути и предназначенный для установки на месте проведения работ коллективный переносный сигнализатор, выполненный с возможностью связи по радиоканалу с радиоуправляемыми переносными сигнализаторами ограждения и индивидуальными носимыми оповещателями, при этом, согласно изобретению, каждый радиоуправляемый переносный сигнализатор ограждения выполнен с возможностью ретрансляции сигнала от датчика на коллективный переносный сигнализатор, а система снабжена ретрансляторами для обеспечения связи коллективного переносного сигнализатора по радиоканалу через радиоуправляемый переносный сигнализатор ограждения с соответствующим датчиком обнаружения подвижного состава.

Для исключения необходимости использования специальных опор для размещения переносных устройств ограждения на землю каждый радиоуправляемый переносный сигнализатор ограждения, а также каждый ретранслятор включает средство крепления на опоре контактной сети,

Предпочтительным вариантом выполнения указанного средства крепления является запирающийся замком гибкий крепежный хомут.

Для упрощения установки датчика на рельс в корпусе каждого датчика обнаружения встроен магнит для установки на шейке рельса, а для упрощения системы в корпусе каждого датчика обнаружения встроена соответствующая радиостанция.

В предпочтительном варианте выполнения система снабжена выносным пультом руководителя для управления и контроля по радиоканалу через коллективный переносной сигнализатор радиоуправляемых переносных сигнализаторов ограждения.

Кроме того, коллективный переносной сигнализатор и индивидуальные переносные оповещатели выполнены с переключателями частоты.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема варианта выполнения системы ограждения места проведения работ и оповещения работающих на железнодорожных путях для одного направления.

Система ограждения места проведения работ и оповещения работающих на железнодорожных путях (СОРБИС-М1) содержит установленные на рельсе железнодорожного пути на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ датчики 1 обнаружения подвижного состава (условное обозначение ДОП.РСДОП-М), каждый из которых снабжен радиостанцией (радиомодемом), радиоуправляемые переносные сигнализаторы ограждения 2 (РПСО 2), размещенные на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ, установленный на месте проведения работ коллективный переносной сигнализатор 3 (условное обозначение КПС-Л), индивидуальные носимые оповещатели 4 (ИНО 4) для каждого работающего на пути и выносной пульт 5 (ВП 5) руководителя работ, а также два ретранслятора 6 (РТ 6). На чертеже показан участок с одной стороны от места работ.

Конструкция каждого ДОП.РСДОП-М 1 включает магнит, который является неотъемлемой частью корпуса. ДОП.РСДОП-М 1 устанавливают с помощью магнита на шейке рельса на расстоянии, которое поезд, движущийся с максимальной для данного участка скоростью, проходит не менее чем за 60 с. В корпусе ДОП.РСДОП-М 1 также закреплена радиостанция.

КПС-Л 3 взаимодействует по радиоканалу непосредственно с ИНО 4, ВП 5 и РПСО 2, а через РТ 6 - с ДОП.РСДОП-М 1.

РТ 6 и РПСО 2 размещены на соответствующих опорах 7 и 8 контактной сети на определенной высоте с помощью запирающихся замком гибких крепежных хомутов 9. При этом РПСО 2 закреплены на опорах 7 контактной сети, расположенных на расстоянии 1000-1700 м от границ места проведения работ, а РТ 6 - по обе стороны от места проведения работ на опорах 8 контактной сети, расположенных на расстоянии 100-300 метров от ДОП.РСДОП-М 1.

РТ 6 используются для обеспечения гарантированной радиосвязи между ДОП.РСДОП-М 1 и КПС-Л 3 особенно на изогнутых участках железнодорожных путей, где их (РТ 6) может быть два и более.

Каждый РПСО 2 содержит излучатели красного и желтого цвета, контроллер, фотоприемники для анализа излучения соответственно излучателей, радиостанцию и блок питания в виде аккумуляторной батареи, при этом выходы контроллера подключены к входам излучателей, входы - к выходам фотоприемников, а вход/выход - к выходу/входу радиостанции (на чертеже не показаны). Радиостанция выполнена с функцией ретранслятора, которая обеспечивается соответствующим программным обеспечением (ПО) контроллера.

РПСО 2 обеспечивает ограждение места работ на перегоне путем подачи машинисту локомотива оптического сигнала, требующего остановки подвижного состава у границы участка работ, на котором имеется препятствие для движения, или сигнала, разрешающего движение с установленной скоростью. При этом РПСО 2 дополнительно выполняет функцию ретрансляции радиосигнала в цепочке по передаче сигнала от КПС-Л 3 до ДОП.РСДОП-М 1 и обратно как при наличии в цепочке РТ 6, так и при их отсутствии. Функция ретрансляции в РПСО 2 включается при необходимости автоматически, что обеспечивается ПО. Если уровня сигнала от КПС-Л 3 до ДОП.РСДОП-М 1 достаточно, сигнал передается напрямую, минуя РПСО 2, а если недостаточно, то сигнал передается через РПСО 2.

РПСО 2 имеет также память и запись состояния (красный, желтый, разряд аккумулятора, отказ) светового элемента с привязкой к реальному времени и координатам Глонасс/GPS с возможностью последующего считывания и копирования архива на внешний носитель.

Конструктивно КПС-Л 3 может быть выполнен в виде известного коллективного переносного устройства, содержащего устройство управления, формирователь акустических сигналов контроля и оповещения, усилитель и громкоговоритель, а также оптический излучатель, подключенный к другому выходу устройства управления, анализирующее устройство, выходом соединенное с входом устройства управления, приемопередатчик, вход/выход которого подключен к выходу/входу устройства управления, и установленный в непосредственной близости к громкоговорителю микрофон, соединенный с входом анализирующего устройства (см., например, RU 2583011 C1, 27.06.2016).

КПС-Л 3 обеспечивает воспроизведение звуковых и оптических сигналов контроля, звуковых и оптических сигналов оповещения, анализ качества воспроизводимых акустических сигналов и передачу по радиоканалу на ВП 5 информации о нормальном функционировании или об отказе РПСО 2.

ИНО 4 предназначен для индивидуального оповещения работающего на железнодорожных путях о приближении железнодорожного подвижного состава. ИНО 4 обеспечиваются работающие, местонахождение которых или условия выполнения работ ухудшают условия восприятия оповещения от КПС-Л 3.

ИНО 4 обеспечивает прием радиосигналов и воспроизведение звуковых, вибрационных и оптических сигналов оповещения при приеме по радиоканалу сигналов оповещения КПС-Л 3. Прием контрольных сигналов индицируется оптическим индикатором ИНО 4.

При этом КПС-Л 3 может быть оборудован системой автоматической регулировки звукового уровня в зависимости от уровня шума в зоне оповещения, обеспечивающей превышение уровня полезного сигнала над средним уровнем шума на 10 дБ, но не выше 120 дБ.

КПС-Л 3 имеет переключатель частоты, и в случае, если на месте работ рабочая частота занята или на ней помехи, то можно оперативно переключиться на другие заранее запрограммированные частоты. Всего частот шесть. При переключении частоты на КПС-Л 3 все остальные устройства системы автоматически получают команду и переключаются на эту частоту, кроме ИНО 4. ИНО 4 также имеет переключатель на шесть частот. Частоты ИНО 4 и КПС-Л 3 должны совпадать. Номер канала при переключении на ИНО 4 и КПС-Л 3 озвучивается речью.

ВП 5 руководителя работ выполнен с возможностью управления по радиоканалу через КПС-Л 3 РПСО 2. Кроме того на ВП 5 есть контрольная индикация, отображающая, каким цветом горит РПСО 2, и индикация его отказа. На ВП 5 есть также индикация о направлении (занято, незанято), речевое, звуковое и вибрационное оповещение обнаружения подвижного состава. На ВП 6 есть кнопка, которая в ручном режиме запускает оповещение на КПС-Л 3 и ИНО 4. Также есть кнопка отмены воспроизведения сигнала оповещения. ВП 6 имеет память и запись событий (вкл/выкл ВП, вкл/отмена сигнала, состояние РПСО, и т.д.) с привязкой к реальному времени и координатам Глонасс/GPS с возможностью последующего считывания и копирования архива на внешний носитель.

Система ограждения места проведения работ и оповещения работающих на железнодорожных путях работает следующим образом.

Перед началом работы ДОП.РСДОП-М 1 с помощью магнита устанавливают на шейке рельса на заданном расстоянии по обе стороны от места проведения работ. РПСО 2 и РТ 6 закрепляют соответственно на опорах 7 и 8 контактной сети по обе стороны от места проведения работ. Указанные операции не требуют длительных трудозатрат. КПС-Л 3 размещают на месте проведения работ и снабжают работающих ИНО 4. Руководитель работ снабжен ВП 5.

После установки ДОП.РСДОП-М 1, РТ 6, РПСО 2 активизация их работы осуществляется путем включения питания на каждом устройстве. Для этого необходимо вставить ключ в разъем на каждом устройстве и повернуть в соответствующее положение. После установки и включения всех устройств, в том числе и ВП 5, необходимо также ключом включить КПС-Л 3 и нажать кнопку «НУ» (начальная установка). После этого КПС-Л 3 опрашивает все устройства, и на передней панели его загорается индикация состояния каждого устройства. Зеленый индикатор - радиосвязь есть, устройство исправно; красный - радиосвязь есть, устройство не исправно; не горит индикатор - нет радиосвязи.

При отсутствии подвижного состава датчик ДОП.РСДОП-М 1 формирует и передает посредством своей радиостанции через ретранслятор РТ 6 и через РПСО 2 на КПС-Л 3 сигналы, при приеме которых КПС-Л 3 воспроизводит звуковые и оптические контрольные сигналы, а при обнаружении подвижного состава ДОП.РСДОП-М 1 формирует и передает через РТ 6 и РПСО 2 сигналы, при приеме которых КПС-Л 3 воспроизводит сигнал оповещения.

Сигналы оповещения, поступающие от радиостанции каждого ДОП.РСДОП-М 1, содержат информацию о направлении движения приближающегося к месту проведения работ подвижного состава.

Контрольные сигналы и сигналы оповещения транслируются КПС-Л 3 по радиоканалу на ИНО 4, которые воспроизводятся ими в виде звуковых, оптических и вибрационных сигналов.

Контрольные сигналы поступают на КПС-Л 3 от каждого ДОП.РСДОП-М 1 в разных временных интервалах, подтверждая отсутствие подвижного состава в каждом направлении.

КПС-Л 3 на основании информации об отсутствии подвижного состава с двух направлений воспроизводит общий тональный и оптический сигнал контроля.

При обнаружении одним из ДОП.РСДОП-М 1 приближающегося подвижного состава соответствующая ему радиостанция прекращает передачу контрольного сигнала и формирует сигнал оповещения, который передает по радиоканалу через РТ 6 и РПСО 2 на КПС-Л 3. Сигнал оповещения воспроизводится громкоговорителем и соответствующим оптическим излучателем КПС-Л 3.

Воспроизведение сигнала оповещения продолжается от момента обнаружения подвижного состава до окончания его прохода датчиков ДОП.РСДОП-М 1 плюс дополнительно 7-10 с.

К работе разрешается приступить только после проследования подвижным составом места работ.

При этом в начале воспроизведения сигнала оповещения КПС-Л 3 формирует речевой сигнал, воспроизводимый громкоговорителем, содержащий сообщение о направлении, по которому приближается поезд.

Речевой сигнал, который будет воспроизводиться, можно оперативно записать для однозначного понимания откуда идет поезд. Например - «Внимание! Поезд из Москвы!» или «Поезд по первому пути!». Для записи речевого сигнала на КПС-Л 3 предусмотрено подключение микротелефонной гарнитуры.

Если во время воспроизведения оповещения о приближении подвижного состава с одного из направлений на двухпутном участке будет обнаружен подвижной состав, приближающийся с другого направления, КПС-Л 3 воспроизводит через громкоговоритель речевое сообщение о направлении движения обнаруженного подвижного состава.

Направление движения приближающихся подвижных составов индицируется на панели управления и индикации КПС-Л 3 соответствующими оптическими индикаторами.

При нарушении связи КПС-Л 3 с одним из ДОП.РСДОП-М 1 в результате прекращения поступления контрольных сигналов КПС-Л 3 включает аварийную сигнализацию. При этом на его панели управления и индикации появляется информация об отказе конкретного ДОП.РСДОП-М 1.

Сигналы контроля и оповещения КПС-Л 3 в автоматическом режиме транслирует по радиоканалу на ИНО 4, воспроизводящие оптические сигналы контроля и звуковые, оптические и вибрационные сигналы оповещения в пределах участка работ.

С целью повышения надежности КПС-Л 3 в автоматическом режиме сравнивает воспроизводимые сигналы с принятыми сигналами и при их несовпадении воспроизводит сигнал аварии.

При наличии препятствий для движения на месте проведения работ руководитель с помощью элементов управления КПС-Л 3 или ВП 5 через КПС-Л 3 задает соответствующий управляющий сигнал и передает его по радиоканалу на РПСО 2 для формирования и включения запрещающего показания, требующего остановки поезда у границы места проведения работ. При отсутствии препятствий для движения на месте проведения работ КПС-Л 3 или ВП 5 передает через КПС-Л 3 на РПСО 2 по радиоканалу управляющий сигнал для формирования и включения показания, разрешающего движение поезда с установленной скоростью.

РПСО 2, получив управляющий сигнал от ВП 5, формирует соответствующее показание излучателей. Для формирования запрещающего показания контроллер РПСО 2 подает импульсное питающее напряжение на излучатель красного цвета, а при формировании разрешающего показания - на излучатель желтого цвета. В том и в другом случае излучатели красного и желтого цвета работают в мигающем режиме.

При этом фотоприемники РПСО 2 контролируют работу излучателей. В режиме излучения на выходе соответствующего фотоприемника формируется сигнал, который поступает на соответствующий вход контроллера. Контроллер передает на радиостанцию соответствующий квитирующий сигнал в качестве контрольных сигналов для передачи по радиоканалу на КПС-Л 3.

Радиостанция КПС-Л 3 в автоматическом режиме воспроизводит квитирующий сигнал от каждого РПСО 2 и передает его управляющему контроллеру, который сравнивает его с заданным управляющим сигналом и формирует соответствующий сигнал, который передает по радиоканалу на ВП 5. При несовпадении сигналов КПС-Л 3 формирует тональный аварийный сигнал.

При подтверждении запрещающего показания каждого РПСО 2 на панели ВП 5 сигнальные индикаторы каждого направления движения излучают красный мигающий огонь, а при подтверждении разрешающего показания они излучают желтый мигающий огонь.

При нарушении связи с РПСО 2 или при поступлении квитирующего сигнала, не соответствующего переданному управляющему сигналу, сигнальный индикатор на панели ВП 5 начинает светиться синим цветом, на панели КПС-Л 3 соответствующий индикатор начинает светиться красным цветом и КПС-Л 3 воспроизводит звуковой сигнал тревоги.

В каждом ДОП.РСДОП-М 1, РПСО 2 и РТ 6 предусмотрено наличие гироскопа для контроля первоначального (после включения устройства) положения. В случае изменения своего положения (падение, кража) на КПС-Л 3 звучит сигнал аварии, а индикатор устройства меняется на красный.

Таким образом, предложенное техническое решение обеспечивает безопасность движения и безопасность работающих на железнодорожных путях в результате уменьшения влияния на их обеспечение человеческого фактора, что позволяет также повысить производительность труда при выполнении работ по ремонту и текущему содержанию объектов железнодорожной инфраструктуры путем упрощения процесса установки датчиков обнаружения подвижного состава и устройств ограждения.

Изобретение относится к средствам ограждения места работ и оповещения о приближении подвижного состава. Система включает датчики обнаружения подвижного состава с радиостанцией, радиоуправляемые переносные сигнализаторы ограждения, предназначенные для размещения на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ, индивидуальные носимые оповещатели для каждого работающего на пути и предназначенный для установки на месте проведения работ коллективный переносной сигнализатор, выполненный с возможностью связи по радиоканалу с датчиками обнаружения подвижного состава, радиоуправляемыми переносными сигнализаторами ограждения и индивидуальными носимыми оповещателями, каждый радиоуправляемый переносной сигнализатор ограждения выполнен с возможностью ретрансляции сигнала от датчика на коллективный переносной сигнализатор, а система снабжена ретрансляторами для обеспечения связи коллективного переносного сигнализатора по радиоканалу через радиоуправляемый переносной сигнализатор ограждения с соответствующим датчиком обнаружения подвижного состава. Достигается повышение надёжности передачи сигналов датчиков обнаружения подвижного состава. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система ограждения места проведения работ и оповещения работающих на железнодорожных путях, содержащая предназначенные для установки на рельсе железнодорожного пути на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ датчики обнаружения подвижного состава с радиостанцией, радиоуправляемые переносные сигнализаторы ограждения, предназначенные для размещения на заданном расстоянии по обе стороны от границ места проведения работ, индивидуальные носимые оповещатели для каждого работающего на пути и предназначенный для установки на месте проведения работ коллективный переносной сигнализатор, выполненный с возможностью связи по радиоканалу с датчиками обнаружения подвижного состава, радиоуправляемыми переносными сигнализаторами ограждения и индивидуальными носимыми оповещателями, отличающаяся тем, что каждый радиоуправляемый переносной сигнализатор ограждения выполнен с возможностью ретрансляции сигнала от датчика на коллективный переносной сигнализатор, а система снабжена ретрансляторами для обеспечения связи коллективного переносного сигнализатора по радиоканалу через радиоуправляемый переносной сигнализатор ограждения с соответствующим датчиком обнаружения подвижного состава.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый радиоуправляемый переносный сигнализатор ограждения включает средство крепления на опоре контактной сети.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из ретрансляторов включает средство крепления на опоре контактной сети.

4. Система по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что средство крепления на опоре контактной сети выполнено в виде запирающегося замком гибкого крепежного хомута.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе каждого датчика обнаружения подвижного состава закреплен магнит для установки на шейке рельса.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в корпусе каждого датчика обнаружения подвижного состава закреплена соответствующая радиостанция.

7. Система по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена выносным пультом руководителя для управления и контроля по радиоканалу через коллективный переносной сигнализатор радиоуправляемых переносных сигнализаторов ограждения.

8. Система по п. 1, отличающаяся тем, что коллективный переносной сигнализатор и индивидуальные носимые оповещатели выполнены с переключателями частоты.